Vận tốc phân hủy chất hữu cơ trong quá trình ủ phân chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như: nhiệt độ, pH, vi sinh vật, oxy, chất hữu cơ, độ ẩm, tỉ lệ C:N và cấu trúc chất thải [8]. Trong khi đó, điều kiện môi trường: nhiệt độ và pH có ảnh hưởng quan trọng đến sự sống và sinh trưởng của vi sinh vật. Nói chung, quá trình phát triển tối ưu của vi sinh vật chỉ xảy ra trong một khoảng dao động hẹp của nhiệt độ và pH, mặc dù chúng vẫn có thể tồn tại trong khoảng giới hạn rộng hơn nhiều. Nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ tối ưu sẽ ảnh hưởng đáng kể đến tốc độ sinh trưởng của vi sinh vật. Kết quả nghiên cứu cho thấy tốc độ sinh trưởng của vi sinh vật sẽ tăng lên gấp đôi khi nhiệt độ tăng lên mỗi 10oC cho đến khi đạt nhiệt độ tối ưu. Theo khoảng nhiệt độ mà vi sinh vật hoạt động tốt nhất có thể phân loại chúng thành:
+ Psychrophilic (vi sinh vật ưa lạnh) + Mesophilic (vi sinh vật ưa ấm) + Thermophilic (vi sinh vật ưa nhiệt)
Khoảng nhiệt độ thích hợp cho từng loại vi sinh vật này được trình bày trong bảng 1.6:
Học viên cao học: Nguyễn Mai Trung
Bảng 1.6: Khoảng nhiệt độ của các nhóm vi sinh vật
Loài vi sinh vật Khoảng dao động TNhiệt độ ối ưu
Psychrophilic Mesophilic Thermophilic -10 – 30 40 – 50 45 – 75 15 35 55 (Nguồn: Tchobanoglous và cộng sự, 1993)
Nồng độ H+, biểu diễn dưới dạng pH, là yếu tố không quan trọng đối với sự phát triển của vi sinh vật nếu dao động trong khoảng pH 6 – 9. Thông thường, giá trị pH tối ưu để vi sinh vật phát triển dao động trong khoảng 6,5 – 7,5. Tuy nhiên, khi pH lớn hơn 9,0 hoặc thấp hơn 4,5 thì các phân tử acid yếu hoặc base có thể khuếch tán vào tế bào dễ dàng hơn các ion H+ và OH-, do đó làm thay đổi pH và phá hủy tế bào [8].
Độẩm là một yếu tố môi trường quan trọng khác ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của vi sinh vật. Độ ẩm của chất thải hữu cơ cần chuyển hóa sinh học phải được xác định trước, đặc biệt là trong trường hợp làm phân compost theo quy trình khô. Trong nhiều trường hợp cần bổ sung nước để đạt được độ ẩm tối ưu của vi sinh vật. Độ ẩm tối ưu của quá trình làm phân compost hiếu khí dao động trong khoảng 50-60%. Nếu độ ẩm giảm xuống dưới 40%, tốc độ của quá trình trao đổi chất sẽ chậm lại.
Quá trình chuyển hóa sinh học chất thải hữu cơ đòi hỏi hệ thống sinh học tồn tại ở trạng thái cân bằng động học. Để thiết lập và duy trì cân bằng động học, môi trường phải không chứa các kim loại nặng, ammonia, các hợp chất của lưu huỳnh và các thành phần độc tính khác ở nồng độ tới hạn [8].