Đồ án Nghiên cứu sản xuất phân compost từ vỏ khoai mì phục vụ cho nông nghiệp sinh thái

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU Lý do lựa chọn đề tài Việt Nam đang trên đường hội nhập kinh tế thế giới, nên đòi hỏi phải nỗ lực rất nhiều để triển kinh tế, xã hội và vấn đề bảo vệ môi trường. Ngoài phát triển các ngành công nghiệp khác thì ngành chế biến lương thực thực phẩm đóng vai trò quan trọng trong thị trường trong nước và thế gới. Trong những năm gần đây nền kinh tế Việt Nam có những biến chuyển mới mẽ nhất là ngành chế biến thực phẩm. Nhu cầu về tinh bột cho thị trường trong nước cũng như quốc tế ngày càng tăng đã trở thành động lực cho ngành công nghiệp chế biến tinh bột mì. Tuy nhiên, song song với sự phát triển thì ngành công nghiệp chế biến tinh bột mì phải đối mặt với sự ô nhiễm môi trường phát sinh từ quá trình chế biến. Trong khi các biện pháp xử lý chất thải rắn hiện tại trong ngành chế biến tinh bột mì chưa thật sự phù hợp nên vẫn gây ảnh hưởng tới môi trường. Do đó, những phương pháp xử lý phù hợp và thân thiện với môi trường được quan tâm nghiên cứu. Vấn đề đặt ra hiện nay là có rất nhiều biện pháp xử lý rác thải hiệu quả và không gây ô nhiễm môi trường, tái sử dụng rác thành sản phẩm có gía trị kinh tế. Trong đó biện pháp được ưu tiên hàng đầu hiện nay để xử lý chất thải là sử dụng biện pháp phân huỷ sinh học, có hai phương pháp phân huỷ sinh học của chất thải hữu cơ là chế biến compost hiếu khí và phân huỷ kỵ khí, trong đó chế biến compost hiếu khí là ít tốn kém, sản phẩm của quá trình là compost có thể làm phân bón. Bên cạnh đó, nhiệt độ trong hệ thống có thể cho phép loại được các mầm bệnh, do đó quá trình làm compost được đánh giá là ít ảnh hưởng tới môi trường và nhất là phù hợp với các quy luật tự nhiên, có thể tái sử dụng để làm phân bón cho nông nghiệp. Việt Nam là nước nông nghiệp với hơn 80% dân số tham gia sản xuất nông nghiệp, nhu cầu sử dụng phân bón khoảng 5,2 triệu tấn hàng năm. Các loại phân bón được tiêu thụ trên thị trường Việt Nam hiện nay chủ yếu là phân bón hoá học. Trong đó, nguyên liệu để sản xuất phân hữu cơ từ CTR ít chịu ảnh hưởng về mặt giá cả trên thị trường giúp người dân yên tâm hơn trong việc đầu tư lâu dài vào ngành nông nghiệp. Chính vì vậy, đề tài “ nghiên cứu sản xuất phân compost từ vỏ khoai mì phục vụ cho nông nghiệp sinh thái” ra đời với mong muốn nhằm giảm bớt lượng chất thải rắn phát sinh trong ngành sản xuất tinh bột khoai mì và cung cấp phân bón hữu cơ phục vụ cho sản xuất nông nghiệp. Mục tiêu của đề tài Nghiên cứu sản xuất phân compost từ vỏ khoai mì. Nội dung nghiên cứu Để đạt được mục tiêu nghiên cứu, đồ án thực hiện với những nội dung chính sau: Lấy mẫu trấu và khoai mì phân tích các chỉ tiêu đầu vào như: độ ẩm, hàm lượng chất hữu cơ, C,N. Lắp đặt mô hình compost. Vận hành mô hình compost vỏ khoai mì và bùn hoạt tính. Xem xét tốc độ phân hủy thông qua các chỉ tiêu: nhiệt độ, đô sụt lún, pH, độ ẩm, chất hữu cơ, hàm lượng C, N trong quá trình ủ. Phạm vi nghiên cứu Do tính chất đặc trưng của vỏ khoai mì và mục tiêu của đề tài là tái sử dụng vỏ khoai mì thải nên đồ án chỉ tập trung nghiên cứu cách làm phân compost từ vỏ khoai mì chứ không nghiên cứu đối với các phế phẩm nông nghiệp khác. Đối tượng nghiên cứu Vỏ khoai mì thải và bùn hoạt tính của nhà máy xử lý nước thải tập trung KCN Tân Bình. Phương pháp nghiên cứu 1.6.1. Phương pháp luận Dựa vào những tài liệu sẵn có về quá trình lên men hiếu khí chất thải rắn có nguồn gốc hữu cơ, để xây dựng mô hình ủ compost từ vỏ khoai mì. Theo dõi liên tục các chỉ tiêu về nhiệt độ, độ ẩm, pH, hàm lượng Cacbon, Nito ảnh hưởng đến quá trình để tạo ra sản phẩm compost cho cây trồng. 1.6.2. Phương pháp thực tiễn Phương pháp thu thập số liệu: thu thập các số liệu từ quá trình ủ compost, các thông số trong quá trình theo dõi nhiệt độ,độ sụt lún, pH, độ ẩm,chất hữu cơ, hàm lượng C, N. Phương pháp thực nghiệm: làm thực nghiệm ủ compost. Phương pháp thống kê: tính toán các biến thiên nhiệt độ, độ ẩm, chất hữu cơ, hàm lượng C,N trong quá trình ủ. Phương pháp đánh giá: nhận xét, đánh giá kết quả thu được sau quá trình ủ. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn Ý nghĩa khoa học Đề tài mở ra một hướng mới cho việc tận dụng vỏ khoai mì thải tạo thành sản phẩm có ich. Ý nghĩa thực tiễn Quá trình tạo compost dễ thực hiện và có triển vọng cao. Compost tạo ra có thể ứng dụng trực tiếp cho nông nghiệp. Thời gian và địa điểm nghiên cứu Thời gian nghiên cứu Bắt đầu từ ngày 5/4/2010 đến ngày 28/06/2010 1.8.2. Địa điểm nghiên cứu Quá trình thí nghiệm được thực hiện tại phòng thí nghiệm khoa Môi Trường Và Công Nghệ Sinh Học của Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ TP Hồ Chí Minh. Các số liệu được phân tích ở phòng thí nghiệm khoa Môi Trường Và Công Nghệ Sinh Học của Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ TP Hồ Chí Minh. Cấu trúc luận văn Chương 1: Mở đầu Chương 2: Tổng quan Chương 3: Nội dung và phương pháp nghiên cứu Chương 4: Kết quả và thảo luận Chương 5: Kết luận - kiến nghị CHƯƠNG 2 : TỔNG QUAN 2.1. Tổng quan về compost 2.1.1. Định nghĩa Quá trình chế biến Compost : là quá trình phân hủy sinh học và ổn định của chất hữu cơ dưới điều kiện nhiệt độ thermophilic. Kết quả của quá trình phân hủy sinh học tạo ra nhiệt, sản phẩm cuối cùng ổn định, không mang mầm bệnh và có ích trong việc ứng dụng cho cây trồng. Compost : là sản phẩm của quá trình chế biến Compost, đã được ổn định như chất mùn, không chứa các mầm bệnh, không lôi kéo các côn trùng, có thể được lưu trữ an toàn và có lợi cho sự phát triển của cây trồng. 2.1.2. Các phản ứng sinh hóa xảy ra trong quá trình ủ compost 2.1.2.1. Phản ứng sinh hóa Quá trình phân hủy CTR diễn ra rất phức tạp, qua nhiều giai đoạn và sản phẩm trung gian. Ví dụ, quá trình phân hủy protein: protein ž peptides žamino acids ž hợp chất ammonium ž nguyên sinh chất của vi khuẩn và N hoặc NH3. Đối với carbonhydrate, quá trình phân hủy xảy ra: carbonhydrate ž đường đơn ž acid hữu cơ ž CO2 và nguyên sinh chất của vi khuẩn. Những phản ứng chuyển hóa sinh hóa diễn ra trong quá trình ủ hiếu khí vẫn chưa được nghiên cứu chi tiết. Các giai đoạn khác nhau trong quá trình ủ hiếu khí có thể phân biệt theo biến thiên nhiệt độ như 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 gia 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 hoá sinh xảy ra trong ủ hiếu khí và phân hủy kỵ khí được đặc trưng bởi 2 phương trình: COHNS + O2 + VSV hiếu khí ž CO2 + NH3 + sản phẩm khác + năng lượng COHNS + VSV kỵ khí ž CO2 + H2S + NH3 + CH4 +sản phẩm khác + năng lượng Pha trưởng thành: là giai đoạn giảm nhiệt độ đến bằng nhiệt độ môi trường. Quá trình lên men xảy ra chậm và thích hợp cho sự hình thành chất keo mùn (quá trình chuyển hoá các phức chất hữu cơ thành chất mùn) và các chất khoáng (sắt, canxi, nitơ…) và cuối cùng thành mùn. Các phản ứng nitrate hoá, trong đó ammonia (sản phẩm phụ của quá trình ổn định chất thải) bị oxi hoá sinh học tạo thành nitrit (NO2-) và cuối cùng thành nitrate (NO3-): NH4+ + 3/2 O2 ž NO2- + 2H+ + H2O NO2- + ½ O2 ž NO3- Kết hợp hai phương trình trên, quá trình nitrate diễn ra như sau: NH4+ + 2O2 ž NO3- + 2H+ + H2O Vì NH4+ cũng được tổng hợp trong mô tế bào, phản ứng đặc trưng cho quá trình tổng hợp trong mô tế bào: NH4+ + 4CO2 + HCO3- + H2O ž C5H7NO2 + 5O2 Phương trình phản ứng nitrate hoá tổng cộng xảy ra như sau: 22NH4+ + 37O2 + 4CO2 + HCO3- ž21 NO3- + C5H7NO2 + 20 H2O + 42H+ 2.1.2.2. Phản ứng sinh học Ủ compost là quá trình sinh học mà các chất hữu cơ có trong chất thải rắn được biến đổi thành các chất mùn ổn định do hoạt động của các thể chức có thể sống trong điều kiện tự nhiên hiện diện trong chất thải. Các tổ chức này gồm các loại vi sinh vật như vi khuẩn, nấm, chất hữu cơ được phân huỷ như ban đầu từ vi sinh vật tiêu thụ bậc một như vi khuẩn thực hiện. Trong thời gian đầu, vi khuẩn thích hợp với điều kiện Mesophilic xuất hiện trước. Nhiệt độ tăng khi vi khuẩn thermophilic xuất hiện chiếm hầu hết các vị trí trong khối ủ, thermorphilic nấm thường tăng trưởng từ 5 – 10 ngày sau khi ủ. Nếu nhiệt độ cao hơn 50 – 60OC thì nấm và hầu hết các vi khuẩn bị ức chế, chỉ còn các dạng bào tử có thể phát triển. trong giai đoạn cuối cùng, nhiệt độ giảm Atinomycetes trở nên chiếm ưu thế làm cho bề mặt đống ủ xuất hiện màu trắng hoặc nâu. Các loại vi khuẩn Thermophilic, hầu hết là loài Bacillus đóng vai trò quan trọng trong việc phân huỷ protein và hydratcacbon. Mặc dù chỉ hoạt động bên lớp ngoài đóng ủ và chỉ hoạt dông trong thời gian cuối nhưng nhóm Atinomycetes đóng vai trò trong việc phân huỷ cenlulose, lignin và các chất bền vững khác. Sau giai đoạn tiêu thụ bậc một hay sơ cấp thực hiện xong, các chất này sẽ là thức ăn cho sinh vật tiêu thụ thứ cấp như ve, bọ cánh cứng, giun tròn, đông vật nguyên sinh, phiêu sinh. 2.1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chế biến compost 2.1.3.1. Các yếu tố vật lý Các yếu tố vật lý ảnh hưởng tới quá trình ủ gồm : nhiệt độ, độ ẩm, kích thước nguyên liệu, độ rỗng, thổi khí. a. Nhiệt độ Đây là yếu tố quan trọng trong quá trình chế biến Compost vì nó quyết định thành phần quần thể vi sinh vật (ban đầu là nhóm Mesophilic và sau đó là nhóm Thermophilic chiếm ưu thế), ngoài ra nhiệt độ còn là một chỉ thị để nhận biết các giai đoạn xảy ra trong quá trình ủ Compost. Nhiệt độ tối ưu là 50 – 600 C, thích hợp với vi khuẩn Thermophilic và tốc độ phân hủy rác là cao nhất. Nhiệt độ trên ngưỡng này sẽ ức chế hoạt động của vi sinh vật làm cho quá trình phân hủy diễn ra không thuận lợi, còn nhiệt độ thấp hơn ngưỡng này phân Compost sẽ 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. Bảng 2.1 Khoảng nhiệt độ của các nhóm vi sinh vật Loại vi sinh vật Nhiệt độ (0C) Khoảng dao động Tối ưu Psychrophillic (VSV ưa lạnh) 10 - 30 15 Mesophilic (VSV ưa ấm) 40 – 50 35 Thermophilic (VSV ưa nhiệt) 45 - 75 55 b. Độ ẩm Là yếu tố cần thiết cho hoạt động của vi sinh vật trong quá trình chế biến Compost. Vì nước cần thiết cho quá trình hòa tan dinh dưỡng và nguyên sinh chất của tế bào. Độ ẩm tối ưu thường từ 50 – 60%. Các vi sinh vật đóng vai trò quyết định trong quá trình phân hủy CTR thường tập trung tại lớp nước mỏng trên bề mặt của phân tử CTR. Nếu độ ẩm quá nhỏ ( 65%) thì quá trình phân hủy sẽ chậm lại, sẽ chuyển sang chế độ phân hủy kỵ khí vì quá trình thổi khí bị cản trở do hiện tượng bít 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. Độ ẩm thấp có thể điều chỉnh bằng cách thêm nước vào. Độ ẩm cao có thể điều chỉnh bằng cách trộn với vật liệu độn có độ ẩm thấp hơn như: mạt cưa, rơm rạ… Thông thường độ ẩm của phân bắc, bùn và phân động vật thường cao hơn giá trị tối ưu, do đó cần bổ sung các chất phụ gia để giảm độ ẩm đến giá trị cần thiết. Đối với hệ thống sản xuất phân hữu cơ liên tục, độ ẩm có thể khống chế bằng cách tuần hoàn sản phẩm phân hữu cơ. c. Kích thước hạt 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, giá 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 sẽ làm giảm oxy cần thiết cho các vi sinh vật trong đống ủ và giảm mức độ hoạt tính của vi sinh vật. Ngược lại, hạt có kích thước quá lớn sẽ có độ xốp cao và tạo ra 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. d. Độ xốp Độ xốp là một yếu tố quan trọng trong quá trình chế biến phân hữu cơ. Độ xốp tối ưu sẽ thay đổi tuỳ theo loại vật liệu chế biến phân. Thông thường, độ xốp cho quá trình chế biến diễn ra tốt khoảng 35 – 60%, tối ưu là 32 – 36%. Độ xốp 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 các vật liệu ủ. Độ xốp 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 xốp cao có thể dẫn tới nhiệt độ trong khối ủ thấp, mầm bệnh không bị tiêu diệt. Độ xốp có thể được điều chỉnh bằng cách sử dụng vật liệu tạo cấu trúc với tỉ lệ trộn hợp lý. e. Thổi khí Không khí ở môi trường xung quanh được cung cấp tới khối Compost để vi sinh vật sử dụng cho sự phân hủy chất hữu cơ, cũng như làm bay hơi nước và giải phóng nhiệt. Nếu không được cung cấp khí đầy đủ thì sẽ tạo thành những vùng kị khí bên trong khối Compost gây mùi hôi. Để cung cấp không khí cho khối Compost có thể thực hiện được bằng cách: Đảo trộn. Cắm ống tre. Thải chất thải từ tầng lưu chứa trên cao xuống thấp. Thổi khí. Quá trình đảo trộn cung cấp khí không đủ theo cân bằng tỉ lượng. Điều kiện hiếu khí chỉ thỏa mãn đối với lớp trên cùng, các lớp bên trong hoạt động trong môi trường tuỳ tiện hoặc kị 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 kị khí. Vận tốc thổi khí cho quá trình ủ phân thường trong khoảng 5 –10m3 khí/tấn nguyên liệu/h. Thông thường áp lực tĩnh cần tạo ra để đẩy không khí qua chiều sâu 2 – 2.5m vật liệu ủ là 0.1 – 0.15m cột nước. Áp lực đó chỉ cần quạt gió là đủ chứ không cần máy nén. Ngoài ra các cửa sổ của hầm ủ cũng sẽ đủ cho làm thoáng, chỉ cần đảo cửa sổ mỗi ngày một lần hoặc nhiều ngày một lần. Đảo trộn liên tục sẽ đạt mức phân giải tối ưu trong vòng 10 – 14 ngày. Nên đảo trộn một lần một ngày hoặc nhiều lần một ngày. 2.1.3.2. Các yếu tố hóa sinh a. Các chất dinh dưỡng 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, tỉ lệ C/N là thông số dinh dưỡng quan trọng nhất; Photpho (P) là nguyên tố quan trọng kế tiếp; Lưu huỳnh (S), canxi (Ca) và 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 hoá thành tế bào mới, phần còn lại chuyển hoá 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, acid nucleic, acid amin, enzyme, co-enzyme 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, nguyên nhân gây ra mùi khai. Ở mức tỷ lệ cao hơn, sự phân hủy xảy ra chậm. Tỷ lệ C/N của các chất thải khác nhau được trình bày trong bảng sau. 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 tiết hành làm phân. Bảng 2.2 Tỷ lệ C/N của các chất thải STT Chất thải N (% khối lượng khô) Tỷ lệ C/N 1 Phân bắc 5,5 – 6,5 6 –10 2 Nước tiểu 15 – 18 0,8 3 Máu 10 – 14 3,0 4 Phân động vật - 4,1 5 Phân bò 1,7 18 6 Phân gia cầm 6,3 15 7 Phân cừu 3,8 - 8 Phân heo 3,8 - 9 Phân ngựa 2,3 25 10 Bùn cống thải khô 4 – 7 11 11 Bùn cống đã phân hủy 2,4 - 12 Bùn hoạt tính 5 6 13 Cỏ cắt xén 3 – 6 12 – 15 14 Chất thải rau quả 2,5 – 4 11 – 12 15 Cỏ hỗn hợp 2,4 19 16 Lá khoai tây 1,5 25 17 Trấu lúa mì 0,3 – 0,5 128 – 150 18 Trấu yến mạch 0,1 48 19 Mạt cưa 0,1 200 – 500 Nguồn: Chongrak, 1996 Khi bắt đầu quá trình ủ phân rác, tỷ lệ C / N giảm dần từ 30:1 xuống 15:1 ở các sản phẩm cuối cùng do hai phần ba carbon được giải phóng tạo ra CO2 khi các hợp chất hữu cơ bị phân hủy bởi các vi sinh vật. Mặc dù đạt tỷ lệ C/N khoảng 30:1 là mục tiêu tối ưu trong quá trình ủ phân rác, nhưng tỷ lệ này 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 thành phần có hàm lượng lignin cao. Trong thực thế, việc tính toán và hiệu chỉnh chính xác tỉ lệ C/N tối ưu gặp phải khó khăn vì những lý do sau: Một phần các cơ chất như cenlulose và lignin khó bị phân hủy sinh học, chỉ bị phân hủy sau một 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 mặt đủ PO43- Phân tích hàm lượng C khó đạt kết quả chính xác. Hàm lượng cacbon có thể xác định theo phương trình sau: % C trong phương trình này là lượng vật liệu còn lại sau khi nung ở nhiệt độ 5500C trong 1 giờ. Do đó, một số chất thải chứa phần lớn nhựa (là thành phần bị phân hủy ở 5500C) sẽ có giá trị %C cao, nhưng đa phần không có khả năng phân hủy sinh học Nếu tỷ lệ C/N của CTR làm phân cao hơn giá trị tối ưu, sẽ hạn chế sự phát triển của vi sinh vật do thiếu N. Chúng phải trải qua nhiều chu kỳ chuyển hoá, oxy hoá phân carbon 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. b. pH Giá trị pH trong khoảng 5,5 – 8,5 là tối ưu cho các vi sinh vật trong quá trình ủ phân rác. Các vi sinh vật, nấm tiêu thụ các hợp chất hữu cơ và thải ra các acid hữu cơ. Trong giai đoạn đầu của quá trình ủ phân rác, các acid này bị tích tụ và kết quả làm giảm pH, kìm hãm sự phát triển của nấm và vi sinh vật, kìm hãm sư phân hủy lignin và cenlulose. Các acid 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 acid có thể làm pH giảm xuống đến 4,5 và gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến hoạt động của vi sinh vật. c. Dinh dưỡng Cung cấp đủ photpho, kali và các chất vô cơ khác như Ca, Fe, Bo, Cu,... là cần thiết cho sự chuyển hóa của vi sinh vật. Thông thường, các chất dinh dưỡng này không có giới hạn bởi chúng hiện diện phong phú trong các vật liệu làm nguồn nguyên liệu cho quá trình ủ phân rác. c. Vi sinh vật Chế biến phân hữu cơ là một quá trình phức tạp bao gồm nhiều loại vi sinh vật khác nhau. Vì 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. d. Chất hữu cơ Tốc độ phân hủy tùy thuộc vào thành phần và tính chất của chất hữu cơ. Chất hữu cơ hòa tan dễ dàng phân hủy hơn chất hũu cơ không hòa tan. Lignin và Ligno – Cenluloses là những chất phân hủy rất chậm. Bảng 2.3 Các thông số quan trọng trong quá trình làm phân hữu cơ hiếu khí Thông số Giá trị 1. Kích thước Quá trình ủ đạt hiệu quả tối ưu khi kích thước CTR khoảng 25 –75mm 2. Tỉ lệ C/N Tỉ lệ C:N tối ưu dao động trong khoảng 25 - 50 Ở tỉ lệ thấp hơn, dư NH3, hoạt tính sinh học giảm Ở tỉ lệ cao hơn, chất dinh dưỡng bị hạn chế. 3. Pha trộ