Kết quả theo dõi ở bảng 3.3 và đồ thị 3.1 cho thấy, diễn biến quá trình thay đổi nhiệt độ bên trong khối ủ xảy ra theo quy luật: tăng nhanh – giảm dần – đi vào ổn
định. Ngay sau khi ủ từ 7 đến 8 ngày, nhiệt độ bên trong khối ủ tăng cao và đạt đến
nhiệt độ cao nhất là 52,8oC ở ngày thứ 8 – cơng thức thí nghiệm 2 (CT2), sau đĩ giảm dần ở các ngày tiếp theo và đi vào ổn định. Ở ngày thứ 11; 12, nhiệt độ bên
trong khối ủ lại tăng lên nhưng khơng đáng kể, sau đĩ lại tiếp tục giảm dần và đi
vào ổn định ở cuối thời kỳ ủ từ ngày 18 đến ngày 20.
Quá trình nhiệt độ tăng cao trong thời gian đầu là do hoạt động của vi sinh vật phân giải các chất hữu cơ và giải phĩng nhiệt. Nhiệt độ sinh ra khơng được giải
Học viên cao học: Nguyễn Mai Trung
phĩng vào khơng khí mà bị tích tụ lại nên làm gia tăng nhiệt độ trong khối ủ. Sau đĩ nhiệt độ giảm cho thấy hoạt động của vi sinh vật giảm dần và đi vào ổn định. Hoạt
động sống của vi sinh vật làm phân giải các phân tử hữu cơ cĩ kích thước lớn thành
những phân tử cĩ kích thước nhỏ.
Trong q trình thí nghiệm, nhiệt độ khối ủ sau khi kết thúc thí nghiệm đi vào
ổn định từ 26,4 – 24,2oC. Nhiệt độ trung bình của các lơ thí nghiệm dao động từ 35,16 – 38,72oC. Do nhiệt độ trong khối ủ ở mức thấp, hoạt động sống của vi sinh vật chỉ phân cắt các liên kết trong các phân tử hữu cơ, khơng làm ảnh hưởng đến tính chất hĩa lý của các phân tử hữu cơ trong bùn.
Nghiên cứu của J.D.W.Adams, L.E. Frostick (2009) cũng cho kết quả tương tự. Nhiệt độ trong luống ủ rác thải nơng trại – 200kg/luống (phủ bằng tấm nhựa) đạt đến nhiệt độ cao nhất 70oC ở ngày thứ 7, duy trì nhiệt độ 40 – 50oC từ ngày thứ 13
đến ngày 21 sau đĩ. Trong thí nghiệm này, tấm nhựa ngồi việc là vật liệu ủ cịn cĩ
vai trị lưu giữ nhiệt được sinh ra bởi hoạt động phân hủy bùn của vi sinh vật [15]. Trong quá trình ủ phân compost, quá trình ủ kết thúc khi nhiệt độ khối ủ khơng cịn sự gia tăng nhiệt độ và trở lại nhiệt độ phịng. Dựa vào nhiệt độ khảo sát, q trình kết thúc thí nghiệm bắt đầu từ ngày thứ 18 trở đi.
3.4. Khảo sát độ pH trong các lơ thí nghiệm
Bảng 3.5: Kết quả khảo sát pH trong các lơ thí nghiệm
pH Ngày 4 8 12 16 20 CT1 7,3 6,88 6,97 6,96 6,8 CT2 7,12 6,93 6,75 6,81 6,1 CT3 7,08 6,9 6,73 6,61 6,3 CT4 7,03 6,72 6,8 6,49 6,7 CT5 6,63 6,66 6,68 6,33 5,2 CT6 7,09 6,64 6,51 6,41 5,5 CT7 6,47 6,59 6,27 6,37 5,9
Học viên cao học: Nguyễn Mai Trung
Biểu đồ 3.1: Sự thay đổi độ pH trong các khối ủ theo thời gian
Ban đầu, pH bùn hầm cầu được xác định là 8,2. Sau khi tiến hành ủ, các lơ thí nghiệm cĩ xu hướng giảm dần từ CT1 – CT7 và giảm dần qua các ngày 4 – ngày 20.
Qua khảo sát thí nghiệm, pH ở ngày thứ 4 cĩ giá trị cao nhất ở lơ thí nghiệm 1: 7,30 và giảm dần ở lơ thí nghiệm 7: 6,47. pH thấp nhất ở ngày thứ 20 qua các lơ thí nghiệm dao động trong khoảng 5,2 – 6,8. pH cĩ xu hướng giảm dần qua các ngày thí nghiệm.
Trong q trình ủ phân, pH tăng lên là do sự khống hĩa ure (ure mineralization) của hỗn hợp vi sinh vật ở giai đoạn đầu và sau đĩ pH cĩ xu hướng giảm dần do quá trình trao đổi chất của vi sinh vật thải ra acid. Vi sinh vật sử dụng nguồn NH4+ trong bùn hầm cầu và chuyển hĩa thành NH3. Một phần NH3 thốt ra ngồi do sự bay hơi, phần cịn lại tồn tại trong bùn dưới dạng NH4OH. Ngồi ra, sự hình thành NH3 trong phân ủ cũng kèm theo quá trình giải phĩng nhiệt vào khối ủ khi vi sinh vật
chuyển hĩa các hợp chất trong bùn hầm cầu[25].
Nhìn chung, pH của các lơ thí nghiệm đều nằm trong quy định cho phép là 5-7 Theo nghiên cứu của Trường đại học Kỹ thuật Thonburi - Thái Lan (2005) trên rác thải hữu cơ từ rau quả cho thấy, pH ở các lơ ủ được đo ở pH 4-5. Sau đĩ pH
Học viên cao học: Nguyễn Mai Trung
Kết quả phân tích Anova cho thấy, độ pH của khối ủ thay đổi theo thời gian ủ (F = 5,8 > Fcrit = 2,5) và thay đổi theo tỉ lệ bổ sung hỗn hợp vi sinh vật (F = 13,41 > Fcrit = 2,77) với p > 0,05 (xem bảng P1).
Qua kết quả phân tích Anova, các lơ thí nghiệm ở các ngày 4, ngày 8, ngày 12, ngày 16, ngày 20 đều cĩ pH trung tính và phù hợp sử dụng làm phân bĩn (pH 5-7).
3.5. Khảo sát độ ẩm trong các lơ thí nghiệm
Bảng 3.6: Kết quả khảo sát độ ẩm trong các lơ thí nghiệm
Độ ẩm (%) Ngày 4 8 12 16 20 CT1 55,73 48,82 45,23 37,65 29,38 CT2 55,82 48,53 44,85 39,54 31,37 CT3 54,67 52,72 47,52 35,00 31,05 CT4 52,79 43,82 40,18 36,00 35,38 CT5 52,38 45,73 41,32 40,33 34,61 CT6 53,79 46,29 40,17 37,39 32,75 CT7 51,27 44,01 42,22 39,23 36,79
Biểu đồ 3.2: Sự thay đổi độ ẩm trong các khối ủ theo thời gian
Trong quá trình ủ phân, độ ẩm cĩ vai trị quan trọng trong quá trình phân hủy bùn hầm cầu. Độ ẩm giúp vi sinh vật cĩ mơi trường tốt để phân hủy bùn hầm cầu và
Học viên cao học: Nguyễn Mai Trung
tăng cường quá trình trao đổi chất. Tuy nhiên, độ ẩm quá cao sẽ gây nên mơi trường yếm khí, ảnh hưởng đến hoạt động sống của vi sinh vật hiếu khí và sinh ra mùi hơi trong bùn.
Độ ẩm ban đầu trong bùn hầm cầu 60,08%, xấp xỉ với ngưỡng độ ẩm cho phép
trong ủ phân hữu cơ 50 – 60%. Trong q trình ủ, các lơ thí nghiệm được bổ sung thêm 5% trấu (25g trấu/500g bùn hầm cầu) nhằm tăng thêm sự thống khí, nâng cao hiệu suất phân hủy cho khối ủ, do đĩ cĩ sự giảm độ ẩm qua các ngày ủ. Quá trình giảm dần độ ẩm trong khối ủ đã diễn ra theo hai nguyên nhân: giảm độ ẩm do hiện tượng thốt hơi nước tự nhiên và do hoạt động sống phân giải bùn của vi sinh vật
[8].
Ở các ngày thí nghiệm: các lơ thí nghiệm CT1 đến CT7 đều giảm dần, cao nhất ở ngày thứ 4 từ 51,27 – 55,82% và thấp nhất vào ngày 20 từ 29,38 – 36,79%.
Kết quả phân tích Anova cho thấy, độ ẩm của khối ủ thay đổi theo thời gian ủ (F = 14,01 > Fcrit = 2,5) và thay đổi theo tỉ lệ bổ sung hỗn hợp vi sinh vật (F = 153,98 > Fcrit = 2,77) với p > 0,05 (xem bảng P2).
Độ ẩm thích hợp cho việc sử dụng bùn hầm cầu làm phân bĩn là <35% [8]. Qua
bảng kết quả, các lơ thí nghiệm ở ngày 20 cĩ độ ẩm <35% (ngoại trừ CT7 cĩ độ ẩm 36,79%). Trong quá trình sản xuất, độ ẩm trong bùn hầm cầu cĩ thể kiểm sốt bằng cách sấy khơ trước khi sử dụng làm phân bĩn và thuận tiện cho việc bảo quản.
3.6. Khảo sát hàm lượng nitơ tổng số trong các lơ thí nghiệm
Bảng 3.7: Kết quả khảo sát hàm lượng nitơ tổng số trong các lơ thí nghiệm
N (%) Ngày 4 8 12 16 20 CT 1 3,70 3,28 2,87 2,25 2,03 CT 2 3,60 3,12 2,59 2,51 2,29 CT 3 3,70 3,15 2,34 2,39 1,98 CT 4 3,70 2,86 2,03 2,02 1,99 CT 5 3,89 3,25 2,23 1,89 1,85 CT 6 3,96 3,39 2,41 2,36 2,31 CT 7 3,81 3,01 1,99 1,79 1,78
Học viên cao học: Nguyễn Mai Trung