Đồ án Đánh giá hiệu quả của biện pháp tăng cường sinh học trong sản xuất compost từ rác thải sinh hoạt

QUÁ TRÌNH Ủ COMPOST Hiệu quả của quá trình ủ phân compost phụ thuộc vào nhóm các tổ chức cư ngụ và làm ổn định trong chất thải hữu cơ. Do đó, quá trình ủ sẽ không đạt kết quả mong muốn mà nguyên nhân chính là do sự mất cân bằng về thành phần hoá học và điều kiện lý học trong quá trình ủ. Chính vì vậy, cần chú ý đến các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ủ phân compost như :nhiệt độ, độ ẩm, pH, VSV, oxy, chất hữu cơ, tỷ lệ C :N và cấu trúc chất thải. Nhiệt Độ Là một yếu tố quan trọng trong quá trình sản xuất compost vì nó ảnh hưởng đến hoạt tính của VSV. Ngoài ra, nhiệt độ còn là một chỉ thị để nhận biết các giai đoạn xảy ra trong quá trình ủ compost. Trong vài ngày đầu của quá trình ủ, nhiệt độ bắt đầu tăng dần từ nhiệt độ môi trường đến khoảng 65 -700C rồi giảm xuống dần dần đến nhiệt độ của môi trường. Hầu hết các tài liệu đều đề nghị duy trì ở nhiệt độ thermophilic (55 -650C) trong luống ủ compost, vì ở nhiệt độ này quá trình chế biến compost đạt hiệu quả cao nhất, VSV gây bệnh bị tiêu diệt, tạo nên sản phẩm compost an toàn khi sử dụng cho cây trồng. Nhiệt độ tăng trên ngưỡng này sẽ ức chế hoạt động của VSV làm cho quá trình phân huỷ không diễn ra thuận lợi, ngược lại nhiệt độ thấp hơn ngưỡng này compost sẽ không đạt tiêu chuẩn về mầm bệnh. Bảng5 : Giới hạn chịu nhiệt tốt nhất của VSV Vi sinh vật Nhiệt độ giới hạn(0C) Nhiệt độ tốt nhất (0C) Psychrophilic 0 – 30 15 Mesophilic 20 – 40 32 Thermophilic 40 – 70 55 (Nguồn : van Lierop et al) Tỷ lệ C : N Tỷ lệ C : N là thông số quan trọng trong cân bằng dinh dưỡng cho VSV. Carbon là nguồn năng lượng chủ yếu của VSV và nitơ là nguyên tố để tổng hợïp chất nguyên sinh. Tỷ lệ C : N tối ưu trong khoảng 25 – 30. Nếu tỷ lệ C : N của vật liệu làm compost cao hơn giá trị tối ưu, sẽ hạn chế sự phát triển của VSV do thiếu nitơ, chúng sẽ trải qua nhiều chu trình chuyển hoá, oxy hoá phần carbon dư cho đến khi đạt đến tỷ lệ C :N thích hợp. Do đó thời gian cần thiết cho quá trình làm compost sẽ bị kéo dài hơn và thu được sản phẩm ít mùn hơn. Nếu tỷ lệ C :N thấp, nitơ sẽ bị thất thoát dưới dạng NH3 đặïc biệt trong điều kiện nhiệt độ cao, pH cao và có thổi khí. Tỷ lệ C : N ở sản phẩâm compost thu được thông thường 15 -20 là tốt nhất. Ngoài hai nguyên tố carbon, nitơ là nền tảng cơ bản cho hoạt động sống của VSV trong đống compost, các nguyên tố photpho (P), lưu huỳnh (S), canxi (Ca) là những nguyên tố quan trọng kế tiếp. Photpho ảnh hưởng đến chất lượng compost vì photpho là nguyên tố cần thiết cho sự phát triển của cây trồng, hàm lượng photpho thay đổi tuỳ theo từng nguyên liệu. Lưu huỳnh ảnh hưởng đến việc sinh ra các hợp chất bay hơi tạo ra mùi hôi trong khối ủ compost. Bảng 6 : Tỷ lệ C/N của chất thải Chất thải N(% trọng lượng khô) Tỷ lệ C/N Nước tiểu 15 - 18 0,8 Hỗn hợp chất thải giết mổ 7 -10 2 Phân chuồng 5,5 - 6,5 6 - 10 Bùn cống rãnh 1,9 16 Bùn hoạt tính 5 - 6 6 Cỏ cắt xén 4 12 Bắp cải 3,6 12 Cỏ dại 2 19 Cỏ hỗn hợp 2,4 19 Phân bón ở trang trại 2,15 14 Lá khoai tây 1,5 25 Vỏ trấu 1,05 48 Rơm rạ 0,3 128 Mùn cưa 0,11 511 Giấy báo nil - Chất thải thực phẩm 2 - 3 15 Chất thải rau quả 1,5 35 Chất thải khác 0,5 -1,4 30 -80 Gỗ 0,07 700 Giấy 0,2 170 (Nguồn : Obeng and Wright42) Độ Ẩm Là một yếu tố đóng vai trò quan trọng trong quá trình chế biến compost, nó giúp cho các vi khuẩn phân giải chất hữu cơ. Nước rất cần thiết cho sự cho sự hoà tan các chất dinh dưỡng và nguyên sinh chất trong tế bào. Độ ẩm nhỏ hơn 20% sẽ ức chế các phản ứng sinh học, ngược lại độ ẩm quá cao sẽ dẫn đến hiện tượng rò rỉ chất dinh dưỡng và phân tán mầm bệnh trong khối ủ. Mặt khác độ ẩm cao sẽ làm giảm sự lưu thông oxy trong khối ủ hình thành điều kiện ủ kỵ khí có thể gây thối rửa và tạo ra mùi hôi thối ô nhiễm môi trường xung quanh. Độ ẩm tối ưu cho quá trình ủ compost vào khoảng 50 -60%. Với thành phần CTR nước ta có độ ẩm cao nên khi ủ compost cần phải tiến hành phơi khô để làm giảm độ ẩm hoặc phối trộn với các vật liệu có độ ẩm thấp để luôn tạo độ ẩm thích hợp cho quá trình diễn ra thuận lợi. Trong quá trình ủ sẽ có hiện tượng bốc hơi nước hoặc lưu lượng thổi khí quá cao có thể làm giảm độ ẩm, lúc đó chúng ta có thể điều chỉnh bằng cách thêm nước vào để luôn luôn tạo giá trị độ ẩm tối ưu cho quá trình chế biến compost. Vi Sinh Vật Chế biến compost là một quá trình phức tạp trong đó có sự tham gia của nhiều loại VSV khác nhau bao gồm : Nấm, Actinomycetes, Vi khuẩn, đôi khi còn có Protozoa và Tảo. Người ta xác định rằng hầu hết các loài trong nhóm VSV nêu trên đều có khả năng phân giải hầu hết các chất hữu cơ thô trong rác thải. Tất nhiên, mỗi một loài VSV có khả năng tốt nhất để phân huỷ một dạng vật chất hữu cơ nào đó. Vi khuẩn : có mặt hầu hết trong các giai đoạn sản xuất compost. Hầu hết hoạt động của VSV trong quá trình ủ compost có đến 80 -90% là do vi khuẩn, bao gồm Streptococus sp, Bacillus sp, vibrio sp. Actinomycetes : thường xuất hiện vào khoảng ngày thứ 5 -7 trong quá trình ủ bao gồm : Micromonospora, Streptomyces, Actinomycetes. Nấm : giới hạn nhiệt độ của nấm là khoảng 600C gồm các loại như sau: Aspergillus, Penicillin, Fusarium, Trichoderma và Chaetomonium. VSV gây bệnh : một trong những yêu cầu của sản xuất compost là phải hạn chế đến mức tối đa các loài VSV gây hại có trong sản phẩm. Theo lý thuyết nếu nguyên liệu để sản xuất compost không có chứa phân, chất thải sinh học thì sản phẩm đầu ra sẽ ít các loài gây bệnh . Tuy nhiên trên thực tế nguyên liệu đầu vào cho quá trình chế biến compost không phải lúc nào cũng đáp ứng các yêu cầu đó. Do đó, để đảm bảo tiêu chuẩn tiêu diệt mầm bệnh cho cây trồng, trong lúc vận hành chế biến compost chúng ta cần đảm bảo nhiệt độ để có thể tiêu diệt hết mầm bệnh. pH Tuỳ thuộc vào thành phần và tính chất của chất thải, pH sẽ thay đổi trong quá trình ủ compost. pH của vật liệu ban đầu cho vào ủ compost dao động trong khoảûng 5,5 -9 là có thể chế biến compost một cách hiệu quả. Khi bắt đầu ủ compost, giá trị pH giảm đi do sự hình thành các axit hữu cơ. Nhưng sau đó pH tăng lên vì các axit hữu cơ chuyển hoá thành CH4 và CO2. Khi quá trình ủ compost gần ổn định, pH của vật chất cuối cùng dao động trong khoảng 7,5 – 8,5. Nguyên liệu sử dụng đầu vào để chế biến compost không được quá cao vì lúc đó sẽ dẫn đến sự thất thoát nitơ dưới dạng NH3 và các VSV cần một khoảng pH tối ưu để hoạt động. Oxy Là một nhân tố cũng không kém phần quan trọng trong suốt quá trình ủ compost. Không khí ởû môi trường xung quanh cung cấp tới khối ủ compost để VSV phân huỷ chất hữu cơ cũng như làm bay hơi nước và giải phóng nhiệt độ. Nếu khí không được cung cấp đầy đủ có thể hình thành những vùng kỵ khí bên trong khối compost có thể gây mùi hôi. Lượng khí cung cấp vào khối ủ có thể thực hiện bằng phương pháp thủ công như đảo trộn theo chu kỳ thời gian, đặt các ống tre thông khí hoặc thổi khí bằng máy cấp khí. Quá trình đảo trộn nhằm cung cấp không khí chỉ thoả mãn điều kiện hiếu khí đối với mặt trên khối ủ còn ở bên trong có thể là môi trường tuỳ nghi hoặc kỵ khí. Do đó tốc độ phân huỷ và thời gian cần thiết để sản xuất compost có thể kéo dài và gây mùi hôi thối. Còn thổi khí bằng máy cấp khí là phương pháp cho hiệu quả phân huỷ 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 ủ kéo theo sản phẩm sẽ không đảm bảo an toàn vì có thể chứa VSV gây bệnh. Khi pH của khối phân lớn hơn 7, cùng với quá trình thổi khí sẽ gây thất thoát nitơ dưới dạng NH3. Trái lại, nếu thổi khí quá thấp môi trường bên trong sẽ trở nên kỵ khí. Kích thước hạt Kích thước hạt là yếu tố ảnh hưởng đến khả năng giữ ẩm và tốc độ phân huỷ. Quá trình phân huỷ 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 nên có thể làm tăng vận tốc phân huỷ trong một khoảng độ xốp nhất định. Hạt quá nhỏ sẽ có độ xốp thấp ức chế vận tốc phân huỷ. Ngược lại, hạt có kích thước quá lớn sẽ có độ xốp cao và có thể tạo ra các kênh thổi khí làm cho sự phân bố khí không đồng đều, không có lợi cho quá trình chế biến compost. Kích thước hạt tối ưu cho quá trình ủ là đường kính hạt khoảng 2,5 -8cm. Độ Xốp Là yếu tố quan trọng trong quá trình chế biến compost. Độ xốp thay đổi tuỳ theo thành phần chất thải rắn. Vật liệu có độ xốp 36 -60% là có thể chế biến compost thành công. Độ xốp thấp sẽ hạn chế sự vận chuyển oxy, nên hạn chế giải phóng nhiệt và làm tăng nhiệt độ trong đống compost. Ngược lại, độ xốp cao có thể dẫn đến nhiệt độ trong đống compost thấp, không đảm bảo mầm bệnh bị tiêu diệt. Độ xốp có thể được điều chỉnh bằng cách bổ sung vật liệu chất hữu cơ như rơm rạ, vỏ trấu, mùn cưa. Bảng7: Tóm tắt các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chế biến compost Thông số Giá trị Kích thước Tỷ lệ C :N Độ ẩm Mức độ xáo trộn Nhiệt độ Nhu cầu oxy không khí pH Mồi và đảo Kích thước tối ưu dao động trong khoảng 2,5 -8cm Tỷ lệ C : N tối ưu dao động trong khoảng 20 -50. Nếu tỷ lệ này thấp có thể sinh NH3, hoạt tính sinh học cũng bị cản trở khi tỷ lệ C :N thấp. Ở tỷ lệ C : N cao, Nitơ có thể là chất dinh dưỡng giới hạn. Độ ẩm có thể dao động trong khoảng 50 -60% trong quá trình làm compost, độ ẩm tối ưu 55%. Để tránh hiện tượng khô, tạo bánh, tạo kênh khí, trong quá trình làm conpost vật liệu phải được xáo trộn định kỳ. Chu kỳ xáo trộn tuỳ thuộc vào dạng ủ trong quá trình thực hiện. Nhiệt độ duy trì trong khoảng 50 -550C trong một vài ngày đầu và 55 -600 trong những ngày sau đó. Nếu nhiệt độ vượt quá 600 C hoạt tính sẽ giảm. Trong tất cả các bộ phận quá trình ủ phân vi sinh compost thì không khí với lượng oxy giữ mức thấp nhất là 5% lượng oxy ban đầu . Để đạt quá trình phân huỷ hiếu khí tối ưu, pH dao động trong khoảng 7 -7,5. để hạn chế sự thất thoát nitơ dưới dạng NH3, pH không được phép vượt quá 8,5 Phân huỷ có thể giảm xuống nhờ thêm mồi vào rác thải (khoảng 1-5% trọng lượng). Bùn cống rãnh là rất tốt từ khâu chuẩn bị rác đưa vào ủ. CHẤT LƯỢNG COMPOST Chất lượng compost được đánh giá dựa trên 4 yếu tố sau : - Mức độ lẫn tạp chất (thuỷ tinh, plastic, đá, kim loại nặng, chất thải hoá học, thuốc trừ sâu). - Nồng độ các chất dinh dưỡng (dinh dưỡng đa lượng như N, P, K; dinh dưỡng trung lượng Ca, Mg, S; dinh dưỡng vi lượng Fe, Zn, Cu, Mn, Mo,Co, Bo). - Mật độ VSV gây bệnh (thấp ở mức không ảnh hưởng đến cây trồng). - Độ ổn định (độ chín hoại của phân) và hàm lượng chất hữu cơ. TÍNH CẦN THIẾT CỦA COMPOST Cải thiện cơ cấu đất : phân hữu cơ vi sinh khi bón vào đất sẽ làm cho nơi có đất sét, đất bạc màu, đất quánh được rã ra và khi gặp lại đất cát lại làm cho đất cát rời dính lại với nhau, giúp đất thông khí dễ dàng. Quân bình độ pH trong đất : phân hữu cơ vi sinh cung ứng đầy đủ các chất hữu cơ để chống lại sự thay đổi pH. Tạo ra sự màu mỡ trong đất : phân hữu cơ vi sinh chứa nitơ, photpho, lân, magiê, lưu huỳnh nhưng đặc biệt là các chất được hấp thụ vào đất những gì đã mất đi. Duy trì độ ẩm cho đất : các chất hữu cơ trong phân khi hoà tan vào đất sẽ trở thành một miếng xốp hút nước rồi luân chuyển nước vào trong đất nuôi cây. Nếu đất thiếu chất hữu cơ sẽ khó thẩm thấu nước từ đó đất sẽ bị đóng màng làm nước bị ứ đọng trên mặt trên sẽ gây lụt lội, xói mòn đất. Tạo môi trường tốt cho các vi khuẩn có lợi trong đất sinh sống : phân hữu cơ vi sinh có khả năng cung cấp các chất dinh dưỡng làm cho đất tơi xốp, từ đó tạo ra môi trường sống cho các loại côn trùng và những loài vi sinh chống lại tuyến trùng làm hư rễ cây cũng như tiêu diệt các loại côn trùng phá hoại đất đai, gây bệnh cho cây trồng. Bảng 8 : Tiêu chuẩn ngành 10 TCVN 526-2002 cho phân hữu cơ VSV chế biến từ rác thải sinh hoạt của Bộ Nông Nghiệp Và Phát Triển Nông Thôn Tên chỉ tiêu Đơn vị tính Mức Hiệu quả đối với cây trồng - Tốt Độ chín (hoại) cần thiết - Tốt Đường kính hạt không lớn hơn mm 4 - 5 Độ ẩm không lớn hơn % 35 pH 5 - 8 Mật độ VSV (đã tuyển chọn) không nhỏ hơn CFU/g mẫu 106 Hàm lượng C tổng số không nhỏ hơn % 13 Hàm lượng N tổng số không nhỏ hơn % 2,5 Hàm lượng K hữu hiệu không nhỏ hơn % 1,5 Mật độ Salmonella trong 25g mẫu CFU 0 Hàm lượng Pb (khối lượng khô)không lớn hơn mg/kg 250 Hàm lượng Cad (khối lượng khô)không lớn hơn mg/kg 2,5 Hàm lượng Cr (khối lượng khô)không lớn hơn mg/kg 200 Hàm lượng Cu (khối lượng khô)không lớn hơn mg/kg 200 Hàm lượng Ni (khối lượng khô)không lớn hơn mg/kg 100 Hàm lượng Zn(khối lượng khô)không lớn hơn mg/kg 700 Hàm lượng Hg (khối lượng khô)không lớn hơn mg/kg 2 Thời hạn bảo quản không ít hơn tháng 6 (Nguồn : Bộ Nông Nghiệp Và Phát Triển Nông Thôn 2002) 3.6 LỢI ÍCH VÀ HẠN CHẾ CỦA CHẾ BIẾN COMPOST Lợi Ích Của Quá Trình Làm Compost Là phương án được lựa chọn để bảo tồn nguồn nước và năng lượng. Kéo dài tuổi thọ cho các BCL. Ổn định chất thải, các quá trình sinh học xảy ra trong quá trình làm compost sẽ chuyển hoá các chất hữu cơ dễ thối rửa sang dạng ổn định, chủ yếu là các chất vô cơ ít gây ô nhiễm môi trường và thích hợp cho việc cải tạo đất và hấp phụ của cây trồng. Làm mất hoạt tính của vi sinh vật gây bệnh : nhiệt độ sinh ra trong quá trình ủ compost có thể đạt khoảng 600C. Nhiệt độ này nếu được duy trì ít nhất trong 1 ngày sẽ làm mất hoạt tính của vi khuẩn gây bệnh, virus, trứng, giun sán. Do đó, các sản phẩm của quá trình làm compost có thể an toàn khi bón cho đất, sử dụng như phân bón hoặc là chất làm chất ổn định đất. Thu hồi dinh dưỡng và cải tạo đất : các chất dinh dưỡng (N, P, K)có trong chất thải thường ở dạng phức tạp, cây trồng khó hấp thụ. Sau quá trình ủ compost các chất này được chuyển hoá thành các chất vô cơ như NO3-, PO4 3-, thích hợp cho việc hấp thụ của cây trồng. Sử dụng sản phẩm của quá trình chế biến compost để bổ sung dinh dưỡng cho đất có thể làm giảm sự thất thoát dinh dưỡng do rò rỉ vì các chất dinh dưỡng vô cơ tồn tại chủ yếu ở dạng không tan. Thêm vào đó lớp đất trồng cũng được cải tiến nên giúp rễ cây phát triển tốt hơn. Làm khô bùn : phân người và động vật chứa khoảng 80 -90% nước, do đó tốn chi phí rất nhiều trong việc thu gom, vận chuyển và tiêu huỷ. Thông qua quá trình ủ compost, nhiệt độ của chất thải sinh ra trong quá trình phân huỷ sinh học sẽ làm khô bùn và bay hơi nước chứa trong bùn. Tăng khả năng kháng bệnh cho cây trồng : đã có nhiều nghiên cứu chứng minh sự tăng khả năng kháng bệnh của cây trồng trong đất bón phân vi sinh với hàm lượng dinh dưỡng cao, dễ hấp thụ và chủng loại VSV đa dạng. Phân hữu cơ không những làm tăng năng suất cây trồng mà còn giảm thiểu bệnh cho cây trồng. So với các loại phân hoá học khác, phân compost không những giúp cây trồng hấp thụ hết các chất dinh dưỡng mà còn giúp cây phát triển tốt và có khả năng kháng bệnh cao. Hạn Chế Của Quá Trình Làm Compost Hàm lượng chất dinh dưỡng trong compost không thoả mãn yêu cầu. Do đặc tính của chất thải hữu cơ có thể thay đổi rất nhiều theo thời gian. Bản chất vật liệu làm compost thường làm cho sự phân bổ nhiệt độ trong đống phân không đều, do đó khả năng làm mất hoạt tính của VSV gây bệnh trong sản phẩm compost tạo mùi hôi, gây mất mỹ quan. Hầu hết các nhà nông vẫn thích sử dụng phân hoá học vì không đắt tiền, dễ sử dụng và tăng năng suất cây trồng một cách rõ ràng. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP Ủ COMPOST TRÊN THẾ GIỚI Phương Pháp Ủ Theo Luống Có Đảo Trộn Và Thổi Khí (windrow composting) Windrow là một luống có 3 tiết diện giao nhau, chiều dài lớn hơn chiều rộng và chiều cao. Chiều rộng thường gấp 2 lần chiều cao. Chiều cao lý tưởng cho một luống phải đủ lớn để duy trì nhiệt độ nhưng phải đủ nhỏ để cho oxy lan truyền vào giữa luống ủ. Thông thường chiều cao lý tưởng là 1,2-2,4m với chiều rộng từ 4,2-4,8m. Đảo trộn để đưa không khí từ bên ngoài vào luống ủ và duy trì sự thông khí ở mọi lúc như đã giới thiệu ở trên, kích thước luống ủ sẽ cho phép giữ nhiệt sinh ra sinh ra trong quá trình ủ và cũng cho phép không khí lan truyền vào các phần sâu trong luống. Luống ủ phải đặt trên bề mặt được làm rắn để có thể đảo trộân dễ dàng. Các đống có thể được đảo trộn với chu kỳ 1 lần/tuần. Đảo trộân nhằm để đưa các vật liệu lớp bên ngoài vào lớp bên trong luống, nơi dễ dàng bị phân huỷ. Các đống ủ có thể được đặt dưới mái che hoặc ở ngoài trời. Nếu đặt ở ngoài trời sẽ gây ra hiện tượng nước chảy tràn hoặc rò rỉ. Nước chảy tràn hoặc rò rỉ từ các khối ủ phải được thu gom lại và xử lý hoặc cho vào cùng với nguồn nguyên liệu mới cung cấp để gia tăng độ ẩm. Phương pháp này có một số ưu điểm, nhược điểm sau: Ưu điểm : Do xáo trộn thường xuyên nên chất lượng compost thu được khá đều. Vốn đầu tư và chi phí vận hành thấp vì không cần hệ thống cung cấp khí. Nhược điểm : Cần nhiều nhân công. Thời gian ủ dài (khoảng 3 -6 tháng). Do thổi khí tự động nên khó quản lý, khó kiểm soát nhiệt độ và mầm bệnh. Đảo trộn khối compost sẽ gây thất thoát nitơ và gây mùi. Quá trình ủ có thể chịu ảnh hưởng của thời tiết. Phương Pháp Ủ Dạng Đống Tĩnh Có Thổi Khí Bằng Máy Cung Cấp Khí (earated static pile) Ủ phân dạng đống tĩnh có thông khí đòi hỏi hỗn hợp ủ (nguyên vật liệu được pha trộn)phải được đặt trên hệ thống thổi khí. Các đống ủ được đặt trên một mạng lưới ống liên thông với quạt hút. Quạt này cung cấp không khí cho đống ủ, không khí có thể được cung cấp ở dạng tự do hoặc cưỡng bức. Thiết bị cung cấp không khí có thể thổi khí vào khối ủ hoặc hút khí ra ngoài, thiết bị thổi khí được kiểm soát bằng đồng hồ. Không khí lưu thông trong khối ủ sẽ cung cấp đầy đủ oxy cần thiết cho VSV phân huỷ và ngăn chặng nhiệt tạo thành trong khối ủ. Kiểm soát nhiệt độ trong khối ủ để duy trì nhiệt độ tối ưu cho VSV hoạt động. Nhiệt độ trong các phần của toàn bộ khối ủ thường đủ lớn để tiêu diệt hết các vi khuẩn gây bệnh và tiêu diệt mầm cỏ. Tuy nhiên, nhiệt độ trong đống ủ có thể không đạt như mong muốn bởi vì hệ thống ủ đống tĩnh có thông khí nhưng không được đảo trộn. Bên cạnh đó, phương pháp này cũng có một số ưu và nhược điểm như sau : Ưu điểm : Dễ kiểm soát khi vận hành hệ thống, đặc biệt là kiểm soát nhiệt độ và oxy trong khối ủ. Giảm mùi hôi và mầm bệnh. Thời gian ủ ngắn (3 – 6 tuần). Cần diện tích đất ít và có thể tiến hành ngoài trời hoặc vị trí có mái che. Nhược điểm : Hệ thống cung cấp khí có thể tắc nghẽn, do có cần phải tu sửa và bảo trì. Chi phí của phương pháp này cao hơn phương pháp thổi khí nhờ đảo trộn. 3.7.3 Phương Pháp Ủû Trong Thùng Kín (in vessel composting) Hệ thống này chứa nguồn nguyên vật liệu trong các thùng kín. Những thùng này có thể chứa một hay nhiều ngăn. Trong nhiều trường hợp nó là một thùng quay, đa số hệ thống ủ trong thùng kín là hệ thống cung cấp vật liệu liên tục. Ưu điểm : Ít chịu ảnh hưởng của điều kiện thời tiết. Kiểm soát quá trình ủ và mùi hôi tốt hơn. Thời gian ủ ngắn. Sử dụng diện tích đất ít hơn các phương pháp khác. Chất lượng compost tốt. Nhược điểm : Đòi hỏi vốn đầu tư, chi phí vận hành cao. Thiết kế phức tạp và cần trình độ cao VAI TRÒ CỦA BIỆN PHÁP TĂNG CƯỜNG SINH HỌC TRONG SẢN XUẤT COMPOST Định Nghĩa Tăng cường sinh học (bioaugmentation) là sự bổ sung vào môi trường xử lý chất thải một quần thể vi sinh vật không đặc hữu, đã được nuôi cấy trước đó ở bên ngoài. Mục Đích Mục đích của tăng cường sinh học là: -Gia tăng tốc độ xử lý nhờ sự rút ngắn thời gian sinh trưởng (do cung cấp sẵn một số lượng vi sinh vật ban đầu, số lượng này sẽ nhanh chóng phát triển). -Tạo ưu thế cạnh tranh cho quần thể vi sinh vật được lựa chọn nhằm phục vụ mục đích xử lý (do có mặt từ đầu với số lượng lớn, quần thể được đưa vào dễ chiếm số lượng áp đảo và do đó khống chế các quần thể khác có sẵn trong môi trường). -Cung cấp khả năng xử lý đối với một đối tượng xử lý đặc biệt nào đó dựa trên các vi sinh vật chuyên biệt (ví dụ các chất độc hại, không xử lý được bằng các vi sinh vật thông thường). Nói chung hiệu quả của tăng cường sinh học đựơc công nhận trong xử lý các chất ô nhiễm đặc biệt. Tuy nhiên trong thực tế sản xuất, đối với các quá trình xử lý các chất ô nhiễm hữu cơ thông thường, hiệu quả của biện pháp tăng cường sinh học vẫn còn là vấn đề gây tranh luận, vì: -Trong môi trường chứa chất ô nhiễm hữu cơ thông thường, luôn luôn có sẵn một quần thể vi sinh vật, quần thể này thích nghi với môi trường đó tốt hơn các loài được nuôi cấy trong môi trường nhân tạo. Khi được tạo điều kiện thuận lợi, chúng sẽ nhanh chóng phát triển mà không cần đưa thêm quần thể khác vào từ bên ngoài. -Nếu môi trường xử lý chứa đựng nhiều yếu tố khác biệt với các yếu tố của môi trường nuôi cấy nhân tạo, ít có khả năng các quần thể được bổ sung vào có thể tồn tại và sinh trưởng tốt được, và như vậy là sự bổ sung này là kém hiệu quả. Các Giống VSV Tham Gia Vào Tăng Cường Sinh Học VSV được bổ sung từ bên ngoài vào khối ủ compost giúp tăng cường sinh học gồm các giống vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm men, nấm mốc. Nhìn chung, các giống VSV được bổ sung vào có khả năng phân huỷ các thành phần sinh học trong chất thải sinh hoạt như prôtêin, xenllulose, lignin và một số chất khác. Vi khuẩn : các giống vi khuẩn được bổ sung vào quá trình ủ compost bao gồm : Bacillus, Pseudomonas, Clostridium, Azotomonas, Bacterium, Rhizobium. Bacillus, Psendomonas : là những vi khuẩn tuỳ nghi có khả năng khử nitrat thành nitrit hoặc chuyển tiếp nitrit thành NH3 (amon hoá nitrat), hoặc N2 ( phản nitrat) theo quy trình như sau: NH2OH N2O NH3 N2 NO3- NO2- NO Bảng 9: Sự phân huỷ sinh học các thành phần hữu cơ của VSV Chất bị phân huỷ Enzim Sản phẩm phân huỷ Hiếu khí Kỵ khí Prôtein Proteinaza Amon, nitrit, nitrat Hydro sufua Axit sulfuric Rượu, axit hữu cơ Carbon dioxit Nước Axit amin, amon Hydro sufua Metan Carbon dioxit, hydro Rượu Axit hữu cơ Phenol Indol Carbon hy