Đánh giá chất lượng phân compost ủ hiếu khí từ rác thải hữu cơ

Rác hữu cơ có thể làm thức ăn cho động vật hoặc sau khi được xử lý có thể làm phân bón cho cây trồng, … [13] 1.1.2 Nguồn gốc phát sinh - Phần bỏ đi của thực phẩm sau khi được lấy đi phầ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG

ĐỒ ÁN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG PHÂN COMPOST Ủ HIẾU KHÍ TỪ

RÁC THẢI HỮU CƠ

Giảng viên hướng dẫn: Th.S Trần Thanh Thư

Sinh viên thực hiện: Võ Thị Thân

Mã số sinh viên: 56130387

Khánh Hòa – 2018

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG

ĐỒ ÁN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG PHÂN COMPOST Ủ HIẾU KHÍ TỪ

RÁC THẢI HỮU CƠ

GVHD: Th.S Trần Thanh Thư SVTH: Võ Thị Thân

MSSV: 56130387

Khánh Hòa, tháng 07 / 2018

Viện: Công nghệ sinh học và môi trường

PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ VÀ ĐÁNH GIÁ ĐA / KLTN

(Dùng cho CBHD và nộp cùng báo cáo ĐA/KLTN của sinh viên)

HỮU CƠ

Kiểm tra giữa tiến độ của Trưởng BM

Ngày kiểm tra:

Khánh Hòa, ngày ….tháng…….năm………

Cán bộ hướng dẫn

(Ký và ghi rõ họ tên)

CAM ĐOAN CỦA SINH VIÊN

Em xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng em Các số liệu sử dụng phân

tích trong báo cáo có nguồn gốc rõ ràng, đã công bố theo đúng quy định Các kết quả nghiên

cứu trong đề tài do em tự tìm hiểu, phân tích một cách trung thực và khách quan Các kết

quả này chưa từng được công bố trong bất kỳ báo cáo nào khác

Sinh viên thực hiện

Võ Thị Thân

Em cũng xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến toàn thể cán bộ phụ trách phòng thí nghiệm

đã tạo điều kiện cho em được thực hành thí nghiệm để hoàn thành thí nghiệm với kết quả tốt nhất

Tiếp đến em xin cảm ơn cô, chú trong Ban quản lý chợ Vĩnh Hải đã tạo điều kiện tốt nhất để em thực hiện đồ án tốt nghiệp này

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình đã luôn ủng hộ và giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập Cảm ơn bạn bè đã giúp đỡ em tận tình trong thời gian làm đồ án

Cuối cùng, em xin kính chúc Quý thầy cô Trường Đại học Nha Trang, cô Trần Thanh Thư, gia đình và bạn bè luôn mạnh khỏe và thành công trong cuộc sống

Em xin chân thành cảm ơn!

Nha Trang, ngày tháng năm

Sinh viên thực hiện

Võ Thị Thân

MỤC LỤC

PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ VÀ ĐÁNH GIÁ ĐA / KLTN iii

CAM ĐOAN CỦA SINH VIÊN iv

LỜI CẢM ƠN v

MỤC LỤC vi

DANH MỤC HÌNH ix

DANH MỤC BIỂU ĐỒ x

DANH MỤC BẢNG xi

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT xii

MỞ ĐẦU 1

1 Sự cần thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 2

3 Phương pháp nghiên cứu của đề tài 2

4 Ý nghĩa thực tiễn và khoa học của đề tài 3

4.1 Ý nghĩa thực tiễn 3

4.2 Ý nghĩa khoa học 3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 4

1.1 Tổng quan về rác thải hữu cơ 4

1.1.1 Khái niệm 4

1.1.2 Nguồn gốc phát sinh 4

1.1.3 Thành phần 4

1.1.4 Ảnh hưởng của rác thải hữu cơ 5

1.1.5 Các phương pháp xử lý rác hữu cơ 6

1.2 Tổng quan về phương pháp ủ hiếu khí 10

1.2.1 Khái niệm quá trình ủ hiếu khí 10

1.2.2 Các phản ứng hóa sinh của quá trình phân hủy 10

1.2.3 Các nhóm vi sinh vật có mặt trong quá trình ủ phân rác 13

1.2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy hiếu khí 13

1.3 Tổng quan về phân compost 20

1.3.1 Khái niệm phân compost 20

1.3.2 Nguồn gốc 21

1.3.3 Các phương pháp chế biến phân compost 21

1.3.4 Một số công nghệ chế biến phân compost điển hình 24

1.3.5 Mục đích, lợi ích và hạn chế của quá trình chế biến phân hữu cơ 27

1.3.6 Chất lượng phân hữu cơ 30

1.4 Hiện trạng phát sinh chất thải rắn tại Khánh Hòa 31

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34

2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 34

2.2 Phương pháp tiến hành 34

2.2.1 Thiết lập mô hình ủ phân compost hiếu khí 34

2.2.2 Nạp nguyên liệu và theo dõi quá trình ủ 39

2.3 Phương pháp phân tích trong phòng thí nghệm 39

2.3.1 Xác định pH 39

2.3.2 Phân tích độ ẩm 39

2.3.3 Xác định hàm lượng chất rắn bay hơi (VS) 40

2.3.4 Xác định hàm lượng chất hữu cơ 41

2.3.5 Xác định hàm lượng tổng nitơ 41

2.3.6 Xác định chỉ số nảy mầm sinh học (Germination index bioassay) 42

2.4 Thử nghiệm phân bón trên cây trồng 44

2.4.1 Nguyên liệu 44

2.4.2 Bố trí thí nghiệm 44

2.5 Phương pháp xử lý số liệu 45

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 46

3.1 Một số chỉ tiêu đầu vào của nguyên liệu ủ 46

3.1.1 Độ ẩm 46

3.1.2 Tỷ lệ C/N 47

3.2 Kết quả thí nghiệm 48

3.2.1 Kết quả theo dõi trong quá trình ủ 48

3.2.2 Kết quả phân tích phòng thí nghiệm 51

3.3 Kết quả mô hình thử nghiệm phân bón trên cây trồng 58

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 61

TÀI LIỆU THAM KHẢO 64

PHỤ LỤC 66

PHỤ LỤC 1: TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 9297 : 2012 66

PHỤ LỤC 2: TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 9294 : 2012 71

PHỤ LỤC 3: TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 8557:2010 78

PHỤ LỤC 4: BẢNG THEO DÕI SỰ NẢY MẦM CỦA HẠT TRÊN ĐĨA PETRI 89

PHỤ LỤC 5: MỘT SỐ HÌNH ẢNH 90

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Các phương pháp xử lý chất thải rắn hữu cơ 6

Hình 1.2: Sơ đồ chung của quá trình ủ hiếu khí CTR đô thị 10

Hình 1.3: Biến thiên nhiệt độ trong quá trình ủ hiếu khí 12

Hình 2.1: Rác thải tập trung tại chợ Vĩnh Hải 34

Hình 2.2: Sơ đồ thành phần vật liệu tỷ lệ 5:4:1 35

Hình 2.3: Sơ đồ thành phần vật liệu tỷ lệ 2,5:2:1 35

Hình 2.4: Sơ đồ quy trình ủ phân hữu cơ 36

Hình 2.5: Rau củ quả trước và sau sơ chế 37

Hình 2.6: Thùng ủ rác thải đục lỗ 38

Hình 2.7: Bố trí mô hình thùng ủ 38

Hình 2.8: Dịch phân ủ sau khi ly tâm 43

Hình 2.9: Đĩa petri lót giấy lọc 43

Hình 2.10: Hạt giống được cấy trên đĩa petri 43

Hình 2.11: Bố trí thí nghiệm nảy mầm hạt 45

Hình 3.1:Hạt cấy trên đĩa petri sau khi ủ 72h 56

Hình 3.2: Cây phát triển sau 7 ngày 60

Hình 3.3: Cây phát triển sau 14 ngày 60

DANH MỤC BIỂU ĐỒ

Biểu đồ 3.1: Đồ thị biến thiên nhiệt độ (ºC) của 10 thùng trong 8 tuần 49

Biểu đồ 3.2: Biểu đồ % độ sụt giảm thể tích của các thùng ủ 50

Biểu đồ 3.3: Độ biến thiên độ ẩm của 8 thùng ủ 52

Biểu đồ 3.4: Độ biến thiên hàm lượng chất rắn dễ bay hơi VS sau 8 tuần ủ 54

Biểu đồ 3.5: Biểu đồ tỷ lệ C/N 55

Biểu đồ 3.6: Biểu đồ hàm lượng chất hữu cơ 56

Biểu đồ 3.7: Chỉ số nảy mầm sinh học của các thùng ở từng tỷ lệ pha loãng 58

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Tỷ lệ C/N của chất thải (tính theo chất khô) 17

Bảng 1.2: Các thông số quan trọng trong quá trình làm phân hữu cơ hiếu khí 19

Bảng 1.3: Chỉ tiêu chất lượng chính của phân hữu cơ 30

Bảng 1.4: Yêu cầu kỹ thuật của phân hữu cơ vi sinh 30

Bảng 1.5: Thành phần CTRSH tại Khánh Hòa 33

Bảng 2.1: Khối lượng từng thành phần vật liệu 36

Bảng 3.1: Độ ẩm của các thành phần phân compost thông thường 46

Bảng 3.2: Độ ẩm mục tiêu của từng tỷ lệ ủ 47

Bảng 3.3: Tỷ lệ C/N của từng tỷ lệ phối trộn 48

Bảng 3.4: Kết quả đo nhiệt độ (ºC) sau 8 tuần khảo sát 48

Bảng 3.5: % Độ sụt giảm thể tích sau 8 tuần 50

Bảng 3.6: Kết quả đo pH sau 8 tuần khảo sát 51

Bảng 3.7: Kết quả độ ẩm (%) qua 6 tuần khảo sát 52

Bảng 3.8: Hàm lương chất rắn bay hơi (VS) trong 6 tuần 53

Bảng 3.9: Tỷ lệ C/N sau 8 tuần ủ 54

Bảng 3.10: Hàm lượng hữu cơ (%) chứa trong phân ủ 55

Bảng 3.11: Giá trị trung bình độ nảy mầm tương đối của hạt (RSG %) 57

Bảng 3.12: Giá trị trung bình độ dài rễ tương đối của hạt (RRG %) 57

Bảng 3.13: Chỉ số nảy mầm sinh học (GI) 57

Bảng 3.14: Kết quả mô hình gieo hạt thực nghiệm 59

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

BOD: Biochemical Oxygen Demand

COD: Chemical Oxygen Demand

CTR: Chất thải rắn

CTRCN: Chất thải rắn công nghiệp

CTRHC: Chất thải rắn hữu cơ

CTRSH: Chất thải rắn sinh hoạt

GI: Germination Index

ODA: Official Development Assistance

RRG: Relative Root Growth

RSG: Relative Seed Germination

TS: Total Solids

VS: Volatile Solids

VSV: Vi sinh vật

MỞ ĐẦU

1 Sự cần thiết của đề tài

Theo FAO (Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc) tính đến năm 2050 dân số thế giới sẽ tăng thêm 2 tỷ người và nhu cầu về thức ăn và sữa sẽ tăng thêm 70% Điều này sẽ đi đôi với lượng rác thải phát sinh sẽ tăng thêm một lượng đáng kể Tại Việt Nam, tốc độ phát sinh rác thải đang dao động từ 0,35-0,8kg/người/ngày Rác thải là sản phẩm tất yếu của cuộc sống được thải ra từ các hoạt động sản xuất, sinh hoạt hàng ngày của con người Cùng với sức sống của con người hiện đại và công cuộc công nghiệp hóa ngày càng phát triển lượng rác thải ra môi trường ngày càng nhiều với các thành phần phức tạp

và đa dạng

Phương pháp xử lý chất thải rắn chính hiện nay của nước ta là chôn lấp, với kỹ thuật đơn giản, lượng rác ở đô thị được đưa đến bãi chôn lấp tập trung chỉ chiếm 60 – 65% Các công trình xử lý chất thải rắn hữu cơ (CTRHC) làm phân vi sinh chỉ mới được đầu tư xây dựng tại các đô thị lớn Bên cạnh đó, số công trình nghiên cứu ứng dụng công nghệ xử lý CTRHC ủ sinh học phục vụ công tác thiết kế, quản lý vận hành đang rất ít và thường chưa được công bố Thực tế việc áp dụng công nghệ này sao cho phù hợp với thành phần và tính chất của chất thải hữu cơ là một vấn đề rất phức tạp và khó kiểm soát Cho đến nay, hầu hết các công trình xử lý CTRHC bằng phương pháp ủ sinh học ở Việt Nam đang đầu tư ở quy mô tập trung Với quy mô công nghiệp, các công trình này đang gặp phải những khó khăn chính như: khó khăn về nguồn nguyên liệu do chưa phân loại chất thải tại nguồn, công nghệ xử lý đòi hỏi tiêu tốn nhiều năng lượng, sự tương quan giữa nơi sản xuất và tiêu thụ sản phẩm chưa phù hợp,… Xuất phát từ những vấn đề thực tiễn đã đặt ra sự cần thiết phải tìm kiếm, lựa chọn quy mô xử lý CTRHC phù hợp với điều kiện thực tiễn Xu hướng ủ hiếu khí CTRHC làm phân compost đang được quan tâm nghiên cứu và có một số ứng dụng, thử nghiệm Tuy nhiên, đánh giá các thông số của sản phẩm tạo thành để đảm bảo chất lượng phân bón vẫn chưa được nghiên cứu cụ thể

Từ những vấn đề đã nêu ra như trên đề tài được lựa chọn “Đánh giá chất lượng phân

compost ủ hiếu khí từ chất thải hữu cơ” Nội dung của đề tài phần nào sẽ góp phần trong

việc ứng dụng rộng rãi mô hình ủ phân hữu cơ ở quy mô vừa và nhỏ

2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

Đánh giá chất lượng phân compost từ mô hình ủ hiếu khí với những tỷ lệ, thành phần phân ủ khác nhau để ứng dụng cho các mục đích sử dụng như cải tạo đất canh tác và phân bón cho cây trồng

Mục tiêu cụ thể:

- Bằng thực nghiệm, làm sáng tỏ các yếu tố đầu vào (thành phần, kích thước nguyên liệu ủ, tỷ lệ và các chế phẩm bổ sung), các yếu tố trong quá trình vận hành (nhiệt độ, độ

ẩm, độ sụt giảm thể tích) đến hiệu quả của quá trình ủ phân compost từ rác thải hữu cơ

- Phân tích các chỉ tiêu của sản phẩm compost sau quá trình ủ hiếu khí từ đó đưa ra

đề xuất về nguyên liệu đầu vào, thiết lập mô hình, quá trình vận hành nhằm tối ưu hóa mô hình ủ phân compost từ rác thải hữu cơ

Mục tiêu lâu dài:

- Hướng tới công nghệ xử lý chất thải hữu cơ bằng sinh học đơn giản, dễ áp dụng, không tốn kém nhiều chi phí vận hành, thu được các sản phẩm tái sử dụng an toàn với môi trường

- Góp phần giảm thiểu một phần lượng rác thải ra môi trường, cung cấp một chiến lược xử lý chất thải bền vững kết hợp giữa ổn định chất thải và thu hồi chất dinh dưỡng Sản phẩm cuối cùng được sử dụng cho mục đích làm phân bón cho cây trồng

3 Phương pháp nghiên cứu của đề tài

Đề tài đã sử dụng các phương pháp nghiên cứu chính sau:

Phương pháp thống kê và kế thừa: Thu thập, xử lý các số liệu và kế thừa kết quả nghiên

cứu của các báo cáo đã có

Phương pháp khảo sát thực tế: Khảo sát địa điểm thực tiễn

Phương pháp lý thuyết: thu thập thông tin thông qua đọc sách báo, tài liệu nhằm mục

đích tìm chọn những khái niệm cơ bản là cơ sở cho lý luận của đề tài, hình thành giả thuyết khoa học, dự đoán về những thuộc tính của đối tượng nghiên cứu, xây dựng những mô hình

lý thuyết hay thực nghiệm ban đầu

Phương pháp tổng hợp, so sánh: Tổng hợp các số liệu thu thập được, so sánh với Tiêu

chuẩn, quy chuẩn Việt Nam, từ đó đánh giá và đề xuất các giải pháp

Phương pháp lấy mẫu và phân tích thí nghiệm: Lấy mẫu và phân tích các chỉ tiêu để

định tính, định lượng đối tượng cần nghiên cứu theo quy chuẩn Việt Nam

Phương pháp xử lý số liệu: Sử dụng phầm mềm Microsoft Excel 2016 để xử lý thông

tin, số liệu hoàn thiện bài báo cáo

4 Ý nghĩa thực tiễn và khoa học của đề tài

4.1 Ý nghĩa thực tiễn

Đề tài đã nghiên cứu tổng quan về chất thải rắn và các phương pháp xử lý sinh học CTRHC trên thế giới và ở Việt Nam: phân tích và so sánh hiệu quả xử lý CTRHC của các phương pháp khác nhau; đề xuất xử lý CTRHC bằng phương pháp ủ hiếu khí phù hợp với các mô hình vừa và nhỏ

Thông qua nghiên cứu thực nghiệm, bước đầu xác định các thông số kỹ thuật trong vận hành hệ thống ủ phân compost hiếu khí, đối chứng với các kết quả thực tế Kết quả nghiên cứu của đề tài đáp ứng nhu cầu cấp thiết hiện nay về công nghệ xử lý CTRHC phù hợp với từng quy mô vừa và nhỏ

4.2 Ý nghĩa khoa học

Những đóng góp khoa học của đề tài:

- Cung cấp các thông số trong suốt quá trình ủ phân

- Đề xuất tỷ lệ hợp lý để thực hiện quá trình ủ phân ở quy mô nhỏ

- Đưa ra phương pháp để đánh giá chất lượng của phân compost sau quá trình ủ hiếu khí

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về rác thải hữu cơ

1.1.1 Khái niệm

Rác thải hữu cơ là loại rác thải có nguồn gốc từ thiên và có thành phần chính là C, H,

O Ngoài 3 thành phần chính này, rác thải hữu cơ còn có thêm các thành phần khác như S,

N, P… Nói một cách khái quát, dễ hiểu hơn thì đó là các chất thải được loại bỏ từ nguyên liệu thực phẩm, thức ăn thừa, vỏ và hoa quả, bánh kẹo, hoa lá trang trí mà con người không dùng được nữa, vứt bỏ vào môi trường sống Rác hữu cơ có thể làm thức ăn cho động vật hoặc sau khi được xử lý có thể làm phân bón cho cây trồng, … [13]

1.1.2 Nguồn gốc phát sinh

- Phần bỏ đi của thực phẩm sau khi được lấy đi phần chế biến thức ăn cho con người

như: bã mía, bã café,…

- Phần thực phẩm thừa hoặc hư hỏng không thể sử dụng cho con người như: thức ăn

thừa, các loại rau củ quả thải bỏ,…

- Các loại hoa, lá, cây, cỏ không được con người sử dụng sẽ trở thành rác thải hữu cơ

trans-p Lignin rất bền vững dưới tác dụng của các enzym

- Lignin không bị phân hủy bởi các vi khuẩn yếm khí

- Bị phân hủy bởi các vi sinh vật hiếu khí tạo thành chất mùn

- Nhiều khả năng biến đổi thành phenol

- Bị phân hủy bởi kiềm (natri bisunfit) và axit sunfua

 Tinh bột (C6H6O6) là hợp chất cao phân tử có nhiều trong ngũ cốc, ngô, khoai tây, khoai lang,…

- Được cấu thành từ hai thành phần chủ yếu là: amyloza (~25%) và amylopectin (75%)

- Amyloza tan được trong nước nóng còn amylopectin tạo thành hồ keo

- Bị phân hủy bởi các vi sinh vật α-, β- và γ – amylaza tạo thành các loại đường maltoza, dextrin và glucoza

2 Protein là hợp chất cao phân tử chứa nitơ Thường chứa đến 15-17,5% nitơ

- Protein cấu tạo từ các axit amin do tổng hợp từ C, N

- Protein bị phân hủy bởi các vi sinh vật hoại sinh, nấm mốc, các xạ khuẩn,…

3 Lipit là các este của glyxerin và axit béo

- Thường chứa trong thành phần thực vật, các cây có dầu như lạc, cọ, ngô, đậu, bông

- Lipit thường bị thủy phân chậm

- Bị các vi sinh vật phân hủy thành enzym phospholipaza, phospholipit

1.1.4 Ảnh hưởng của rác thải hữu cơ [15]

1.1.4.1 Ảnh hưởng đến môi trường

Ảnh hưởng của rác thải sinh hoạt đến nguồn nước: Rác hữu cơ sau khi bị phân huỷ

sẽ tác động trực tiếp và gián tiếp đến chất lượng nước mặt, nước ngầm trong khu vực Lâu dần lượng rác nhiều lên, sẽ làm giảm diện tích ao, hồ giảm khả năng tự làm sạch của nước (do hệ sinh thái trong nước bị hủy diệt), gây cản trở các dòng chảy, tắc cống rãnh thoát

nước, làm ô nhiễm nguồn nước mặt, nước ngầm, gây ra các bệnh nguy hiểm

Ảnh hưởng đến môi trường đất: Rác thải chứa nhiều thành phần khác nhau, khi rác

thải được đưa vào môi trường và không được xử lý khoa học thì những chất độc xâm nhập vào đất sẽ tiêu diệt nhiều loài sinh vật có ích cho đất, làm cho môi trường đất bị giảm tính

đa dạng sinh học và phát sinh nhiều sâu bọ phá hoại cây trồng

Ảnh hưởng đến cảnh quan: Rác thải sinh hoạt vứt bừa bãi, chất đống lộn xộn, không

thu gom, vận chuyển đến nơi xử lý,… để lại những hình ảnh không đẹp, gây mất mỹ quan

1.1.4.2 Ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng

Các loại rác hữu cơ dễ phân huỷ gây hôi thối, phát triển vi khuẩn gây hại làm ô nhiễm, mất vệ sinh môi trường và ảnh hưởng tới sức khỏe Khu tập trung rác là nơi thu hút, phát

sinh và phát triển chuột, ruồi, muỗi, gián, các loại vi trùng gây nhiều chứng bệnh truyền nhiễm cho con người, vật nuôi trong gia đình Rác thải không được thu gom, tồn đọng trong không khí, lâu ngày sẽ ảnh hưởng đến sức khoẻ của những người sống xung quanh Những người sống gần bãi rác hoặc tiếp xúc thường xuyên với rác như những người làm công việc thu nhặt các phế liệu từ bãi rác, dễ mắc các bệnh như viêm phổi, sốt rét, các bệnh về mắt, tai, mũi họng, bệnh ngoài da, bệnh phụ khoa… Đặc biệt, các bãi rác công cộng là nguồn mang dịch bệnh Trong các bãi rác, vi khuẩn thương hàn có thể tồn tại trong 15 ngày, vi khuẩn lỵ tồn tại 40 ngày, trứng giun đũa tồn tại 300 ngày… Các loại vi trùng gây bệnh trong rác thải càng trở nên nguy hiểm khi có các vật chủ trung gian gây bệnh tồn tại trong các bãi rác như những ổ chuột, ổ ruồi, muỗi… Một số bệnh điển hình do các vật chủ trung gian truyền bệnh như: chuột truyền bệnh dịch hạch, bệnh sốt vàng da do xoắn trùng; ruồi, gián

truyền bệnh đường tiêu hoá; muỗi truyền bệnh sốt rét, sốt xuất huyết…

1.1.5 Các phương pháp xử lý rác hữu cơ [2]

Đã có rất nhiều phương pháp xử lý chất thải hữu cơ trên thế giới Tùy theo từng điều kiện mà các phương pháp đó được thực hiện ở các quốc gia khác nhau Thậm chí tùy từng giai đoạn cụ thể mà người ta áp dụng các phương pháp phù hợp với điều kiện đó

Các phương pháp đó được tóm tắt như sau:

Hình 1.1 Các phương pháp xử lý chất thải rắn hữu cơ

Đề tài chỉ tập trung nghiên cứu quá trình phân huỷ sinh học CTRHC Do đó chỉ trình bày các phương pháp sinh học mà không nghiên cứu sâu quá trình thiêu đốt

Chất thải hữu cơ

Phương pháp đổ thành đống rác tự nhiên (open dumps)

1.1.5.1 Phương pháp đổ rác thành đống ngoài trời (open dumps)

Đây là phương pháp được sử dụng nhiều nhất, ít tốn kém nhất và cũng gây ra nhiều vấn

đề cho môi trường nhất

Theo phương pháp này, người ta thu gom chất thải, vận chuyển chất thải đến địa điểm

đã xác định là nơi xử lý Địa điểm đổ chất thải thường là nơi đảm bảo những yêu cầu cơ bản sau:

- Xa nơi dân cư

- Xa nguồn nước

- Dễ vận chuyển

Ở nhiều nước người ta đổ rác thành từng đống có kích thước khác nhau Lớp rác này chồng lên lớp rác khác làm cho đống rác hỗn độn không theo một quy định nào Chính vì thế mà phương pháp này có những nhược điểm sau:

- Bề mặt bãi rác không được phủ kín, gây hiện tượng thoát khí từ bãi rác Ô nhiễm không khí gây ảnh hưởng đến người dân xung quanh

- Tạo ra lượng nước rò rỉ lớn, mức độ ô nhiễm cao

- Tốc độ phân hủy lâu, không đồng đều tại các vị trí của đống rác

- Phần lớn rác chưa được phân loại nên sẽ chứa nhiều chất khó phân hủy và độc hại ảnh hưởng đến môi trường đất

- Công việc quản lý ở bãi rác rất tốn kém vì lượng khí phải và nước rỉ rác phát sinh hàng ngày rất lớn

Thực tế ở thành phố Hồ Chí Minh đã cho thấy, bãi rác ở Đông Thạnh, huyện Hocmon

có lúc chứa khoảng 6 triệu tấn rác Lượng nước rò rỉ hàng ngày này lên đến 1000m3, gây nên hiện tượng ô nhiễm nguồn nước rất lớn Ngoài ra, lượng khí thải từ bãi rác không được kiểm soát, gây ra những tác động không nhỏ đến sức khỏe của người dân xung quanh khu vực, chi phí để quản lý bãi rác này lên đến hàng chục tỷ đồng trong một năm

Thực tế khác ở Việt Nam cũng cho thấy, nếu chọn phương pháp đổ thành đống ngoài trời như đã trình bày ở phần trên còn phổ biến ở nhiều thị trấn, thị xã và cả những thành phố lớn như Hải Phòng, Hà Nội, Nha Trang, Cần Thơ,… Hậu quả là do đô thị hóa quá

nhanh, các bãi rác trước kia nằm ngoài đô thị nay lại nằm trong khu dân cư Điều đó đòi hỏi phải giải quyết nhanh, nếu cứ tồn tại cuộc sống người dân sẽ bị đe dọa bởi chất độc, khí độc do bãi rác tạo nên

Ở các nước phát triển, phương pháp đổ rác thài thành đống ngoài trời đang dần dần được loại bỏ, thay vào đó người ta áp dụng phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh

1.1.5.2 Phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh (Sanitary Landfill)

Bản chất của phương pháp chôn lấp là lưu giữ các loại chất thải vào trong một hố, phía trên có phủ một lớp đất Phương pháp này được nhiều nước trên thế giới áp dụng vì dễ thực hiện và chi phí không cao Sau khoảng thời gian vài năm, người ta tiến hành khai thác những hố chôn lấp này hoặc có thể là không khai thác Ở nhiều nước lại sử dụng bề mặt của những hố chôn rác này để sản xuất rau, các loại hoa hoặc trồng cây lâu năm sau khi hố chôn rác đã vào thể ổn định

Chôn lấp hợp vệ sinh (sanitary landfill) là phương pháp chôn lấp rác cùng vào những

hố đào có tính toán về dung lượng, có gia cố cẩn thận để kiểm soát khí thải và lượng nước

rò rỉ

Cả hai phương pháp trên đều dựa trên nền tảng là tạo môi trường yếm khí để vi sinh vật tham gia phân hủy các thành phần hữu cơ có trong rác Nhưng khác nhau là phương pháp trên không kiểm soát còn phương pháp sau có kiểm soát hiện tượng ô nhiễm đất, nước, không khí Thời gian đầu của quá trình chôn lấp, các vi sinh vật yếm khí và cả hiếu khí tùy nghi hoạt động Trong thời gian này, trong khối rác chôn lấp vẫn tồn tại lượng oxy có trong không khí ở hố rác không nhỏ Các loài vi sinh vật trong hố rác này hoạt động rất mạnh Thời gian lên men này là thời gian hiếu khí, thời gian hiếu khí thường kéo dài không lâu, tiếp đó dần dần chuyển sang giai đoạn yếm khí Nhiệt độ ở thời gian lên men hiếu khí bắt đầu tăng và khi chuyển sang giai đoạn yếm khí, nhiệt độ dần chuyển sang chế độ ổn định ở mức độ cao

Sản phẩm quá trình hoạt động của vi sinh vật là các axit hữu cơ, các chất mùn, các chất khí CO2, NH3, CH4, H2S,…và cả sinh khối vi sinh vật Về nguyên tắc, các chất dễ phân hủy

sẽ được vi sinh vật phân giải trước, các chất khó phân giải sẽ lần lượt được phân giải từ từ cho đến khi mức độ phân giải thấp nhất và khối rác chôn lấp đạt mức độ ổn định

Tuy nhiên cũng cần hiểu rằng, ở một số trường hợp, do bị ảnh hưởng bởi các yếu tố vật

lý, hóa học không thuận lợi, các loại vi sinh vật không phát triển hoặc phát triển rất kém, dẫn đến khả năng phân giải sẽ không cao và như vậy khối chất thải hữu cơ chôn lấp này rất khó chuyển sang trạng thái ổn định

Một đặc điểm khác cũng thấy xảy ra ở các đống chôn lấp và vi sinh vật ở vùng đáy của

hố chôn lấp thường phải chịu áp suất rất cao Do đó, khi phân tích số lượng vi sinh vật ở những hố chôn rác thường thấy số lượng ở vùng này thấp và độ ẩm thường rất cao Số lượng

vi sinh vật ở vùng này thấp còn có nguyên nhân khác tác động là vì chứa đựng và tích tụ nhiều chất độc của rác từ trên xuống

Như vậy, bản chất của quá trình chôn lấp hợp vệ sinh là duy trì và phát triển các quá trình sinh học xảy ra trong hố chôn lấp chất thải hữu cơ và thực hiện các biện pháp kiểm soát ô nhiễm do hố chôn lấp chất thải gây ra

1.1.5.3 Phương pháp ủ chất thải (Waste Composting)

Theo Haug (1980) ủ chất thải (waste composting) là quá trình phân giải sinh học các chất hữu cơ dẫn tới sự ổn định khối ủ trong tồn trữ và sử dụng như một dạng phân hữu cơ Một định nghĩa khác đang phổ biến ở các nước châu Âu, về ủ chất thải Theo định nghĩa này, ủ chất thải là sự kiểm soát quá trình hiếu khí hoạt động của các vi sinh vật ưa ấm và

ưa nóng Kết quả hoạt động của vi sinh vật sẽ tạo ra CO2, nước, chất khoáng và chất hữu

Là quá trình chuyển hóa các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật khi có mặt của oxy Sản phẩm cuối của quá trình phân giải này là CO2, NH3, nước, nhiệt các chất hữu cơ đã ổn định và sinh khối vi sinh vật

b Ủ kỵ khí

Là quá trình chuyển hóa các chất hữu cơ bởi các vi sinh vật khi không có mặt của oxy Sản phẩm cuối cùng của quá trình này là CH4, CO2, NH3, một vài khí khác với số lượng rất nhỏ, các axit hữu cơ, nhiệt, các chất hữu cơ ổn định và sinh khối

NH3 được tạo ra ngay cả trong điều kiện kỵ khí và hiếu khí Chúng nhanh chóng được các vi khuẩn nitrat hóa có trong khối ủ chuyển thành NO3-

Ủ hiếu khí thường xảy ra nhanh, ủ yếm khí xảy ra trong thời gian dài

1.2 Tổng quan về phương pháp ủ hiếu khí [1]

1.2.1 Khái niệm quá trình ủ hiếu khí

Quá trình ủ hiếu khí là quá trình phân hủy sinh học hiếu khí và ổn định các chất hữu cơ trong CTR đô thị (trừ nhựa, cao su và da thuộc) nhờ hoạt động của vi sinh vật Sản phẩm của quá trình phân hủy sinh học này bao gồm CO2, nước, nhiệt, chất mùn ổn định, không mang mầm bệnh và được sử dụng làm phân bón cho cây trồng

Hình 1.2 Sơ đồ chung của quá trình ủ hiếu khí CTR đô thị

1.2.2 Các phản ứng hóa sinh của quá trình phân hủy

Quá trình phân hủy CTR diễn ra rất phức tạp, theo nhiều giai đoạn và tạo nhiều sản phẩm trung gian Ví dụ, quá trình phân hủy protein: protein peptides amino axit

hợp chất ammonium nguyên sinh chất của vi khuẩn và N hoặc NH3

Đối với carbonhydrat, quá trình phân hủy xảy ra: carbonhydrat đường đơn axit hữu cơ CO2 và nguyên sinh chất của vi khuẩn

Những phản ứng chuyển hóa sinh hóa diễn ra trong quá trình ủ hiếu khí rất phức tạp, hiện vẫn chưa được nghiên cứu chi tiết Một cách tổng quát căn cứ trên sự biến thiên nhiệt

độ có thể chia quá trình ủ hiếu khí thành các pha sau:

- Pha thích nghi là giai đoạn cần thiết để vi sinh vật thích nghi với môi 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 vi sinh vật gây bệnh hiệu quả nhất Phản ứng hóa sinh xảy ra trong ủ hiếu khí

và phân hủy kỵ khí được đặc trưng bởi hai phương trình:

COHNS + O2 + VSV hiếu khí => CO2 + NH3 + sản phẩm khác + năng lượng

COHNS + VSV kỵ khí => CO2 + H2S + NH3 + CH4 + sản phẩm khác + năng lượng

- Pha trưởng thành 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 (đó là 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, amonia (sản phẩm phụ của quá trình ổn định chất thải) bị oxy hóa sinh học tạo thành nitrit (NO2-) và cuối cùng thành nitrat (NO3-):

NH4+ + 3/2O2 => NO2- + 2H+ + H2O

NO2- + 1/2O2 => NO3-

Kết hợp hai phương trình trên, quá trình nitart hóa diễn ra như sau:

NH4+ + 2O2 => NO3- + 2H+ + H2O Mặt khác, trong mô tế bào, NH4+ cũng được tổng hợp với phản ứng đặc trưng cho quá trình tổng hợp:

NH4+ + 4CO2 + HCO3- + H2O => C5H7NO2 + 5O2

Phương trình phản ứng nitrat hóa tổng cộng xảy ra như sau:

22NH4+ + 37O2 + 4CO2 + HCO3- => 21NO3- + C5H7NO2 + 20 H2O + 42H+

Hình 1.3 Biến thiên nhiệt độ trong quá trình ủ hiếu khí

Tóm lại, quá trình phân hủy hiếu khí CTR bao gồm ba giai đoạn đoạn chính sau:

- Giai đoạn nhiệt độ trung bình: kéo dài trong một vài ngày

- Giai đoạn nhiệt độ cao: có thể kéo dài từ một vài ngày đến một vài tháng

- Giai đoạn làm mát và ổn định: kéo dài vài tháng

Trong quá trình phân hủy hiếu khí, ứng với từng giai đoạn ủ khác nhau các loài vi sinh vật ưu thế cũng khác nhau Quá trình phân hủy ban đầu do các vi sinh vật chịu nhiệt trung bình chiếm ưu thế, chúng sẽ phân hủy nhanh chóng các hợp chất dễ phân hủy sinh học Nhiệt độ trong quá trình này sẽ gia tăng nhanh chóng do nhiệt mà các vi sinh vật tạo ra Khi nhiệt độ gia tăng trên 40ºC, các vi sinh vật chịu nhiệt trung bình sẽ bị thay thế bởi các vi sinh vật hiếu nhiệt Khi nhiệt độ gia tăng đến 55ºC và trên nữa, các vi sinh vật gây bệnh sẽ

bị tiêu diệt Khi nhiệt độ gia tăng đến 65ºC sẽ có rất nhiều loài vi sinh vật sẽ bị chết và nhiệt

độ này cũng là giới hạn trên của quá trình phân hủy hiếu khí

Riêng trong giai đoạn hiếu nhiệt, nhiệt độ cao làm tăng quá trình phân hủy protein, chất béo và các hydrocacbon phức hợp như xenlulo và hemixenlulo Sau giai đoạn này, nhiệt độ của quá trình ủ sẽ giảm từ từ và các vi sinh vật chịu nhiệt trung bình lại chiếm ưu thế trong giai đoạn cuối

1.2.3 Các nhóm vi sinh vật có mặt trong quá trình ủ phân rác

Vi khuẩn có dạng hình que, hình cầu hay hình xoắn, nhiều loài có khả năng tự duy chuyển Khi bắt đầu của quá trình ủ phân rác, các vi khuẩn chịu nhiệt trung bình chiếm ưu thế Khi nhiệt độ gia tăng trên 40ºC, các vi khuẩn hiếu nhiệt sẽ tiếp quản Trong giai đoạn này, khuẩn hình que sẽ chiếm ưu thế về số lượng Khi quá trình ủ phân rác được làm mát,

vi khuẩn chịu nhiệt trung bình lại chiếm ưu thế

Xạ khuẩn có vai trò quan trọng trong việc phân hủy các chất hữu cơ phức tạp như xenlulo, lignin, chitin và protein trong quá trình ủ rác Enzym của chúng cho phép xạ khuẩn phân hủy các mảnh vụn như thân cây, vỏ cây hoặc tạp chí Một vài loài xuất hiện trong giai đoạn chịu nhiệt trung bình, những loài khác đóng vai trò quan trọng trong giai đoạn làm mát và ổn định

Nấm có vai trò quan trọng trong việc phân hủy các mảnh vụn, tạo cho các vi khuẩn tiếp tục quá trình phân hủy hết các xenlulo còn lại Các loài nấm có số lượng lớn trong cả hai giai đoạn: nhiệt độ trung bình và nhiệt độ cao Hầu hết nấm sống ở lớp bên ngoài của đống

ủ khi nhiệt độ cao

Động vật nguyên sinh được tìm thấy trong nước rỉ rác của đống ủ nhưng có vai trò khá nhỏ trong phân hủy rác

Trùng roi được tìm thấy trong nước rỉ rác của đống ủ Chúng ăn các hợp chất hữu cơ,

vi khuẩn và nấm

1.2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy hiếu khí

1.2.4.1 Các yếu tố vật lý

Các yếu tố vật lý có ảnh hưởng đến quá trình ủ gồm:

Nhiệt độ: nhiệt trong khối ủ là sản phẩm phụ của sự phân hủy các hợp chất hữu cơ bởi

vi sinh vật, phụ thuộc vào kích thước của đống ủ, độ ẩm, không khí và tỷ lệ C/N, mức độ xáo trộn và nhiệt độ môi trường xung quanh

Nhiệt độ trong đống ủ không hoàn toàn đồng nhất trong suốt quá trình ủ, phụ thuộc vào lượng nhiệt tạo ra bởi các vi sinh vật và thiết kế của hệ thống

Nhiệt độ là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hoạt tính của vi sinh vật trong quá trình chế biến phân hữu cơ và cũng là một trong các thông số giám sát và điều khiển quá trình ủ CTR Trong luống ủ, nhiệt độ cần duy trì là 55÷65ºC, 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

Nhiệt độ trong luống ủ có thể điều chỉnh bằng nhiều cách khác nhau như hiệu chỉnh tốc

độ thổi khí và độ ẩm, cô lập khối ủ với môi trường bên ngoài bằng cách che phủ hợp lý

Độ ẩm (nước) là một yếu tố cần thiết cho vi sinh vật trong quá trình chế biến phân hữu

cơ Vì nước cần thiết cho quá trình hòa tan chất dinh dưỡng vào nguyên sinh chất của tế bào

Độ ẩm tối ưu cho quá trình ủ phân CTR nằm trong khoảng 50÷60% Các vi sinh vật đóng vai trò quyết định trong quá trình phân hủy CTR thường tập trung tại lớp mỏng trên

bề mặt của phân tử CTR Nếu độ ẩm quá nhỏ (<30%) sẽ hạn chế hoạt động của vi sinh vật, còn khi độ ẩm quá lớn (>65%) thì quá trình phân hủy sẽ chậm lại, sẽ chuyển sang quá trình phân hủy kỵ khí vì quá trình thổi khí bị cản trở do hiện tượng bịt 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

Độ ẩm ảnh hưởng đến sự thay đổi nhiệt độ trong quá trình ủ vì nước có nhiệt dung riêng cao hơn tất cả các vật liệu khác

Trong trường hợp độ ẩm của khối ủ thấp có thể thêm nước vào Còn khi độ ẩm cao khối

ủ có thể điều chỉnh bằng cách trộn với vật liệu độn có độ ẩm thấp hơn như: mạt cưa, rơm rạ,…

Kích thước hạt ảnh hưởng 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 nên sẽ tăng sự tiếp xúc với oxy, gia tăng vận tốc phân hủy Tuy nhiên, nếu kích thước hạt quá nhỏ và chặt làm hạn chế sự lưu thông khí trong đống ủ, điều này làm giảm oxy cần thiết cho các vi sinh vật trong đống ủ và giảm mức độ hoạt động của vi sinh vật Ngược lại, hạt có kích thước quá

lớn sẽ có độ xốp cao và tạo 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÷50mm Kích thước hạt tối ưu

có thể đạt được bằng nhiều cách như cắt, nghiền và sàng vật liệu thô ban đầu CTR đô thị

và CTR công nghiệp phải được nghiền đến kích thước thích hợp trước khi làm phân Phân bắc, bùn và phân động vật thường có kích thước hạt mịn, thích hợp cho quá trình phân hủy sinh học

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,

độ rỗng để quá trình chế biến diễn ra tốt khoảng 35÷60%, tối ưu là 32÷36%

Độ rỗng của CTR ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình cung cấp oxy cần thiết cho sự trao đổi chất, hô hấp của các vi sinh vật hiếu khí và sự oxy hóa các phần tử hữu cơ hiện diện trong lớp vật liệu ủ Độ rỗng thấp sẽ hạn chế sự vận chuyển oxy, nên hạn chế sự giải phóng nhiệt và làm tăng nhiệt độ trong khối ủ Ngược lại, 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

Kích thước và hình dạng của hệ thống ủ phân rác: kích thước và hình dạng của các

đống ủ có ảnh hưởng đến sự kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm cũng như khả năng cung cấp oxy

Thổi khí: khối ủ được cung cấp không khí từ môi trường xung quanh để vi sinh vật sử

dụng cho sự phân hủy chất hữu cơ, cũng như làm bay hơi nước và giải phóng nhiệt Nếu khí không được cung cấp đầy đủ thì trong khối ủ có thể có những vùng kỵ khí, gây mùi hôi Lượng không khí cung cấp cho khối phân hữu cơ có thể thực hiện bằng cách:

- Đảo trộn

- Sử dụng ống thông khí

- Đổ chất thải từ tầng lưu chứa trên cao xuống thấp

- Thổi khí

Quá trình đảo trộn cung cấp đủ không khí theo cân bằng tỷ lượng Điều kiện hiếu khí chỉ thỏa mãn đối với lớp trên cùng, các lớp bên trong hoạt động trong môi trường tùy nghi hoặc kỵ khí Do đó, tốc độ phân hủy giảm và thời gian cần thiết để quá trình ủ phân hoàn tất bị kéo dài

Cấp khí bằng phương pháp thổi khí đạt hiệu quả phân hủy cao nhất Tuy nhiên, lưu lượng khí phải được khống chế thích hợp Nếu cấp quá nhiều khí sẽ dẫn đến chi phí cao và gây mất nhiệt của khối phân, kéo theo sản phẩm không đảm bảo an toàn vì có thể chứa vi sinh vật gây bệnh Khi pH của môi trường trong khối phân lớn hơn 7, cùng với quá trình thổi khí sẽ làm thất thoát nitơ dưới dạng NH3 Trái lại, nếu thổi khí quá ít, môi trường bên trong khối phân trở thành kỵ khí Vận tốc thổi khí cho quá trình ủ phân thường trong khoảng 5÷10m3 khí/tấn nguyên liệu/giờ

1.2.4.2 Các yếu tố hóa sinh

Tỷ lệ C/N: có rất nhiều nguyên tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy do vi sinh vật,

trong đó cacbon và nitơ là cần thiết nhất, tỷ lệ C/N là thông số dinh dưỡng quan trọng nhất: quan trọng kế tiếp là nguyên tố photpho (P); lưu huỳnh (S); canxi (Ca) Các nguyên tố vi lượng khác cũng đóng vai trò quan trọng trong trao đổi chất của tế bào

Khoảng 20÷40%C của chất thải hữu cơ (trong chất thải nạp liệu) cần thiết cho quá trình đồng hóa thành tế bào mới, phần còn lại chuyển hóa thành CO2 Cacbon cung cấp năng lượng và sinh khối cơ bản để tạo ra khoảng 50% khối lượng tế bào vi sinh vật Nitơ là thành phần chủ yếu của protein, axit nucleic, axit amin, enzym, co-enzym cần thiết cho sự phát triển và hoạt động của tế bào

Tỷ lệ C/N tối ưu cho quá trình ủ phân rác khoảng 30:1 Ở mức tỷ lệ thấp hơn, nitơ sẽ thừa và sinh ra khí NH3, gây ra mùi khai Ở mức tỷ lệ cao hơn, hạn chế sự phát triển của vi sinh vật do thiếu N Chúng phải trải qua nhiều chu kỳ chuyển hóa, oxy hóa phần cacbon dư cho đến khi đạt tỷ lệ C/N thích hợp Do đó, thời gian cần thiết cho quá trình làm phân bị kéo dài hơn và sản phẩm thu được chứa ít mùn hơn Theo nghiên cứu cho thấy, nếu tỷ lệ C/N ban đầu là 20, thời gian cần thiết cho quá trình làm phân là 12 ngày, nếu tỷ lệ này dao động trong khoảng 20÷50, thời gian cần thiết là 14 ngày và nếu tỷ lệ C/N = 78, thời gian

cần thiết sẽ là 21 ngày Mặc dù vậy, tỷ lệ này cũng có thể được điều chỉnh theo giá trị sinh học của vật liệu ủ, trong đó quan trọng nhất là cần quan tâm tới các vật liệu ủ có hàm lượng lignin cao

Trừ phân ngựa và lá khoai tây, tỷ lệ C/N của tất cả các chất thải khác nhau đều phải được điều chỉnh để đạt giá trị tối ưu trước khi tiến hành làm phân

Khi bắt đầu quá trình ủ phân rác, tỷ lệ C/N là 30:1 và giảm dần còn 15:1 ở các sản phẩm cuối cùng do 2/3 cacbon được giải phóng tạo ra CO2 khi các hợp chất hữu cơ bị phân hủy bởi các vi sinh vật

Trong thực tế, việc tính toán và hiệu chỉnh chính xác tỷ lệ C/N tối ưu gặp phải khó khăn

vì những lý do sau:

- Một phần các cơ chất như xenlulo và lignin khó bị phân hủy sinh học, chỉ bị phân hủy sau khoảng thời gian dài

- Một số chất dinh dưỡng cần thiết cho vi sinh vật không sẵn có

- Quá trình cố định N có thể xảy ra dưới tác dụng của nhóm vi khuẩn azotobacter, đặc biệt khi có đủ PO43-

- Phân tích hàm lượng C khó đạt kết quả chính xác

Bảng 1.1 Tỷ lệ C/N của chất thải (tính theo chất khô)

Oxy: oxy cũng là một trong những thành phần cần thiết cho quá trình ủ phân rác Khi

vi sinh vật oxy hóa cacbon tạo năng 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 mùi hôi như mùi trứng gà thối của khí H2S

Các vi sinh vật 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

Tổng lượng khí cần cung cấp và lưu lượng dòng khí là các thông số thiết kế quan trọng đối với hệ thống ủ trong thùng kín Nhu cầu oxy thay đổi theo tiến trình ủ gián đoạn, do đó cần xác định nhu cầu oxy tối đa để chọn máy thổi khí và thiết kế kệ thống ống phân phối khí phù hợp

Dinh dưỡng: ngoài một số nguyên tố đa lượng, quá trình chuyển hóa các chất hữu cơ

nhờ hoạt động của vi sinh vật cũng cần một số nguyên tố vi lượng khác như: P, K, Ca, Fe,

Bo, Cu,… Thông thường, các chất dinh dưỡng này không có giới hạn bởi chúng có mặt nhiều trong các vật liệu làm nguyên liệu cho quá trình ủ phân rác

pH: giá trị pH trong khoảng 5,5÷8,5 là tối ưu cho các vi sinh vật Các vi sinh vật, nấm

tiêu thụ các hợp chất hữu cơ và thải ra các axit hữu cơ Trong giai đoạn đầu của quá trình

ủ phân, các axit này tích tụ và làm giảm pH, kìm hãm sự phát triểm của nấm và vi sinh vật, kìm hãm sự phân hủy lignin và xenlulo Các axit hữu cơ sẽ tiếp tục bị phân hủy trong quá trình ủ phân rác Nếu hệ thống trở nên yếm khí, việc tích tụ các axit có thể làm pH giảm xuống đến 4,5 và gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến hoạt động của vi sinh vật

Vi sinh vật: chế biến phân hữu cơ là một quá trình phức tạp bao gồm nhiều loại vi sinh

vật khác nhau Vi sinh vật trong quá trình chế biến phân hữu cơ bao gồm: actinomycetes

và vi khuẩn Những loại vi sinh vật này có sẵn trong chất hữu cơ, có thể bổ sung thêm vi sinh vật từ các nguồn khác để giúp quá trình phân hủy xảy ra nhanh và hiệu quả hơn

Chất hữu cơ: vận tốc phân hủy dao động tùy theo thành phần, kích thước, tính chất của

chất hữu cơ Chất hữu cơ hòa tan thì dễ phân hủy hơn chất hữu cơ không hòa tan Lignin

và ligno – cellulosics là những chất phân hủy rất chậm

Bảng 1.2 Các thông số quan trọng trong quá trình làm phân hữu cơ hiếu khí

1 Kích thước Quá trình đạt hiệu quả tối ưu khi kích thước CTR khoảng

25÷75mm

2 Tỷ lệ C/N

Tỷ lệ C/N tối ưu dao động trong khoảng 25÷50

Ở tỷ lệ thấp hơn, dư NH3, hoạt tính sinh học giảm

Ở tỷ lệ cao hơn, chất dinh dưỡng bị hạn chế

3 Pha trộn Thời gian ủ ngắn hơn

4 Độ ẩm Nên kiểm soát trong phạm vi 50÷60% trong suốt quá trình ủ

Tối ưu là 55%

5 Đảo trộn

Nhằm ngăn ngừa hiện tượng khô, đóng bánh và sự tạo thành các rãnh khí, trong quá trình làm phân hữu cơ, CTR phải được xáo trộn định kỳ Tần suất đảo trộn phụ thuộc vào quá trình thực hiện

6 Nhiệt độ

Nhiệt độ phải được duy trì trong khoảng 50÷55ºC đối với một vài ngày đầu và 55÷60ºC trong những ngày sau đó Trên 66ºC, hoạt tính sinh vật giảm đáng kể

9 pH Tối ưu: 7÷7,5 Để hạn chế sự bay hơi nitơ dưới dạng NH3, pH

không được vượt quá 8,5

1.3 Tổng quan về phân compost

1.3.1 Khái niệm phân compost [1]

Phân hữu cơ (compost) là chất mùn ổn định thu được từ quá trình phân hủy các chất hữu cơ, không chứa các mầm bệnh, không lôi cuốn côn trùng, có thể lưu trữ an toàn và có lợi cho sự phát triển của cây trồng

Quá trình chế biến phân hữu cơ là quá trình chuyển hóa các thành phần hữu cơ trong CTR thành chất mùn ổn định nhờ hoạt động của các vi sinh vật

và báo cáo Giáo sư người Anh, Sir Albert Howard thực hiện tại Ấn Độ đã khiến ông được công nhận là cha đẻ của ngành nông nghiệp hữu cơ và làm vườn

Đến nay đã có nhiều tài liệu viết về quá trình ủ compost và nhiều mô hình công nghệ ủ compost quy mô lớn được phát triển trên thế giới

1.3.3 Các phương pháp chế biến phân compost [1]

1.3.3.1 Phương pháp ủ phân theo luống dài (đánh luống cấp khí tự nhiên)

Dạng đánh luống cấp khí tự nhiên là quá trình ủ phân trong đó CTR được sắp xếp theo các luống dài, hẹp và được đảo trộn theo một chu kỳ nhất định nhằm cấp khí cho luống ủ Các luống ủ có chiều cao thay đổi từ 1m (đối với nguyên liệu có mật độ dày như phân) đến 3,5m đối với các nguyên liệu nhẹ như lá cây Chiều rộng của luống ủ thay đổi từ 1,5m÷6m

Không khí (oxy) được cung cấp tới hệ thống bằng các con đường tự nhiên như: khuếch tán, gió, đối lưu nhiệt,… Các luống phân thường xuyên được xáo trộn theo định kỳ nhằm trộn đều CTR trong luống phân, trộn đều độ ẩm và hỗ trợ cho thổi khí thụ động Việc xáo

trộn được thực hiện bằng xe xúc hoặc xe xáo trộn chuyên dụng Các thiết bị sử dụng được xác định theo hình dạng thực tế của đống ủ

Tốc độ làm thoáng khí của đống ủ phụ thuộc vào độ xốp của đống ủ Luống ủ với các nguyên liệu nhẹ như lá cây có tốc độ thoáng khí lớn hơn tốc độ thoáng khí của đống ủ với nguyên liệu phân Nếu luống ủ quá lớn, các vùng kỵ khí có thể xuất hiện ở khu vực trung tâm, điều này sẽ tạo ra mùi khi luống ủ được đảo trộn Ngược lại, các luống ủ có kích thước nhỏ sẽ mất nhiệt khá nhanh và không đạt được nhiệt độ đủ lớn để diệt VSV gây bệnh và bay hơi ẩm

Đảo trộn sẽ làm cho nguyên liệu ủ được trộn đều, tạo lại độ xốp của đống ủ, loại trừ các khoảng trống tạo ra bởi sự phân hủy và sự sa lắng Đảo trộn sẽ làm xáo trộn các vật liệu bên trong và bên ngoài đống ủ Điều này sẽ làm tất cả các vật liệu được tiếp xúc với không khí phía bên ngoài và nhiệt độ cao phía bên trong Bằng cách này, tất cả các vật liệu sẽ được phân hủy với tốc độ như nhau và các VSV gây bệnh, ấu trùng của sinh vật có cánh sẽ bị diệt Thêm vào đó, đảo trộn sẽ xé nhỏ các phần tử rác để gia tăng diện tích bề mặt và các vật liệu được trộn lẫn nhau

Ưu điểm:

- Do xáo trộn thường xuyên nên chất lượng phân hữu cơ đồng đều

- Vốn đầu tư và chi phí vận hành phấp vì không cần hệ thống cung cấp oxy cưỡng bức

- Kỹ thuật đơn giản

Nhược điểm:

- Cần nhiều nhân công

- Thời gian ủ dài (3÷6 tháng)

- Do sử dụng thổi khí thụ động nên khó quản lý, đặc biệt là khó kiểm soát nhiệt độ và mầm bệnh

- Xáo trộn luống ủ thường gây thất thoát nitơ và gây mùi

- Quá trình ủ bị phụ thuộc vào thời tiết, ví dụ như mưa có thể gây ảnh hưởng bất lợi cho quá trình ủ

- Phương pháp thổi khí thụ động cần một lượng lớn vật liệu tạo cấu trúc và loại vật liệu phù hợp với cấu trúc này khó tìm hơn so với các phương pháp khác

- Diện tích đất cần thiết lớn

1.3.3.2 Phương pháp ủ theo luống dài hoặc đống với thổi khí cưỡng bức

Trong phương pháp này, vật liệu ủ được sắp xếp thành đống hoặc luống dài Không khí được cung cấp cho hệ thống bằng quạt thổi khí hoặc bơm nén khí qua hệ thống phân phối khí như ống phân phối khí hoặc sàn phân phối khí Chiều cao luống hay đống ủ thường cao 2÷2,5m

Để kiểm soát quá trình phân hủy hiếu khí bên trong khối ủ, mỗi khối ủ thường được trang bị một máy thổi khí Lượng không khí cần cung cấp phải đảm bảo đủ nhu cầu oxy cho quá trình chuyển đổi sinh học và nhằm kiểm soát nhiệt độ trong khối ủ

Thời gian cần thiết cho quá trình ủ khoảng 3÷5 tuần Phần mùn sau khi ủ được đem đi sàn tinh nhằm thu được sản phẩm phân ủ chất lượng cao

Trong một vài trường hợp, những vật liệu có kích thước lớn, độ ẩm thấp như mạt cưa,

gỗ vụn được thêm vào để kiểm soát độ ẩm của đống ủ ở mức tối ưu

Ưu điểm:

- Dễ kiểm soát khi vận hành hệ thống, đặc điểm là kiểm soát nhiệt độ và oxy trong đống ủ

- Giảm mùi hôi và mầm bệnh

- Thời gian ủ ngắn (3÷6 tuần)

- Vì sử dụng thổi khí cưỡng bức nên luống phân có thể cao và rộng hơn so với thổi khí thụ động, do đó nhu cầu sủ dụng đất thấp hơn, có thể vận hành ngoài trời hoặc có che phủ

Nhược điểm:

- Hệ thống phân phối khí dễ bị tắt nghẽn, cần phải bảo trì thường xuyên

- Chi phí bảo trì hệ thống và chi phí năng lượng cho thổi khí làm tăng tổng chi phí, nên chi phí cho hệ thống này cao hơn chi phí cho hệ thống thổi khí tự động

1.3.3.3 Phương pháp ủ trong container

Phương pháp ủ trong container là phương pháp ủ mà vật liệu ủ được chứa trong container hoặc thùng kín, túi đựng hay trong nhà Thổi khí cưỡng bức thường được sử dụng cho phương pháp này Có nhiều phương pháp ủ trong container như ủ trong bể di chuyển theo phương ngang, ủ trong container thổi khí và ủ trong thùng quay

Trong bể di chuyển theo phương ngang, CTR được ủ trong một hoặc nhiều ngăn phản ứng dài và hẹp, thổi khí cưỡng bức và xáo trộn định kỳ Vật liệu ủ được di chuyển liên tục dọc theo chiều dài của ngăn phản ứng trong suốt quá trình ủ

Trong container thổi khí, vật liệu được chứa trong các loại container khác nhau như thùn chứa CTR hay túi đựng polyethylene… Thổi khí cưỡng bức được sử dụng cho phương pháp

ủ dạng mẻ, không có sự rung hay xáo trộn container Tuy nhiên, ở giữa quá trình ủ, vật liệu

ủ có thể được lấy ra và xáo trộn bên ngoài, sau đó cho vào container lại

Còn đối với loại thùng quay, vật liệu được ủ trong thùng quay chậm theo phương ngang kèm theo thổi khí cưỡng bức

Ưu điểm:

- Ít nhạy cảm đối với điều kiện thời tiết

- Khả năng kiểm soát quá trình ủ và kiểm soát mùi tốt

- Thời gian ủ ngắn hơn phương pháp ủ ngoài trời

- Nhu cầu diện tích nhỏ hơn so với các phương pháp khác

- Chất lượng phân tốt hơn

Nhược điểm:

- Vốn đầu tư cao

- Chi phí vận hành và bảo trì hệ thống cao

- Thiết kế phức tạp và đòi hỏi trình độ cao

- Công nhân vận hành đòi hỏi chuyên môn cao

Các mô hình công nghệ trên thế giới :

Các mô hình công nghệ ủ compost quy mô lớn hiện nay trên thế giới được phân loại theo nhiều cách khác nhau Theo trạng thái của khối ủ compost tĩnh hay động, theo phương pháp thông khí khối ủ cưỡng bức hay tự nhiên, có hay không đảo trộn Dựa trên đặc điểm,

hệ thống ủ compost lại được chia thành hệ thống mở và hệ thống kín, liên tục hay không liên tục Mô hình ủ compost hệ thống mở phổ biến nhất là các phương pháp ủ luống tĩnh, luống động có kết hợp thông khí cưỡng bức hoặc đảo trộn theo chu kỳ Nhược điểm của hệ thống mở là chịu ảnh hưởng bởi thời tiết và thời gian ủ có thể kéo dài, thường chỉ áp dụng

ở quy mô nông trường, trang trại có diện tích mặt bằng lớn, xa khu đô thị

Đối với ủ compost quy mô công nghiệp trong các nhà máy lớn, hiện nay trên thế giới thường áp dụng mô hình ủ compost hệ thống kín (hay hệ thống có thiết bị chứa) giúp khắc phục được các nhược điểm của hệ thống mở, vận hành và kiểm soát quá trình thuận tiện Thông thường hệ thống ủ compost kín hiện đại được thiết kế hoạt động liên tục, khí thải được xử lý bằng phương pháp lọc sinh học (biofilter)

Các mô hình công nghệ ủ compost hệ thống kín thường được phân loại theo nguyên lý hoạt động của thiết bị dựa trên cấu trúc và chuyển động của dòng vật liệu Các mô hình công nghệ phổ biến là: Thiết bị kiểu ngang; Thiết bị quay

Các mô hình công nghệ tại Việt Nam

Tại Việt Nam, một số mô hình xử lý chất thải rắn đô thị quy mô lớn cũng đã được đầu

tư trong những năm gần đây Trong đó có các dự án sử dụng nguồn vốn của Nhà nước và ODA, điển hình như tại Cầu Diễn - TP Hà Nội (năm 2002) áp dụng công nghệ của Tây Ban Nha và tại TP Nam Định (năm 2003) áp dụng công nghệ của Pháp Một số dự án sử dụng nguồn vốn tư nhân đều áp dụng công nghệ trong nước như tại Thủy Phương - TP Huế (năm 2004) áp dụng công nghệ An Sinh - ASC, tại Đông Vinh - TP Vinh (năm 2005)

và TX Sơn Tây - tỉnh Hà Tây (đang chạy thử nghiệm) áp dụng công nghệ Seraphin Trong

đó, các mô hình công nghệ ủ compost áp dụng ở đây có thể chia thành các loại hình cơ bản như sau:

1) Mô hình ủ compost hệ thống nửa mở, kiểu chia ô không liên tục tại Cầu Diễn, Nam Định, Thủy Phương Thông thường hệ thống được điều khiển thông khí tự động Nói chung,

các mô hình ủ compost kiểu này đều ở cấp độ đơn giản, vẫn còn những nguy cơ phát sinh mùi ô nhiễm do hệ thống chưa khép kín

2) Mô hình ủ compost kiểu luống động trong nhà kín tại Đông Vinh được thiết kế hoạt động liên tục, đảo trộn theo chu kỳ ngắn Trong đó hỗn hợp nguyên liệu hữu cơ được đưa tới đầu vào của hệ thống, vận chuyển liên tục trong quá trình ủ bằng cách đảo trộn và sau cùng sản phẩm được lấy ra ở đầu cuối của hệ thống

Toàn bộ quá trình ủ compost ở đây được thực hiện trong nhà kín có thiết kế thông khí

và xử lý khí thải bằng “biofilter” Luống ủ được thiết kế với kích thước lớn và liên tục giúp tiết kiệm diện tích mặt bằng, dễ vận hành

Đây là loại mô hình công nghệ đơn giản với chi phí đầu tư không lớn Tuy nhiên những vấn đề khó khăn tại đây là hệ thống thiết bị chưa được đầu tư đồng bộ và hiện đại, thiết bị đảo trộn không chuyên dụng có thể làm giảm hiệu quả khi vận hành, thể tích nhà chứa lớn nên việc thu hồi và xử lý khí thải cũng là vấn đề phức tạp, dễ ảnh hưởng đến môi trường làm việc bên trong

3) Mô hình ủ compost trong thiết bị kín kiểu đứng hiện đang nghiên cứu và áp dụng tại

TX Sơn Tây, theo phân loại là một trong những mô hình hiện đại tương tự như các mô hình công nghệ của Hoa Kỳ

Thiết bị ủ compost kín kiểu đứng được thiết kế theo nguyên lý hoạt động liên tục, vật liệu ủ được nạp vào hàng ngày qua cửa nạp liệu ở phía trên và tháo liệu từ phía đáy của thiết bị Quá trình ủ compost diễn biến qua các giai đoạn dọc theo chiều đứng của thiết bị Việc thông khí trong quá trình ủ compost được hỗ trợ nhờ hệ thống các ống phân phối đều bên trong thiết bị Quạt hút bố trí ở phía trên tạo sự chênh lệnh áp suất, nhờ đó khối ủ compost cũng được thông khí dọc theo chiều đứng của thiết bị và theo hướng đối lưu từ dưới lên trên Toàn bộ khí thải quá trình ủ compost được thu hồi và xử lý bằng “biofilter” giúp bảo vệ môi trường tốt hơn Loại mô hình ủ compost này có nhiều ưu điểm, thuận tiện trong việc vận hành tự động, giảm yêu cầu diện tích nhà xưởng bởi tận dụng chiều cao thiết

bị Quá trình vận chuyển của vật liệu trong thiết bị nhờ trọng lực, thông khí cũng chủ yếu nhờ hiệu ứng đối lưu tự nhiên giúp giảm chi phí vận hành Cấu trúc vận động của khối ủ

bên trong thiết bị tạo ra các vùng hoạt động tối ưu tương ứng với các giai đoạn của quá trình ủ compost, giúp tăng cường hiệu quả, giảm thời gian quy trình và đảm bảo yêu cầu chất lượng đối với sản phẩm Thiết bị kiểu kín cũng giúp kiểm soát tốt hơn các điều kiện môi trường cho hoạt động của vi sinh vật, dễ dàng kiểm soát mùi hôi Ngoài ra hệ thống được kết nối từ các thiết bị đơn vị thành module, thuận lợi cho việc chế tạo, lắp đặt hay nâng cấp mở rộng công suất, v.v

Công nghệ AN SINH - ASC và SERAPHIN sẽ được các cơ quan quản lý chức năng thẩm định, đánh giá, Nhà nước sẽ hỗ trợ kinh phí để hoàn thiện cho phù hợp với điều kiện Việt Nam và sau đó sẽ nhân rộng áp dụng trong cả nước

1.3.5 Mục đích, lợi ích và hạn chế của quá trình chế biến phân hữu cơ [1] [2]

1.3.5.1 Mục đích và lợi ích của quá trình chế biến phân

Ức chế hoặc tiêu diệt mầm bệnh

Chất thải hữu cơ thường được xem như là môi trường tự nhiên rất tốt cho những mầm bệnh (vi sinh vật gây bệnh, giun, sán, các loài ký sinh trùng khác) Chất thải không ủ sẽ mang mầm bệnh này và phân tán vào môi trường, tạo ra những mối nguy rất lớn và rất khó kiểm soát

Khi chất thải được đưa vào ủ, các loài vi sinh vật và các loài sinh vật gây bệnh khác sẽ

bị tiêu diệt bởi nhiệt được tạo ra do quá trình phân hủy chất hữu cơ Các vi sinh vật gây bệnh thường có nhiệt độ phát triển trong khoảng 30 - 40ºC Khi khối ủ qua thời gian 3 – 4 ngày, nhiệt độ đã có thể tăng lên đến 50 – 60ºC Ở nhiệt độ này, phần lớn các sinh vật gây

bệnh trong chất thải sẽ bị tiêu diệt Số còn lại sẽ bị tiêu diệt dần do nhiệt độ cao kéo dài trong nhiều ngày

Như vậy, quá trình ủ chất thải có thể xem như một quá trình tiệt trùng rất hữu hiệu Chất thải sau khi qua ủ sẽ không đem mầm bệnh vào môi trường

Làm tăng chất lượng dinh dưỡng cho cây trồng

Chất dinh dưỡng đa lượng N, P, K trong chất thải hữu cơ thường tồn tại ở dạng hợp chất hữu cơ Cây trồng không có khả năng sử dụng chất hữu cơ để sinh trưởng và phát triển, chúng chỉ có thể sử dụng các chất dinh dưỡng trên ở dạng muối vô cơ hòa tan Chất thải hữu cơ sau khi ủ sẽ có sự chuyển hóa hóa học rất cơ bản, các hợp chất hữu cơ sẽ bị phân giải, giải phóng N, P, K và chúng sẽ được các sinh vật chuyển hóa sang dạng chất vô cơ hòa tan, khi đó thực vật mới có khả năng sử dụng để tiến hành các quá trình đồng hóa, một phần các chất dinh dưỡng trên vẫn còn nằm trong các chất hữu cơ khó tan trong nước Chính đặc điểm này mà các chất dinh dưỡng rất khó bị rửa trôi theo nước, chúng lắng xuống

và được phân giải dần dần tạo nên hiệu suất sử dụng các chất dinh dưỡng cao Mặt khác, cũng do chính đặc điểm này, khi ta sử dụng phân hữu cơ, khả năng phát triển của cây trồng không bằng khi sử dụng phân vô cơ, nhưng tác dụng của các loại phân ủ thường kéo dài trong nhiều năm Chính vì thế mà người ta nói, nông nghiệp hữu cơ là nông nghiệp bền vững

Làm giảm độ ẩm cho khối ủ

Các chất thải như phân gia súc, gia cầm, cặn, bùn, phân hầm cầu thường chứa 80 – 95%

là nước, các chất thải nhiều nước sẽ làm tăng chi phí vận chuyển, thu gom và rất dễ phân hủy sinh học, tạo nên mùi rất khó chịu

Khi các chất thải này qua quá trình ủ nước sẽ tách ra khỏi chất rắn nhờ nhiệt độ của khối

ủ Đây được xem như quá trình “sấy” tự nhiên, rất tiết kiệm và rất hiệu quả

1.3.5.2 Hạn chế của quá trình làm phân hữu cơ

Quá trình ủ chất thải có những hạn chế như sau: