Nghiên cứu sản xuất phân hữu cơ từ đệm lót sinh học sau chăn nuôi heo

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
----

----

ĐẬU THỊ BÍCH SANG

NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT PHÂN HỮU CƠ TỪ
ĐỆM LĨT SINH HỌC SAU CHĂN NI HEO

Chun ngành:

Kỹ thuật mơi trường

Mã số:

60.52.03.20

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Tp. Hồ Chí Minh, 2017


CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS Đặng Viết Hùng
Cán bộ chấm nhận xét 1: TS. Nguyễn Thị Phương Loan
Cán bộ chấm nhận xét 2: TS. Đặng Vũ Bích Hạnh

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN

THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ngày 18 tháng 01 năm 2017.
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
1. Chủ tịch hội đồng : PGS.TS Nguyễn Tấn Phong
2. Phản biện 1

: TS. Nguyễn Thị Phương Loan

3. Phản biện 2

: TS. Đặng Vũ Bích Hạnh

4. Ủy viên

: TS. Lâm Văn Giang

5. Thư ký

: TS. Huỳnh Khánh An

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Bộ môn quản lý chuyên ngành sau
khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có).

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

PGS.TS. Nguyễn Tấn Phong

TRƯỞNG KHOA
MƠI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN

PGS.TS. Nguyễn Phước Dân


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên học viên: ĐẬU THỊ BÍCH SANG

MSHV: 7140479

Ngày, tháng, năm sinh: 19/4/1989
Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường

Nơi sinh: Phú Yên
Mã số: 60.52.03.20

I. TÊN ĐỀ TÀI: “NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT PHÂN HỮU CƠ TỪ ĐỆM LĨT
SINH HỌC SAU CHĂN NI HEO”
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
1. Tổng quan về phân hữu cơ, q trình sản xuất và đệm lót sinh học.
2. Nghiên cứu thực nghiệm quá trình ủ phân hữu cơ dưới tác dụng ảnh hưởng
của một số yếu tố:
+ Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn: Đệm lót (ĐL): Xơ dừa (XD) = 90:10 và 80:20.
+ Ảnh hưởng của chế phẩm BIMA đến chất lượng phân hữu cơ: tỷ lệ 4g
BIMA/kg nguyên liệu.
+ Đánh giá lượng sản phẩm phân hữu cơ sau q trình ủ (theo Thơng tư số
41/2014/TT-BNNPTNT ngày 13/11/2014 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn).

III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 11/01/2016
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 04/12/2016
V. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS ĐẶNG VIẾT HÙNG
Tp.HCM, ngày 22 tháng 12 năm 2016
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

PGS.TS. Đặng Viết Hùng

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

PGS.TS. Nguyễn Tấn Phong

TRƯỞNG KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN

PGS.TS. Nguyễn Phước Dân


LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Quý thầy cô khoa Môi trường
và Tài nguyên, trường Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh đã tận tình chỉ
dạy, truyền đạt cho tơi kiến thức trong quãng thời gian học tập tại trường.
Đặc biệt, tôi trân trọng cảm ơn Thầy PGS.TS Đặng Viết Hùng đã tận tình
hướng dẫn, chỉ bảo, giúp đỡ tơi trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Cảm ơn các bạn học viên khóa 2014 và các bạn sinh viên cùng làm nghiên
cứu tại phịng thí nghiệm đã nhiệt tình giúp đỡ, hỗ trợ tơi trong q trình phân tích
số liệu.
Tơi cũng xin gửi lời cảm ơn đến các cán bộ Phịng thí nghiệm Mơi trường,
Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh và Phịng thí nghiệm Đất, Viện Khoa
học Kỹ thuật Nông nghiệp Miền Nam.
Sau cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình và bạn bè đã luôn

bên cạnh, động viên, ủng hộ và giúp đỡ tôi trong suốt chặng đường học tập và
nghiên cứu.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 22 tháng 12 năm 2016

Đậu Thị Bích Sang


TÓM TẮT LUẬN VĂN
Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật ủ compost thiếu khí trong thùng quay để xử lý
đệm lót sinh học (ĐLSH) sau chăn nuôi heo tại các cơ sở chăn nuôi thành phân hữu
cơ. Khảo sát thực nghiệm quá trình ủ phân hữu cơ dưới tác dụng ảnh hưởng của một
số yếu tố: Tỷ lệ phối trộn giữa ĐLSH sau chăn nuôi heo (ĐL) và xơ dừa (XD); ảnh
hưởng của chế phẩm sinh học BIMA (CP BIMA) đến quá trình ủ. Đánh giá chất
lượng phân hữu cơ thành phẩm.
Nghiên cứu thực hiện trên 6 mơ hình ủ, lần lượt phối trộn như sau: Mơ hình 1
(100% ĐL); mơ hình 2 (100% ĐL+ 4g CP BIMA/kg ngun liệu); mơ hình 3 (90%
ĐL + 10% XD); mơ hình 4 (90% ĐL +10% XD + 4g CP BIMA/kg ngun liệu);
mơ hình 5 (80% ĐL+ 20% XD); mơ hình 6 (80% ĐL+ 20% XD + 4g CP BIMA/kg
ngun liệu). Các mơ hình được làm bằng thùng nhựa PVC cứng có nắp, xung
quanh thân đục lỗ thơng khí, được đỡ trên giá gỗ, có thể quay quanh trục. Ủ trong
45 ngày. Kết quả thí nghiệm cho thấy việc phối trộn thêm xơ dừa và bổ sung CP
BIMA theo tỷ lệ 80% ĐL + 20% XD + 4g CP BIMA/kg nguyên liệu giúp thúc đẩy
quá trình ủ diễn ra nhanh hơn và chất lượng phân thành phẩm tốt hơn các mẫu còn
lại: Hàm lượng hữu cơ tổng số của sản phẩm hữu cơ sau ủ >20%, C/N<12, không
phát hiện thấy Salmonella trong các khối ủ, E.coli <0,3 MPN/g, VSV cố định đạm
trong phân cao 6,8x10^7 CFU/g, đạt yêu cầu quy định về phân bón hữu cơ và phân
bón hữu cơ vi sinh theo Thơng tư số 41/2014/TT-BNNPTNT ngày 13/11/2014 của
Bộ NN&PTNT. Riêng chỉ tiêu Nts sản phẩm sau ủ đạt 0,83 - 0,86 % (theo quy định,
Nts ≥ 2 %) và hàm lượng P2O5 (0,24%), K2O (0,84%) thấp hơn so với một số loại phân
hữu cơ vi sinh ngồi thị trường có chỉ tiêu này. Do đó, cần nghiên cứu phối trộn

thêm urê, lân, kali với nghiệm thức thích hợp giúp tăng Nts, P2O5, K2O của sản
phẩm sau ủ.


ABSTRACT
The research applied techniques aerobic composting in rotating barrels to
handle biological sealings (DLSH) after pig breeding into organic fertilizer.
Empirical survey of organic composting process under the effect of a number of
influential factors: The mixing ratio between biological sealings after pig breeding
(DL) and coir (XD); the effects of probiotics BIMA (CP BIMA) on the process of
composting. Assessing the quality of organic fertilizer formed.
The research carried out over 6 models brewed, which are mixed as follows:
Model 1 (100% DL); model 2 (100% + 4g CP BIMA/kg of material); model 3 (90%
DL+ 10% XD); model 4 (90% DL + 10% XD + 4g CP BIMA/kg of material);
model 5 (80% DL+ 20% XD); model 6 (80% DL + 20% XD + 4g CP BIMA/kg of
material). The models are made by PVC plastic container with a lid, and have holes
around the body, which are supported on timber prices, can rotate around the axis.
Composting for 45 days. Experimental results show that mixing ratio of 80% CP
BIMA + 20% XD + 4g CP BIMA/kg of material annealing process happen faster
and product quality better than, samples: Total organic content of product is > 20%,
C/N <12, do not detect Salmonella in the product, E.coli <0,3 MPN/g, nitrogenfixing microorganisms in organic fertilizers is 6,8x10^7 CFU/g, standard regulations
on organic fertilizers to Circular No.41/2014 / TT-BNN 11/13/2014 of Ministry of
Agriculture and Rural Development. However, only the total nitrogen reached 0.83
to 0.86% (under the provisions of Circular, Nts ≥ 2%) and P2O5 (0.24%), K2O
(0.84%) lower than number of microbial organic fertilizers on the market have this
criterion. Therefore, more research is needed in mixing ratio urea, phosphorus and
potassium to help increase Nts, P2O5, K2O of organic products.


CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập –Tự do – Hạnh phúc
---o0o---

LỜI CAM ĐOAN
Họ và tên học viên: ĐẬU THỊ BÍCH SANG

MSHV: 7140479

Ngày tháng năm sinh: 19/04/1989

Nơi sinh: Tuy Hịa, Phú n

Chun ngành: Kỹ thuật mơi trường
Tên đề tài: Nghiên cứu sản xuất phân hữu cơ từ đệm lót sinh học sau chăn ni heo
Ngày bắt đầu: 11/01/2016

Ngày hồn thành: 04/12/2016

Cán bộ hướng dẫn: PGS.TS. Đặng Viết Hùng
Tơi cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của tơi. Những kết quả và số liệu trong
luận văn chưa được ai cơng bố dưới bất cứ hình thức nào. Tơi hoàn toàn chịu trách
nhiệm trước Nhà trường về sự cam đoan này.

TP. Hồ Chí Minh, ngày 22 tháng 12 năm 2016

Đậu Thị Bích Sang


MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG BIỂU .................................................................................... iv

DANH MỤC HÌNH ................................................................................................ v
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ................................................................................. vi
PHẦN MỞ ĐẦU .................................................................................................. 1
1.

TÍNH CẤP THIẾT ..................................................................................... 1

2.

MỤC TIÊU ĐỀ TÀI ................................................................................... 2

3.

NỘI DUNG ĐỀ TÀI ................................................................................... 3

4.

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ............................................. 3

5.

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................................... 4

6.

Ý NGHĨA ĐỀ TÀI...................................................................................... 4

7.

TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI ........................................................................... 5

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ................................................................................... 6
1.1.

PHÂN HỮU CƠ........................................................................................... 6

1.1.1.

Khái niệm: ........................................................................................... 6

1.1.2.

Các loại phân hữu cơ và nguyên liệu sản xuất ..................................... 6

1.1.3.

Chỉ tiêu đánh giá phân hữu cơ:............................................................ 8

1.1.4.

Quá trình ủ phân hữu cơ .................................................................... 10

1.1.4.1. Nguyên lý của quá trình chuyển hóa .................................................. 10
1.1.4.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ủ ............................................... 12
1.1.5. Hiện trạng và tiềm năng sản xuất phân hữu cơ từ chất thải rắn nông thôn
tại Việt Nam ..................................................................................................... 17
1.1.6. Một số công nghệ sản xuất phân hữu cơ tại Việt Nam và trên thế giới21
1.2. ĐỆM LÓT SINH HỌC ............................................................................. 27
1.2.1.

Khái niệm .......................................................................................... 27

1.2.2.

Thành phần và tính chất .................................................................... 29

1.2.3.

Kỹ thuật làm đệm lót sinh học chăn nuôi heo ..................................... 29

1.2.4.

Khả năng tận dụng............................................................................. 31

1.3. TÌNH HÌNH NGUN CỨU TRONG VÀ NGỒI NƯỚC .................... 31


CHƯƠNG 2 .......................................................................................................... 35
VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................... 35
2.1. SƠ ĐỒ NGHIÊN CỨU ............................................................................. 35
2.2. VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU ...................................................................... 36
2.2.1.

Đệm lót sinh học sau chăn ni heo ................................................... 36

2.2.2.

Xơ dừa ............................................................................................... 37

2.2.3. Chế phẩm BIMA ................................................................................ 38

2.3. MƠ HÌNH NGHIÊN CỨU ....................................................................... 39
2.3.1.

Thiết kế mơ hình ................................................................................ 39

2.3.2. Quy trình hoạt động của mơ hình ....................................................... 40
2.4. TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM ....................................................................... 41
2.4.1.

Phân tích chỉ tiêu đầu vào.................................................................. 41

2.4.2.

Phối trộn nguyên liệu: ....................................................................... 41

2.4.3.

Tiến hành ủ:....................................................................................... 44

2.4.4.

Kiểm tra chất lượng thành phẩm........................................................ 45

2.5. LẤY MẪU VÀ PHÂN TÍCH ................................................................... 45
2.5.1.

Vị trí và tần xuất lấy mẫu ................................................................... 45

2.5.2.

Lịch trình lấy mẫu (Phụ lục 1) ........................................................... 45

2.5.3.

Phương pháp phân tích ...................................................................... 45

2.5.4. Xử lý số liệu ....................................................................................... 56
CHƯƠNG 3 .......................................................................................................... 57
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................................ 57
3.1. Sự thay đổi nhiệt độ của các mơ hình thí nghiệm ...................................... 57
3.2. Sự thay đổi độ ẩm của các mơ hình thí nghiệm ......................................... 59
3.3. Sự thay đổi pH của các hình thí nghiệm .................................................... 60
3.4. Sự biến đổi C/N ........................................................................................ 61
3.5. Sự biến đổi hàm lượng chất hữu cơ (OM) ................................................. 62
3.6. Sự biến đổi nitơ ........................................................................................ 63
3.7. Sự biến động số lượng vi sinh vật trong suốt quá trình ủ ........................... 64
3.8. Sự sụt giảm khối lượng ............................................................................. 66
3.9. Màu và mùi ............................................................................................... 67


3.10. Đánh giá chất lượng sản phẩm .................................................................. 68
PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................... 74
1.

KẾT LUẬN .............................................................................................. 74

2.

KIẾN NGHỊ ............................................................................................. 75

TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 76
LÝ LỊCH TRÍCH NGANG ................................................................................... 79
PHỤ LỤC ............................................................................................................ 80


iv

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Lượng chất thải phát sinh năm 2003 và năm 2008 ....................... 18
Bảng 1.2 Thực trạng sử dụng đệm lót sinh học trong chăn ni tại các vùng ... 28
trên toàn quốc.............................................................................................. 28
Bảng 2.1 Thành phần của đệm lót đầu vào .................................................. 36
Bảng 2.2 Thành phần của xơ dừa đầu vào................................................... 37
Bảng 2.3 Thành phần hỗn hợp đầu vào của 6 mơ hình ............................... 43
Bảng 2.4 Các chỉ tiêu phân tích và tần suất lấy mẫu ................................... 45
Bảng 2.5 Các phương pháp phân tích chỉ tiêu ............................................. 46
Bảng 3.1 Kết quả phân tích các chỉ tiêu vi sinh sau 45 ngày ủ..................... 65
Bảng 3.2 Sự sụt giảm khối lượng sau 45 ngày ủ .......................................... 66
Bảng 3.3 Đánh giá chất lượng sản phẩm phân zcủa MH 6 sau 45 ngày ủ ... 68


v

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Dao động nhiệt độ trong q trình ủ ......................................... 12
Hình 1.2 Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ủ .................................. 17
Hình 1.3 Khối lượng và cơ cấu phân bón xuất khẩu năm 2014 ................ 19
Hình 1.4 Khối lượng và cơ cấu phân bón nhập khẩu năm 2014 ............... 20
Hình 1.5 Diễn biến giá phân bón trên thị trường thế giới và trong nước

năm 2014.................................................................................................. 20
Hình 1.6 Một số hệ thống ủ phân hữu cơ trên thế giới ............................. 23
Hình 1.7 Quy trình cơng nghệ hệ thống Compost Lemna ......................... 25
Hình 1.8 Quy trình cơng nghệ compost Steinmueller ............................... 25
Hình 1.9 Mơ hình chăn ni heo và gà trên nền đệm lót sinh học ............ 28
Hình 2.1 Quy trình sản xuất phân bón hữu cơ từ ĐLSH sau chăn ni heo .. 35
Hình 2.2 Đệm lót sinh học sau chăn nuôi heo được sử dụng trong nghiên cứu . 36
Hình 2.3 Xơ dừa được sử dụng trong nghiên cứu ..................................... 38
Hình 2.4 Chế phẩm sinh học BIMA.......................................................... 39
Hình 2.5 Mơ hình ủ phân hữu cơ ............................................................. 40
Hình 2.6 Bố trí thí nghiệm ....................................................................... 44
Hình 3.1 Sự biến thiên nhiệt độ theo thời gian ủ ...................................... 57
Hình 3.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn và CP BIMA đến nhiệt độ khối ủ .... 58
Hình 3.3 Dao động độ ẩm theo thời gian ủ .............................................. 59
Hình 3.4 Dao động pH theo thời gian ủ ................................................... 60
Hình 3.5 Sự biến thiên C/N theo thời gian ủ............................................. 61
Hình 3.6 Sự biến thiên OM theo thời gian ủ ............................................. 62
Hình 3.7 Sự biến thiên nitơ theo thời gian ủ ............................................. 64
Hình 3.8 Sản phẩm sau 45 ngày ủ ............................................................ 68
Hình 3.9 Một số loại phân hữu cơ vi sinh trên thị trường ......................... 71


vi

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
BNN&PTNT
CPSH
CTR
DHMT

Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn
Chế phẩm sinh học
Chất thải răn
Duyên hải miên

ĐBSH
ĐBSCL

Đồng bằng sông Hồng
Đồng bằng sông Cửu Long

TDMNPB
ĐL
ĐLSH

Trung du và miền núi phía bắc
Đệm lót
Đệm lót sinh học

FAO

Food and Agriculture Organiza the United Nations - Tổ chức

GHG
K2O

Nông nghiệp và Lương thực thế giới
Greenhouse gas - Hiệu ứng nhà kính
Kali oxit - Kali hữu hiệu

IPNI
MPN
Nts
OM
OC
P2 O 5
SNN&PTNT
TPHCM
TAPPI

The International Plant Names Index - Viện dinh dưỡng
thực vật quốc tế
Most Pprobable Number - Phương pháp đếm số có xác suất
lớn nhất
Total Nitrogen - Nitơ tổng số
Organic Matter - Chất hữu cơ
Organic Carbon - Carbon hữu cơ
Photpho pentoxit - Lân hữu hiệu
Sở Nông nghiệp và Phát triển nơng thơn Thành phố
Hồ Chí Minh
The Technological Association of the Pulp and Paper
Industry - Hiệp hội công nghệ của ngành công nghiệp Giấy
và Bột giấy

TCVN
TSS
VSV

Tiêu chuẩn Việt Nam
Total Suspended Solid - Tổng chất rắn lơ lửng

Vi sinh vật

XD

Xơ dừa


1

PHẦN MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT
Chăn ni là một trong những ngành quan trọng trong cơ cấu nông nghiệp của nước
ta, chiếm khoản 27% tổng giá trị sản xuất của ngành nơng nghiệp. Trong đó, chăn
ni heo đứng vị trí hàng đầu, nó cung cấp sản lượng thịt lớn nhất trong các loại vật
nuôi (chiếm 77% tổng lượng thịt các loại). Tuy nhiên, mặt trái của vấn đề này là
vấn nạn ô nhiễm môi trường. Theo Cục Chăn nuôi (Bộ Nông nghiệp và Phát triển
nông thôn - BNN&PTNT), ngành chăn nuôi nước ta thải ra khoảng 85 triệu tấn chất
thải/năm. Nồng độ khí H2S và NH3 trong chăn ni cao hơn mức cho phép khoảng
30-40 lần. Phân và nước tiểu của vật nuôi chứa nhiều loại vi khuẩn, virus và trứng
ký sinh trùng gây hại, trong đó vi khuẩn thuộc họ Enterobacteriacea chiếm đa số,
với các giống điển hình như: E.coli, Salmonella, Shigella, Proteus, Klebsiella gây
tác động xấu đến môi trường và ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người.
Với tình hình lượng chất thải chăn ni gia tăng đến mức báo động như hiện nay,
nước ta đang khuyến khích chuyển đổi dần phương thức chăn ni theo hướng thân
thiện với môi trường như bổ sung men vi sinh trong thức ăn chăn ni, sử dụng đệm
lót sinh học, xây dựng bể biogas, hồ sinh học, v.v.... Trong đó, mơ hình sử dụng
đệm lót sinh học trong chăn ni heo đã được thử nghiệm và áp dụng theo quy mô
khác nhau ở nhiều địa phương. Theo BNN&PTNT (2013), cả nước có 40/63 tỉnhthành áp dụng đệm lót sinh học trong chăn ni, với 752 trang trại, 61.449 hộ gia
đình, tổng diện tích là 5,47 triệu m2. Mật độ trung bình trong chăn ni trên nền
đệm lót là 1,2-1,5 m2/con thịt. Biện pháp này đã góp phần làm giảm thiểu đáng kể

sự ơ nhiễm mơi trường, giảm chi phí, giảm bệnh tật, heo tăng trưởng nhanh và chất
lượng thịt tốt. Bên cạnh đó, đệm lót sau chăn ni heo là nguồn nguyên liệu sản
xuất phân bón hữu cơ giàu dinh dưỡng cho cây trồng nếu biết cách sử dụng. Thế
nhưng, hiện nay đa phần người dân chưa biết cách tận dụng. Hầu hết, họ thải bỏ
trực tiếp ra môi trường hoặc đem bón trực tiếp cho cây trồng khơng qua xử lý, do đó
ẩn chứa nhiều nguy cơ gây hại. Vì trong lớp đệm lót sau chăn ni heo có thể còn
chứa một lượng nhỏ vi sinh vật gây bệnh như: Vi khuẩn E.coli, Salmonella, trứng
và ấu trùng giun sán, v.v... chưa phân hủy hết. Nếu bón trực tiếp, cây trồng dễ bị
mắc bệnh, làm giảm năng suất, sản lượng, đồng thời gây ảnh hưởng đến sức khỏe
con người nếu ăn phải những loại cây này.


2

Vì vậy, việc áp dụng cơng nghệ tái sử dụng đệm lót sinh học sau chăn ni thành
một sản phẩm có ích là việc làm cần thiết và mang lại hiệu quả cao về mặt kinh tế
cũng như về mặt môi trường. Theo Nguyễn Thúy (2013), trong lớp đệm sinh học có
chứa hàm lượng lớn vi sinh vật phân giải mạnh và một lượng chất dinh dưỡng nhất
định như mùn cưa, vỏ trấu, bột ngơ, vỏ lạc rất thích hợp để ủ compost. Theo nghiên
cứu của Briancesco và cộng sự (2008), phương pháp ủ compost được chấp nhận
phổ biến trên thế giới như là một biện pháp an toàn sinh học, áp dụng xử lý phân,
chất độn chuồng các loại gia súc, xác chết động vật ni với mục đích tái sử dụng
chất thải chăn nuôi và chống ô nhiễm mơi trường. Mục tiêu của q trình
composting chính là ổn định sinh học, giảm thể tích và khối lượng chất thải, làm
khô, loại bỏ tối đa các chất độc đối với thực vật, hạt hay những thành phần của cây
và tiêu diệt các mầm bệnh. Sản phẩm của quá trình xử lý được sử sụng như một
nguồn phân bón hữu cơ bền vững do giải phóng chậm chất dinh dưỡng cho cây
trồng, tăng cường bảo vệ đất, chống vô cơ hóa, tăng cường dinh dưỡng mùn cho đất
từ đó giảm sử dụng phân bón hóa học.
Mặt khác, theo FAO (2012), mật độ sử dụng phân bón của Việt Nam là ở mức cao

(297 kg/ha) so với các quốc gia lân cận (156 kg/ha). Trong năm 2014, Việt Nam tiêu
thụ khoảng 10,8 triệu tấn phân bón, chiếm 6% nhu cầu phân bón của tồn cầu (trong
đó, lượng phân bón sản xuất trong nước đạt 7,01 triệu tấn, lượng phân bón nhập
khẩu đạt 3,79 tấn). Hơn nữa, phân bón sản xuất cũng như nhập khẩu chủ yếu là
phân bón hóa học nên về lâu dài sẽ ảnh hưởng đến độ phì nhiêu của đất, làm xói
mịn đất.
Xuất phát từ thực tiễn trên, đề tài “Nghiên cứu sản xuất phân hữu cơ từ đệm lót
sinh học sau chăn ni heo” đã được đề xuất và thực hiện theo phương pháp ủ
compost với nguồn ngun liêu chính là đệm lót sinh học sau chăn nuôi heo kết hợp
với phụ phẩm xơ dừa và bổ sung chế phẩm BIMA. Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ
giúp đa dạng hóa nguồn nguyên liệu sản xuất phân bón hữu cơ, bên cạnh đó góp
phần giải quyết phụ phẩm trong nơng nghiệp, tiết kiệm được chi phí sản xuất, nâng
cao tính hiệu quả kinh tế trong chăn nuôi.
2. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI
Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn và chế phẩm sinh học BIMA đến q trình ủ
phân hữu cơ từ đệm lót sinh học sau chăn nuôi heo.


3

3. NỘI DUNG ĐỀ TÀI
- Nội dung 1: Tổng quan về phân hữu cơ, quá trình sản xuất và đệm lót sinh học.
- Nội dung 2: Nghiên cứu thực nghiệm quá trình ủ phân hữu cơ dưới tác dụng ảnh
hưởng của một số yếu tố:
+ Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn: Đệm lót (ĐL): Xơ dừa (XD) = 90:10 và 80:20.
+ Ảnh hưởng của chế phẩm BIMA đến chất lượng phân hữu cơ: Tỷ lệ 4g
CP BIMA/kg nguyên liệu.
+ Đánh giá chất lượng sản phẩm phân hữu cơ sau q trình ủ (theo Thơng tư
số 41/2014/TT-BNNPTNT ngày 13/11/2014 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển
nông thôn).

4. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Đối tượng nghiên cứu
Đề tài hướng tới 3 đối tượng nghiên cứu:
- Đệm lót sinh học (ĐLSH) (đối tượng nghiên cứu chính): Được thu thập tại
một hộ chăn nuôi heo tại huyện Củ Chi.
- Xơ dừa (XD) (thành phần phối trộn): Đã xử lý (bằng vôi) để làm giảm hàm
lượng ligin và tanin, được mua tại một cơ sở chuyên phân phối xơ dừa tại huyện
Bình Chánh.
- Chế phẩm sinh học BIMA (CP BIMA) (chứa nấm đối kháng Trichoderma là nấm đối kháng có khả năng phân hủy mạnh cellulose từ xác bã thực vật nhờ vào
khả năng sản sinh hệ enzyme cellulose cao, đồng thời sản sinh một số kháng sinh ức
chế sự phát triển của nấm bệnh và một số kích thích tố giúp cây trồng phát triển):
Giúp tăng cường quá trình ủ, do Trung tâm Công nghệ sinh học - Sở Nông nghiệp
và Phát triển nơng thơn Thành phố Hồ Chí Minh cung cấp.
Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu thực hiện trên mơ hình phịng thí nghiệm, được đặt tại một hộ gia
đình ở xã Bình Hưng, huyện Bình Chánh và được vận hành trong điều kiện nhiệt độ
dao động từ 25-35oC.
Các thí nghiệm phân tích mẫu được tiến hành tại Phịng thí nghiệm Mơi trường
thuộc Trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh và Phịng thí nghiệm Đất
thuộc Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Miền Nam.


4

5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Tổng quan tài liệu
Tiến hành thu thập thông tin, tài liệu, số liệu về đối tượng và phạm vi nghiên
cứu trên tất cả nguồn sách báo, giáo trình, tạp chí khoa học. Phân tích, tổng hợp làm
cơ sở cho việc định hướng và thực hiện các nội dung nghiên cứu.
Thực nghiệm mơ hình

Thiết kế, chế tạo và ứng dụng mơ hình ở quy mơ phịng thí nghiệm. Lập kế
hoạch vận hành, thu thập và phân tích mẫu để đánh giá hiệu quả quá trình ủ phân
hữu cơ của mơ hình nghiên cứu.
Lấy mẫu và phân tích
Chỉ tiêu đầu vào:
Đệm lót sau chăn ni heo: Lấy mẫu ngẫu nhiên 4 mẫu/4điểm/chuồng, trộn
đều, phân tích độ ẩm, pH, OC, OM, Nts, C/N, E.coli, Salmonella và VSV cố định đạm.
Xơ dừa: Phân tích độ ẩm, OM, OC, hàm lượng C/N.
Hỗn hợp sau khi đã phối trộn: Phân tích độ ẩm, pH, nhiệt độ, OC, OM, Nts,
C/N, E.coli, Salmonella, vi sinh vật cố định đạm.
Chỉ tiêu trong suốt quá trình ủ
Trong suốt q trình ủ, lấy mẫu phân tích độ ẩm, pH, nhiệt độ, OM, Nts, C/N,
E.coli, Salmonella, VSV cố định đạm theo định kỳ.
Đối chiếu so sánh
Các tài liệu, số liệu từ lý thuyết và các cơng trình nghiên cứu có liên quan đến
đề tài được dùng làm tư liệu đối chiếu và so sánh. Từ đó đưa ra những đánh giá
khách quan về hiệu quả hoạt động của mơ hình nghiên cứu.
Xử lý số liệu
Số liệu nghiên cứu được xử lý bằng phần mềm Excel 2010.
6. Ý NGHĨA ĐỀ TÀI
Ý nghĩa khoa học
Bước đầu xác định khả năng phân hủy sinh học của đệm lót sinh học sau chăn
ni heo có bổ sung phụ phẩm xơ dừa và chế phẩm sinh học BIMA.


5

Ý nghĩa thực tiễn
- Về mặt kỹ thuật: Đây là phương pháp đơn giản, dễ thực hiện. Tận dụng thành
phần hữu cơ trong đệm lót sinh học sau chăn ni heo như là nguồn nguyên liệu để

sản xuất phân bón.
- Về mặt kinh tế: Từ đệm lót sinh học sau chăn ni có giá trị kinh tế thấp, tận
dụng đem đi ủ thành phân hữu cơ có giá trị kinh tế cao, tiết kiệm chi phí mua phân
bón cho cây trồng.
- Về mặt môi trường: Giải quyết triệt để và hiệu quả một loại chất thải phát sinh từ
quá trình chăn nuôi, giúp cải thiện cảnh quan môi trường và bảo vệ sức khỏe con người.
7. TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI
Từ phương pháp ủ compost truyền thống, nghiên cứu này sử dụng nguyên liệu
mới đó là đệm lót sinh học sau chăn nuôi heo kết hợp với phụ phẩm sau trồng trọt
(xơ dừa) và chế phẩm BIMA để tạo thành phân hữu cơ, bón cho cây trồng.


6

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. PHÂN HỮU CƠ
1.1.1. Khái niệm:
Theo Thông tư số 41/2014/TT-BNNPTNT ngày 13/11/2014 của Bộ
NN&PTNT về hướng dẫn một số điều của Nghị định số 202/2013/NĐ-CP ngày
27/11/2013 của Chính phủ về quản lý phân bón thuộc trách nhiệm quản lý nhà nước
của Bộ NN&PTNT, phân hữu cơ là loại phân bón được sản xuất từ nguồn nguyên
liệu hữu cơ, có các chỉ tiêu chất lượng đạt quy định của quy chuẩn kỹ thuật quốc gia.
Sự khác biệt giữa phân hữu cơ và phân hóa học:
- Phân hóa học: Làm cho cây trồng bộc phát mạnh nhưng không duy trì hiệu
quả được lâu. Chúng để lại những tồn dư dưới các dạng muối trong đất ngăn cản
cây trồng hấp thụ những dưỡng chất cần thiết, tiêu diệt tập đoàn vi sinh vật trong
đất (kể cả VSV có ích cho cây trồng), làm mất cân bằng sinh thái, gia tăng sự mẫn
cảm của cây trồng với các loại bệnh, gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến sức
khỏe con người và các loài động vật sống xung quanh.
- Phân hữu cơ: Tạo độ phì nhiêu cho đất canh tác, do đó giúp cây trồng phát

triển khỏe mạnh lâu dài, tăng cường các VSV hữu ích trong đất, nâng cao khả năng
chống chịu sâu bệnh cho cây trồng, không gây ô nhiễm môi trường, không gây hại
đến sức khỏe con người và các loài động vật sống xung quanh, giúp cân bằng hệ
sinh thái.
1.1.2. Các loại phân hữu cơ và nguyên liệu sản xuất
Theo Bùi Huy Hiền (2014), phân hữu cơ được chia thành 2 nhóm: Phân hữu
cơ truyền thống và phân hữu cơ công nghiệp:
- Phân hữu cơ truyền thống: Được sản xuất từ chất thải của người, động vật,
phế phẩm trồng trọt, chăn nuôi, chế biến nông, lâm, thủy sản, rác thải hữu cơ, các
loại than bùn. Phân hữu cơ truyền thống chia làm 4 loại: Phân chuồng, phân rác,
phân xanh, than bùn.
+ Phân chuồng: Được làm từ phân trâu, bị, heo, gà, v.v... Phân chuồng có ưu
điểm là chứa đầy đủ các nguyên tố dinh dưỡng đa, trung và vi lượng mà một loại
phân bón vơ cơ khơng có được. Ngồi ra, phân chuồng cung cấp chất mùn giúp kết
cấu của đất tơi xốp, rễ cây phát triển mạnh, hạn chế nước bốc hơi, chống được hạn,


7

xói mịn. Tuy nhiên, phân chuồng cũng có nhược điểm là hàm lượng chất dinh
dưỡng thấp nên phải bón lượng lớn, địi hỏi chi phí vận chuyển cao, ngồi ra nếu
khơng chế biến kỹ có thể mang đến một số mầm bệnh cho cây trồng.
+ Phân rác: Được làm từ thân ngô, rơm rạ, thân cây đậu đỗ, vỏ lạc, trấu, bã mía.
Phân rác có thành phần dinh dưỡng thấp hơn phân chuồng và thay đổi trong những
giới hạn rất lớn tuỳ thuộc vào bản chất và thành phần của rác.
+ Phân xanh: Được làm từ cây hoặc lá cây tươi được ủ hay vùi thẳng xuống
đất để bón ruộng. Đồng thời với tác dụng làm phân bón, cây phân xanh có thể phủ
đất, chống xói mịn, bảo vệ đất.
+ Than bùn: Trong quá trình cấu tạo địa chất, một số rừng cây bị phù sa vùi
lấp lâu ngày, phân giải yếm khí tạo thành than bùn. Than bùn thường khơng dùng

trực tiếp làm phân bón, chỉ để ủ phân rác hoặc độn chuồng.
- Phân hữu cơ công nghiệp: Được sản xuất từ các nguồn hữu cơ khác nhau để
tạo thành phân bón tốt hơn so với bón nguyên liệu thơ ban đầu. Hiện nay, phân hữu
cơ cơng nghiệp có thể chia ra thành 5 loại: Phân hữu cơ chế biến, phân hữu cơ
khoáng, phân hữu cơ sinh học, phân hữu cơ vi sinh và phân vi sinh.
+ Phân hữu cơ chế biến: Được sản xuất chủ yếu từ các nguồn nguyên liệu hữu
cơ với tiêu chuẩn đạt theo quy định.
+ Phân hữu cơ khoáng: Là loại phân được sản xuất từ nguyên liệu hữu cơ
phối trộn thêm một hoặc nhiều yếu tố dinh dưỡng khống, trong đó có ít nhất một
yếu tố dinh dưỡng khoáng đa lượng. Loại phân này được chế biến từ các nguyên
liệu hữu cơ khác nhau (than bùn, mùn rác thải thành phố, phụ phẩm nông nghiệp,
công nghiệp...) phơi khô, nghiền nhỏ, ủ tự nhiên. Sau một thời gian đưa phối trộn
với phân khoáng ở các tỷ lệ khác nhau.
+ Phân hữu cơ sinh học: Được sản xuất từ nguyên liệu hữu cơ theo quy trình
lên men có sự tham gia của vi sinh vật sống có ích hoặc các tác nhân sinh học khác.
Loại phân này được chế biến từ các nguyên liệu hữu cơ khác nhau (than bùn, mùn
rác thải thành phố, phụ phẩm nông nghiệp, công nghiệp...) phơi khô, nghiền nhỏ, ủ
lên men với vi sinh vật có tuyển chọn.
+ Phân vi sinh: Là loại phân trong thành phần chủ yếu có chứa một hay nhiều
loại vi sinh vật sống có ích bao gồm: Nhóm vi sinh vật cố định đạm, phân giải lân,


8

phân giải kali, phân giải xenlulo, vi sinh vật đối kháng, vi sinh vật tăng khả năng
quang hợp và các vi sinh vật có ích khác với mật độ phù hợp.
+ Phân hữu cơ vi sinh: Được sản xuất từ ngun liệu hữu cơ có chứa ít nhất
một chủng vi sinh vật sống có ích với mật độ phù hợp với quy chuẩn kỹ thuật đã
ban hành.
1.1.3. Chỉ tiêu đánh giá phân hữu cơ:

Chất lượng của phân sau ủ phụ thuộc nhiều vào: thành phần và tính chất của
nguyên liệu ủ, phương pháp ủ composting, kỹ thuật vận hành.
Theo G. Tchobaglous 1993 và W.f. Briton (2000), chất lượng của phân sau ủ
được đánh giá dựa trên 4 yếu tố sau:
- Mức độ lẫn tạp chất (nhựa, đá, kim loại nặng, v.v...).
- Nồng độ các chất dinh dưỡng: đa lượng (N, P, K), trung lượng (Ca, Mg và S),
vi lượng (Fe, Zn, Cu, Mn, Co, Bo, v.v...).
- Mật độ vi sinh vật gây bệnh (thấp ở mức không ảnh hưởng tới cây trồng).
- Độ ổn định và hàm lượng chất hữu cơ.
Để quản lý việc sản xuất, kinh doanh cũng như đưa ra tiêu chuẩn đánh giá chất
lượng phân bón, Chính phủ Việt Nam đã ban hành Nghị định số 202/2-13/NĐ-CP
ngày 27 tháng 11 năm 2013 về Quản lý phân bón. Theo đó, Chính phủ giao Bộ
Cơng thương phụ trách quản lý sản xuất, kinh doanh, chất lượng phân bón vơ cơ;
Bộ NN&PTNT quản lý sản xuất, kinh doanh, chất lượng phân bón hữu cơ và phân
bón khác.
Ngày 13 tháng 11 năm 2014, Bộ NN&PTNT đã ban hành Thông tư số
41/2014/TT-BNN&PTNT về Hướng dẫn một số điều của Nghị định số
202/2013/NĐ-CP ngày 27/11/2013 của Chính phủ về quản lý phân bón thuộc trách
nhiệm quản lý nhà nước của Bộ NN&PTNT. Theo đó, quy định chỉ tiêu chất lượng
chính và yếu tố hạn chế trong phân bón hữu cơ và phân bón khác như sau:
- Quy định chỉ tiêu chất lượng chính:
(1) Phân bón hữu cơ:
+ Hàm lượng hữu cơ tổng số

: ≥ 20%;

+ Hàm lượng đạm tổng số (Nts)

: ≥ 2 %;

+ Tỷ lệ C/N

: < 12.


9

(2) Phân bón hữu cơ khống:
+ Hàm lượng hữu cơ tổng số

: ≥ 15%;

+ N, P2O5, K2O riêng rẽ hoặc N+P2O5 hoặc N + K2O hoặc P2O5 + K2O hoặc
N + P2O5 + K2O ≥ 8%, trong đó: N ≥ 2%, P2O5 ≥ 2%, K2O ≥ 2%;
(3) Phân bón khống hữu cơ:
+ N, P2O5, K2O riêng rẽ hoặc N+P2O5 hoặc N + K2O hoặc P2O5 + K2O hoặc
N, P2O5, K2O riêng rẽ ≥ 18%, trong đó: N ≥ 3%, P2O5 ≥ 3%, K2O ≥ 3%;
+ Hàm lượng hữu cơ tổng số

: < 15%;

(4) Phân bón hữu cơ vi sinh
+ Hàm lượng hữu cơ tổng số

: ≥ 15%;

+ Ít nhất có một loại vi sinh vật có ích: ≥ 1,0 X 106 CFU/g hoặc CFU/ml;
Hoặc Azotobacter/Lipomyces

: > 1,0 X 105 CFU/g hoặc CFU/ml.

(5) Phân bón hữu cơ sinh học:
+ Hàm lượng hữu cơ tổng số
+ Axit humic, axit fulvic
Hoặc chất sinh học khác

: ≥ 20%;
: ≥ 20%;
: Theo tiêu chuẩn công bố áp dụng.

(6) Phân bón sinh học
+ Axit humic, axit fulvic
Hoặc chất sinh học khác
(7) Phân bón vi sinh vật:

: ≥ 2,0%;
: Theo tiêu chuẩn cơng bố áp dụng.

+ Ít nhất có một loại VSV có ích

: ≥ 1,0x108 CFU/g hoặc CFU/ml;

Hoặc Azotobacter/Lipomyces

: ≥ 1,0x107 CFU/g hoặc CFU/ml.

- Quy định yếu tố hạn chế:
+ Arsen (As)

: <10 mg/kg hoặc mg/l hoặc ppm;

+ Cadimi (Cd)

: <5 mg/kg hoặc mg/l hoặc ppm;

+ Chì (Pb)

: <200 mg/kg hoặc mg/l hoặc ppm;

+ Thủy ngân (Hg)

: <2 mg/kg hoặc mg/l hoặc ppm;

+ VK Salmonella

: không phát hiện;

(*)


10

+ VK E.coli

: < 1,1x103 CFU/g hoặc CFU/g (ml). (**)

(Chú thích: Chỉ tiêu hạn chế (*) và (**) chỉ áp dụng đối với các loại phân bón
hữu cơ sản xuất từ nguyên liệu là rác thải đô thị, phế thải công nghiệp chế biến từ
nông sản, thực phẩm, phế thải chăn ni).
1.1.4. Q trình ủ phân hữu cơ

Theo nghiên cứu của Briancesco và cộng sự (2008), phương pháp ủ compost
được chấp nhận phổ biến trên thế giới như là một biện pháp an toàn sinh học, áp
dụng xử lý phân, chất độn chuồng các loại gia súc, xác chết động vật ni thành
phân bón hữu cơ với mục đích tái sử dụng chất thải chăn nuôi và chống ô nhiễm
môi trường, tạo nguồn phân bón hữu cơ giàu dinh dưỡng cho cây trồng.
Compost là sản phẩm của quá trình composting. Composting là quá trình phân
hủy sinh học chất thải hữu cơ trong điều kiện hiếu khí được kiểm sốt. Ngược lại
với quá trình phân hủy của các hợp chất hữu cơ ngồi tự nhiên, trong q trình
composting nhiệt độ trong khối chất thải tăng lên do nhiệt độ tự sinh từ hoạt động
của các vi sinh vật chịu nhiệt - mesophiles (25-40oC) và ưa nhiệt – thermophiles
(50-70oC). Kết thúc quá trình composting, sản phẩm thu được là CO2, VSV và các
chất mùn (Crawford 1983, Haug 1993). Q trình mùn hóa và sự ổn định của sản
phẩm cuối cùng có thể sử dụng như một nguồn phân bón (Crawford 1983). Trong
quá trình ủ composting việc thêm một lượng lớn tác nhân khác cũng cần thiết và
thông thường là nước (Paatero và cs 1984, Haug 1993) hoặc sự thổi khí cưỡng bức
hay đảo trộn một cách thường xuyên đảm bảo lượng oxy cung cấp đồng đều trong
đống ủ (Biddlestone và Gray 1985).
1.1.4.1. Ngun lý của q trình chuyển hóa
Sự phân hủy các chất hữu cơ trong composting được khởi đầu bởi các quần
thể khá rộng lớn các VSV, bao gồm: Vi khuẩn, xạ khuẩn và vi nấm.
Quá trình phân hủy chất thải xảy ra rất phức tạp, theo nhiều giai đoạn và sản
phẩm trung gian. Theo Hau RT (1993), các giai đoạn khác nhau trong q trình ủ
compost có thể phân biệt theo biến thiên nhiệt độ như sau:
1. Pha thích nghi (latent phase) là giai đoạn cần thiết để VSV thích nghi với
môi trường mới.
2. Pha tăng trưởng (growth phase) đặc trưng bởi sự gia tăng nhiệt độ do quá
trình phân hủy sinh học. Ở giai đoạn này, các loại vi khuẩn ưa nhiệt và nấm phân


11

hủy các hợp chất hữu cơ dễ hòa tan và phân giải như monosaccharides, tinh bột và
lipid. Nhiệt độ bắt đầu tăng tự nhiên nhờ nguồn nhiệt được tỏa ra từ các phản ứng
phân hủy tỏa nhiệt. Sự phân hủy các protein đưa đến sự thải ra khí amoniac và làm
pH tăng. Pha này kéo dài khoảng vài giờ đến vài ngày (Crawford 1983, Paatero và
cs 1984).
3. Pha ưa nhiệt (thermophilic phase) là nhiệt độ tăng cao nhất. Đây là giai
đoạn ổn định hóa chất thải và tiêu diệt VSV gây bệnh hiệu quả nhất.
Phản ứng hóa sinh này được đặc trưng bằng các phương trình sau:
COHNS + O2 + VSV hiếu khí
CHONS + VSV kỵ khí

CO2 + NH3 + sản phẩm khác + năng lượng

CO2 + H2S + NH3 +CH4 +sản phẩm khác + năng lượng

4. Pha trưởng thành (maturation phase) là giai đoạn giảm nhiệt độ đến mức
mesophilic và cuối cùng bằng nhiệt độ mơi trường. Q trình lên men lần thứ hai
xảy ra chậm và thích hợp cho sự hình thành chất keo mùn (là quá trình chuyển hóa
các phức chất hữu cơ thành chất mùn). Các phản ứng nitrate hóa, trong đó ammonia
(sản phẩm phụ của q trình ổn định hóa chất thải như trình bày ở 2 phương trình
trên) bị oxy hóa sinh học tạo thành nitrit (NO2-) và cuối cùng thành nitrate (NO3-)
cũng xảy ra như sau:
NH4+ + 3/2 O2

NO2- + 2H+ + H2O

NO2- + ½ O2

NO3-

Kết hợp hai phương trình trên, q trình nitrate diễn ra như sau:
NH4+ + 2O2

NO3- + 2H+ + H2O

Vì NH4+ cũng được tổng hợp trong mơ tế bào, phản ứng đặc trưng cho q
trình tổng hợp trong mơ tế bào:
NH4+ + 4CO2 + HCO3- + H2O

C5H7NO2 + 5O2

Phương trình phản ứng nitrate hố tổng cộng xảy ra như sau:
22NH4+ + 37O2 + 4CO2 + HCO3-

21 NO3- + C5H7NO2 + 20 H2O + 42H+


12

Hình 1.1 Dao động nhiệt độ trong quá trình ủ
Quá trình ủ composting được thực hiện cả trong điều kiện hiếu khí lẫn yếm khí:
Ủ hiếu khí: Là q trình chuyển hóa chất hữu cơ nhờ VSV khi có mặt của oxy.
Sản phẩm của q trình phân hủy hiều khí này gồm CO2, NH3, nước, nhiệt, các chất
hữu cơ đã ổn định và sinh khối VSV.
Ủ yếm khí: Là quá trình chuyển hóa chất hữu cơ nhờ VSV khi khơng có mặt
của oxy. Sản phẩm cuối cùng của q trình này là CH4, CO2, NH3, một vài loại khí
khác với số lượng rất nhỏ, các axit hữu cơ, nhiệt, các chất hữu cơ ổn định và sinh
khối VSV.
Khi NH3 được tạo ra trong cả 2 điều kiện trên sẽ nhanh chóng được các vi

khuẩn nitrat hóa có trong khối ủ chuyển thành NO3-. Q trình ủ hiếu khí thường
diễn ra nhanh, ngược lại q trình yếm khí diễn ra chậm hơn.
1.1.4.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ủ
- Các yếu tố vật lý:
Nhiệt độ: Đây là yếu tố quan trọng trong q trình ủ compost vì nó quyết định
thành phần quần thể VSV (ban đầu là nhóm ưa ẩm sau đó là nhóm ưa nhiệt chiếm
ưu thế). Ngồi ra, nhiệt độ còn là một chỉ thị để nhận biết các giai đoạn xảy ra trong
quá trình ủ compost.
Theo Stentiford (1996), nhiệt độ trên 55oC rất quan trọng để đạt điều kiện tiêu
chuẩn vệ sinh. Trong khi đó, nhiệt độ từ 45 đến 55 oC cải thiện tỷ lệ phân hủy và từ
35 - 40oC để tăng sự đa dạng vi sinh vật. Nhiệt độ tối ưu cho quá trình phân hủy