Những yếu tố Mơi Trường

Những yếu tố mơi trường chủ yếu ảnh hưởng đến quá trình sản xuất compost là nhiệt độ, nồng độ pH, độ ẩm, và độ thơng khí. Ý nghĩa của các yếu tố mơi trường đối với quá trình sản xuất compost là chúng – cĩ thể là từng yêu tố hoặc nhiều yếu tố kết hợp lại - quyết định tốc độ và mức độ phân hủy. Theo đĩ, tốc độ và mức độ phân hủy tương ứng với mức độ trong đĩ mỗi yếu tố dinh dưỡng và yếu tố mơi trường đều tiến dần tới sự tối ưu.

Nếu khiếm khuyết một yếu tố bất kỳ nào đĩ sẽ hạn chế tốc độ và mức độ phân hủy – cĩ thể nĩi một cách khác , yếu tố bị khiếm khuyết chính là yếu tố làm hạn chế quá trình. Cần hết sức lưu tâm ghi nhớ rằng yếu tố cuối cùng làm hạn chế quá trình sản xuất compost là yếu tố tạo nên các quần thể vi sinh vật khác nhau thuộc về di truyền.

3.4.2.1 Nhiệt độ

Mặt dù cĩ những lập luận rất thuyết phục nĩi về sự thuận lợi của quá trình sản xuất compost ở khoảng nhiệt độ thermophilic và mesophilic trong việc sản xuất ra sản phẩm compost, nhưng vẫn cịn rất nhiếu nghi vấn vẫn đang được tranh cãi về quá trình sản xuất compost.

Lý do là trong quá trình sản xuất compost bình thường ,quá trình bắt đầu từ nhiệt độ thường khoảng nhiệt độ mesophilic), tăng nhiệt độ từ từ và đạt tới khoảng nhiệt độ thermophilic, sau đĩ lại giảm xuống khoảng nhiệt độ mesophilic. Quá trinh sản xuất compost nào cũng tăng và giảm nhiệt độ như vậy trừ khi tiến hành biện pháp ngăn chận nào đĩ.

Nếu nhiệt độ trên 650C quá trình sản xuất compost hầu như sẽ bị ảnh hưởng xấu 1 cách nghiêm trọng. Lý do là vi sinh vật hình thành bào tử tại mức nhiệt độ cao hơn 650C. Trừ khi chúng là VSV hoạt động trong khoảng nhiệt độ thermophilic, nếu khơng chúng sẽ rơi vào giai đoạn nghỉ hoăc chết . Vì vậy phương pháp sản xuất compost hiện nay sử dụng quy trình vận hành được thiết kế tránh nhiệt độ cao hơn 600C.

3.4.2.2 Độ pH

Độ pH của khối ủ thơng thường thay đổi theo thời gian, như biểu diễn trên đường cong trong hình dưới. Như trên hình biểu diễn, vào giai đoạn đầu của quá trình sản xuất compost, độ pH thường bị giảm xuống , tuy nhiên chẳng bao lâu sau nĩ bất đầu tăng lên đến pH cao như pH = 9. Sở dĩ ban đầu pH giảm xuống là do những phản ứng tạo thành acid hữu cơ, những acid này sẽ đĩng vai trị là cơ chất cho quần thể vi sinh vật kế tiếp.

Đường biểu diễn độ pH sau đĩ tăng lên tương ứng với việc VSV sử dụng những acid vừa sinh ra trong giai đoạn trước .

Bởi vì độ pH tối thiểu trong giai đoạn giảm xuống ban đầu khơng gây ức chế đối với hầu hết các lồi VSV, khơng cần thiết phải cĩ chất đệm và nếu cĩ thậm chí nĩ cĩ thể cịn gây hệ quả bất lợi .

Ví dụ, để nâng pH, người ta dùng nước vơi trong Ca(OH)2, việc này cĩ thể dẫn đến sự thất thốt N dưới dạng NH3-N tại nhiệt độ tương đối cao .

Hơn nữa một vài nhà nghiên cứu báo cáo rằng cĩ thể thêm vơi vào quá trình sản xuất compost từ rác thải trái cây, bởi vì trong giai đoạn đầu, độ pH thường giảm xuống đột ngột hơn.

Hình 3.3: Sự biến đổi của pH biểu diễn theo thời gian trong quá trình sản xuất compost

3.4.2.3 Yếu tố độ ẩm

Một đặc điểm quan trọng của việc sản xuất compost từ rác thải đơ thị là mối quan hệ mật thiết giữa độ ẩm và sự thơng khí, đặc biệt là trong quá trình sản xuất compost theo phương pháp đánh luống (windrow composting). Cơ sở của mối quan hệ này dựa trên thực tế là nguồn oxy chủ yếu cần cung cấp cho quần thể vi khuẩn là khơng khí giữ lại trong những khe hở giữa những hạt chất thải. Việc khuếch tán oxy trong khơng khí vào bên trong khối chất thải để thỏa mãn nhu cầu oxy của vi sinh vật là khơng quan trọng lắm . Bởi vì trong các khe hở giữa những hạt chất thải cịn chứa độ ẩm tự do trong khối ủ, giữa độ ẩm và oxy cĩ sẵn phải cĩ một sự cân bằng . Để tiện sử dụng, sự cân bằng này cĩ thể được gọi tên là “độ ẩm cho phép”.

Theo đĩ nĩ sẽ ở mức mà nếu cao hơn nữa sự thiếu oxy sẽ diễn ra và tình trạng kỵ khí sẽ bắt đầu phát triển

Trong những tính chất vật lý của cơ chất ảnh hưởng lên “độ ẩm cho phép” cĩ yếu tố “khả năng chịu lực của cấu trúc” của các hạt trong cơ chất . “Khả năng chịu lực của cấu trúc” này quyết định hạt trong cơ chất cĩ dễ bị ảnh hưởng hay khơng trước sự biến dạng và lực nén

Yếu tố độ ẩm ít ảnh hưởng đến sự làm thơng khí trong những phương pháp sản xuất compost sử dụng thùng kín để tiến hành quá trình (in-vessel compost system), trong đĩ chất thải bị đảo trộn gần như liên tục bằng máy. Tuy nhiên trong những hệ thống đĩ, ngồi sự hạn hẹp của các khoảng hở giữa các hạt, cịn cĩ những yếu tố khác làm ảnh hưởng đến ngưỡng trên của “độ ẩm cho phép”. Sự thu hẹp dần các khoảng hở giữa các hạt là khuynh hướng chung của vật liệu dính kết lại với nhau tạo thành khối trịn. Khuynh hướng này phát triển từ từ cho tới khi tồn bộ khối vật liệu chuyển sang dạng bùn nhão (slurry). Phạm vi độ ẩm tại thời điểm này trùng khớp với mức độ ẩm cao nhất cho phép.

Hình 3.4: Biểu diễn mối quan hệ giữa độ ẩm và khơng khí (nghĩa là oxy)

Tầm quan trọng của việc giữ độ ẩm của cơ chất trên 40% đến 45% thường bị coi nhẹ trong quá trình sản xuất compost. Điều này thực chất rất quan trọng bởi vì độ ẩm thấp hơn sẽ kìm hãm hoạt động của vi khuẩn và tất cả vi khuẩn ngừng hoạt động tại độ ẩm 12%

Hệ thống sản xuất compost dạng “windrow”