Hàm lượng chất hữu cơ qua các giai đoạn ủ phân cĩ xu hướng giảm dần từ
55,12% xuống 45,02%. Trong giai đoạn ngày thứ 4 và thứ 8, hàm lượng chất hữu cơ ở mức cao từ 51,81 - 55,12%, sau đĩ hàm lượng chất hữu cơ giảm dần vào các ngày thứ 12, 16, 20.
Chất hữu cơ là một chỉ tiêu quan trọng của đất, bao gồm tồn bộ phần khống của đất và một ít xác động thực vật ở trong đất. Đĩ là nguồn cung cấp trực tiếp
nhiều dinh dưỡng cho cây trồng: N, P, K, Ca, Mg....., là yếu tố làm tăng khả năng trao đổi cation trong đất (CEC – Cation Exchange Capacity), tăng kết cấu đất, cải
thiện tính chất vật lý và khả năng giữ ẩm của đất [14].
Trong suốt quá trình ủ phân, chất hữu cơ cĩ xu hướng giảm và khơng thay đổi khi quá trình ủ bùn hầm cầu đi vào giai đoạn ổn định. Quá trình giảm chất hữu cơ phụ thuộc vào nhiệt độ và độ ẩm trong khối ủ. Độ ẩm của bùn hầm cầu trong giai đoạn đầu 60,80% và nhiệt độ khảo sát trong khối ủ (bảng 3.3) thích hợp cho hoạt động sống của hỗn hợp vi sinh vật bổ sung, do đĩ quá trình phân hủy các chất hữu
cơ phức tạp của hỗn hợp vi sinh vật thành những dạng đơn giản diễn ra thuận tiện. Quá trình phân hủy chất hữu cơ này tạo thành chất mùn, làm tơi xốp cho bùn hầm cầu và giúp cây trồng dễ hấp thụ.
Nghiên cứu của Nengwu Zhu (2004) và cộng sự trên phân heo cho thấy, hàm lượng chất hữu cơ giảm trong quá trình ủ và khơng thay đổi vào giai đoạn ổn định
Học viên cao học: Nguyễn Mai Trung
của khối ủ. Theo nghiên cứu này, việc suy giảm hàm lượng chất hữu cơ diễn ra từ ngày 0 – 14. Sau ngày 14, hàm lượng chất hữu cơ mất đi là 66,13% [34].
Kết quả phân tích Anova theo chỉ tiêu hàm lượng chất hữu cơ cho thấy, sự thay
đổi hàm lượng chất hữu cơ theo thời gian ủ khơng cĩ ý nghĩa về mặt thống kê
(F = 0,92 < Fcrit = 2,5). Trong khi đĩ, sự thay đổi hàm lượng carbon theo tỉ lệ bổ sung hỗn hợp vi sinh vật lại cĩ ý nghĩa về mặt thống kê (F = 64,51 > Fcrit = 2,77) với p > 0,05 (xem bảng P7). Điều này cho thấy hoạt động của hỗn hợp vi sinh vật là nhân tố chính làm thay đổi hàm lượng chất hữu cơ trong khối ủ.
Kết quả thí nghiệm cho thấy hàm lượng chất hữu cơ bùn hầm cầu trong các lơ thí nghiệm đều lớn hơn 45% (so sánh với phân bĩn sinh học Ami – Ami của Cơng ty Ajinomoto là 26,9%).
3.10. Khảo sát hàm lượng chất rắn bay hơi trong các lơ thí nghiệm Bảng 3.13: Kết quả khảo sát chất rắn bay hơi trong các lơ thí nghiệm
VS (% ) Ngày 4 8 12 16 20 CT1 3,19 7,03 10,44 14,80 17,73 CT2 4,03 8,36 11,54 16,33 20,54 CT3 4,88 8,66 11,45 15,85 24,52 CT4 5,15 10,37 12,67 21,52 24,40 CT5 6,12 15,07 19,72 26,67 32,49 CT6 4,73 14,93 19,59 26,29 31,97 CT7 7,17 15,85 21,73 29,01 34,92
Học viên cao học: Nguyễn Mai Trung
Để xác định hàm lượng hữu cơ của các chất rắn lơ lửng, người ta sử dụng chỉ
tiêu VS (volatile solid) bằng cách đem hĩa tro các chất rắn ở 550 ± 50oC trong 1 giờ. Phần bay hơi là các chất hữu cơ (VS), phần cịn lại sau khi hĩa tro là các chất vơ cơ.
Trong quá trình ủ phân, hàm lượng chất rắn bay hơi tăng dần theo thời gian ủ, sau đĩ chậm dần và khơng thay đổi vào giai đoạn cuối của quá trình ủ. Kết quả thí nghiệm cho thấy, hàm lượng chất rắn bay hơi tăng dần qua các giai đoạn thí nghiệm và cao nhất ở ngày thứ 20 ở các lơ thí nghiệm. Hàm lượng chất rắn bay hơi thấp
nhất ở ngày ủ thứ 4 từ 3,19 – 7,17%; cao nhất ở ngày thứ 20 từ 17,73 – 34,92%. Theo nghiên cứu của T.A.Butler năm 2001 trên chất thải nơng nghiệp cho thấy, hàm lượng chất rắn bay hơi tăng dần từ ngày thứ 1 đến ngày thứ 25. Hàm lượng chất rắn bay hơi ở ngày thứ 25 là 52,4%. Sau đĩ, hàm lượng chất rắn bay hơi giảm nhanh đến ngày thứ 30, chậm dần đến ngày thứ 35 và khơng thay đổi cho đến khi
kết thúc thí nghiệm ở ngày thứ 57. Các hoạt động sống của hỗn hợp vi sinh cũng gĩp phần phân cắt các hợp chất hữu cơ, làm giảm chất hữu cơ trong bùn hầm cầu khi thời gian ủ kéo dài [16].
Theo nghiên cứu của J.D.W.Adams (2009) trên chất thải trang trại cũng cho kết quả tương tự, hàm lượng chất rắn bay hơi tăng dần đến ngày thứ 20 và giảm dần, đi vào ổn định ở ngày thứ 100 của quá trình ủ [15].
Việc thay đổi hàm lượng chất rắn bay hơi phụ thuộc vào các yếu tố độ ẩm, nhiệt
độ và khả năng phân hủy bùn của hỗn hợp vi sinh vật. Trong giai đoạn đầu của quá
trình ủ, độ ẩm trong các lơ thí nghiệm bùn hầm cầu cịn cao, hỗn hợp vi sinh vật
phân giải hợp chất cĩ trong bùn hầm cầu chậm, do đĩ hàm lượng chất rắn bay hơi tồn tại trong khối ủ cao. Ở ngày thứ 8 trở đi, khả năng phân giải của hỗn hợp vi sinh vật tăng dần, phân cắt các hợp chất phức tạp thành đơn giản. Mức độ liên kết của các hợp chất cịn phụ thuộc vào độ ẩm và nhiệt độ. Từ ngày thứ 6 trở đi, độ ẩm
trong khối ủ giảm dần từ 60,08% (giai đoạn bắt đầu ủ) xuống 44,01% (ở CT7 ngày thứ 8), trong khi đĩ nhiệt độ của khối ủ ở giai đoạn tăng nhanh từ 48oC – 52,7oC. Hoạt động của hỗn hợp vi sinh vật tăng mạnh trong ngưỡng nhiệt độ và độ ẩm này.
Học viên cao học: Nguyễn Mai Trung
Dựa vào sự tăng giảm của chất rắn bay hơi (VS), ta cĩ thể xác định được thời điểm tốt nhất để chọn giai đoạn ủ phân thích hợp.
Trong cùng 1 cơng thức thí nghiệm, hàm lượng chất rắn bay hơi tăng dần qua các giai đoạn ủ. CT1 khơng bổ sung hỗn hợp vi sinh, do đĩ hàm lượng chất rắn bay hơi thấp nhất. Ở CT5, CT6, CT7, khối ủ được bổ sung nhiều hỗn hợp vi sinh nhất (20g, 25g, 30g), do đĩ hàm lượng chất rắn bay hơi cao nhất. Kết quả cho thấy, trong các lơ thí nghiệm CT5, CT6, CT7, hoạt động của vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ diễn ra mạnh nên hàm lượng chất hữu cơ dễ bay hơi tăng khi tiến hành nung các mẫu ở 550oC.
Kết quả phân tích Anova cho thấy, hàm lượng chất rắn bay hơi (VS) của các khối ủ thay đổi theo thời gian ủ (F = 18,4 > Fcrit = 2,5) và thay đổi theo tỉ lệ bổ sung hỗn hợp vi sinh vật (F = 95,67 > Fcrit = 2,77) với p > 0,05 (xem bảng P9).
3.11. Khảo sát hàm lượng tro trong các lơ thí nghiệm
Bảng 3.14: Kết quả khảo sát hàm lượng tro trong các lơ thí nghiệm
Tro (%) Ngày 4 8 12 16 20 CT1 26,19 30,62 33,83 36,38 37,04 CT2 27,34 31,18 32,64 35,14 34,61 CT3 26,17 26,34 28,88 31,43 27,96 CT4 30,23 25,63 23,53 23,96 25,15 CT5 28,49 25,26 27,9 27,6 26,19 CT6 28,02 22,46 26,62 27,42 27,86 CT7 32,06 26,37 27,00 29,98 28,29
Học viên cao học: Nguyễn Mai Trung