Chương 1 TỎNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan về phân compost 1.1 Giới thiệu về phân compost Compost là cách gọi khác của phân hữu cơ, thành phần chính là các chất hữu cơ tự nhiên, không bao gồm các chất hữu cơ tông hợp. compost tạo thành nhờ được xử lý thông qua quá trình vật lý: làm khô, nghiền, sàng, phối trộn, làm âm, hoặc quá trình sinh học: ủ, lên men, chiết (theo Nghị định 108/2017/NĐ-CP về quản lý phân bón). compost được hiéu là quá trình phân hủy sinh học hiếu khí các chất thải hữu co dé phân hủy sinh học đến trạng thái ôn định dưới sự tác động và kiểm soát của con người, sản phẩm giống như min được gọi là compost. Quá trình diễn ra chủ yếu giống như phân hủy trong tự nhiên, nhưng được tăng cường và tăng tốc bởi tối ưu hóa các điều kiện môi trường cho hoạt động của vi sinh vật.
Trong quá trình ủ, cộng đồng vi sinh vật ăn các vật liệu hữu cơ như rau, phân gia súc và các loại rác hữu cơ khác và chuyền đôi chất thải sang dang ồn định hơn. Ủ Compost được hiểu là quá trình phân hủy sinh học hiếu khí các chất thải hữu cơ dễ phân hủy sinh học đến trạng thái ồn định dưới sự tác động và kiểm soát của con người, sản pham giống như mun được gọi là Compost. Quá trình diễn ra chủ yếu giống như phân hủy trong tự nhiên, nhưng được tăng cường và tăng tốc bởi tối ưu hóa các điều kiện môi trường cho hoạt động của vi sinh vật. Trong quá trình ủ, cộng đồng vi sinh vật ăn các vật liệu hữu cơ như rau, phân gia súc và các loại rác hữu cơ khác và chuyên đổi chất thải sang dạng ổn định hơn.
Ủ phân là một phương pháp phân hủy hiểu khí các tàn dư thực vật, chất thải từ các trang trại chăn nuôi và các vật liệu hữu cơ không sống khác và chuyên đổi chúng thành một chat đất, tối, dé vỡ vụn có thể làm giàu và bố sung cho đất. Trong quá trình này, các hệ vi sinh khác nhau chẳng hạn như tuyến trùng, bọ ve, nhện, rét, giun đất, đất bọ cánh cứng, v. và vi sinh vật, bao gồm vi khuẩn, nam và xạ khuẩn phân giải chất hữu cơ thành những chất đơn giản hơn trong môi trường có sục khí và cho thành phâm làm phân trộn hoặc mùn (Singh và Longkumer, 2018).2 Công dụng của phan compost Trong phân hữu cơ thường có các vi khuẩn, vi nắm, các loại ký sinh trùng gây ảnh hưởng trực tiếp tới cây trồng không những vậy mà các vi sinh có thể gây bệnh trực tiếp hoặc gián tiếp cho người, gia súc. Ở vùng trồng lúa, gốc rạ ngập trong bùn gây ra các tình trạng ngộ độc hữu cơ cho đất do các chất khí độc sinh ra ở trong quá trình phân hủy gốc ra Trong vỏ cà phê tươi còn chứa nhiều chất đường, nông dân rải vỏ cà phê lên bề mặt hồ trồng có thé làm cho cây cà phê và hồ tiêu dé bị nhiễm bệnh.
Chat đường có trong vỏ cà phê có thé là một môi trường thuận lợi và là thức ăn cho các loài nam hai có thé phát triển mạnh. Phân Compost chứa đầy đủ các chất đinh dưỡng cần thiết cho cây trồng. Việc bón phân Compost cũng giúp giảm lượng phân hóa học và tăng khả năng hấp thụ dinh dưỡng khoáng của cây trồng. Bón phân trộn vào đất có thể làm tăng khả năng cung cấp dinh đưỡng của cây trồng (Duong, 2013).
Theo Steiner và cs (2008) bón phân Compost giúp bé sung chat mun, tăng khả nang giữ nước của đất và tạo điều kiện cho hệ vi sinh vật đất phat triển do đó có tác dụng cải tạo đất. Compost từ tàn dư trái cây, phân chuồng và chất thải nhà bếp cũng có thé làm tăng khả năng lưu giữ lượng phân bón N đã bón trong hệ thống đất — thực vật bằng cách kích sự hấp thu N của thực vật và sự cố định của vi sinh vật, đồng thời giảm sự rửa trôi N và thất thoát qua không khí (Trích dẫn theo Duong, 2013).3 Tình hình sản xuất phân ủ compost ở Việt Nam Theo Tổng cục Môi trường, mỗi ngày toàn quốc phát sinh hơn 60.000 tan chat thải rắn sinh hoạt, trong đó khu vực đô thị chiếm 55%, khu vực nông thôn chiếm 45%. Tỷ lệ thu gom và xử lý chất thải rắn sinh hoạt tại khu vực đô thị trung bình đạt 92% và khu vực nông thôn đạt 66%, trong đó: 13% khối lượng chất thải rắn sinh hoạt được 4 thiêu đốt, 16% được chế biến compost và khoảng 71% được chôn lấp. Chất thải nhựa khó phân hủy (với tỷ lệ trong các bãi chôn lấp chất thải rắn sinh hoạt ước tính khoảng 6 - 8%) (Bộ Tài Nguyên và Môi Trường, 2022).
Ở Việt Nam, công nghệ ủ Compost hiện đại được giới thiệu từ thập niên 80 của thế kỷ 19. Điểm qua một số mô hình công nghệ quy mô lớn ở Việt Nam như: năm 2002, dự án xử lý rác sinh hoạt thành Compost tại Cầu Diễn, Thành phố Hà Nội với công suất thiết kế 2.000 tan/ngay áp dụng công nghệ của Tay Ban Nha; năm 2004, dự án xử lý rác thải của công ty cổ phần đầu tư — phát triển Tâm Sinh Nghĩa tại Thủy Phương, Thành phố Huế áp dụng công nghệ Anh Sinh (ASC); năm 2012, dự án sản xuất phân bón Compost tại Bình Dương xử lý chất thải rắn với công suất 420 tân/ngày áp dụng công nghệ của Phần Lan; và gần đây năm 2018, dự án khu xử lý chất thải Quang Trung tại Biên Hòa, Đồng Nai áp dụng công nghệ vi sinh học hiểu khí với dây chuyền máy móc nhập khẩu từ Châu Âu. Nhìn chung, các cơ sở sản xuất theo phương thức công nghiệp trong nước hiện nay đầu tư trang bị công nghệ sản xuất đơn giản hơn, mức đầu tư thấp hơn so với các công nghệ của các cơ sở sản xuất phân bón vô cơ với công suất tương đương (BCHN, 2018). Xét ở quy mô sản xuất nhỏ hơn trong số các công nghệ ủ Compost hiện đại, phương pháp ủ hiếu khí giản lược được cho là phù hợp ở các quốc gia đang phát triển do có nhiều ưu điểm như: ứng dụng công nghệ cao nhưng vẫn đảm bảo tính đơn giản dễ áp dụng với chi phí đầu tư không lớn, thuận tiện trong việc vận hành hệ thống, giảm công đảo trộn va chi phi phí ton hao nhiên liệu (Nguyen Thanh Binh và cs, 2015).4 Nguyên liệu sản xuất Compost Nguyên liệu dé làm phân Compost là phụ phẩm hữu cơ hoặc phế liệu.
Đối với các trang trại, một công thức ủ phân thường là hỗn hợp của phân và tàn dư cây trồng. Rác bếp, bùn thải và một số chat thải hữu cơ khác cũng có thé sử dụng dé ủ Compost. Phân trộn có thể được lấy từ một số nguyên liệu bao gồm tàn dư thực vật (cây, bụi) và thân thảo (cỏ và cây có hoa nhỏ) chất thải xanh, tàn dư cây trồng, chất rắn sinh học (bùn thải), phụ pham từ gỗ, phân động vật, bao bì và tòa nhà có thé phân hủy sinh học vật liệu 5 và thức ăn thừa. Các nguyên liệu này khác nhau cơ bản về thành phần hóa học, kích thước hạt và do đó tốc độ phân hủy.
Theo Joe Lamp’L (2017), bat cứ nguyên liệu nào có nguồn gốc thực vật và có thé phân hủy sinh học đều có thể dùng làm nguyên liệu để ủ phân compost. Các nguyên liệu phổ biến gồm: lá khô, cành cây nhỏ, bã ca phê, giấy vụn, cỏ tươi, rơm khô, mạt cưa, tro gỗ, dư thừa thực vật, thức ăn thừa và phân động vật,. Nói chung, tất cả mọi thứ có nguồn gốc thực vật hoặc động vật đều có thể được sử dụng dé làm phân trộn nhưng dé đạt được kết quả tốt hơn; điều quan trọng là phải biết kết hợp các vật liệu có thé được sử dung (Singh và Longkumer, 2018).5 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ủ compost 1.1 Tỷ lệ C/N Thanh phan nguyên liệu biểu thị qua tỷ lệ C/N (carbon/nito), carbon và nito là 2 nguyên tố quan trọng ảnh hưởng quyết định đến quá trình ủ. Carbon cung cấp năng lượng và xây dựng tế bao, nito cần cho quá trình sinh trưởng phát triển của vi sinh vật, nếu nitơ vượt quá giới hạn sẽ tạo thành NH; thoát ra gây mùi hôi khó chịu cho khối ủ.
Tỷ lệ C/N tối ưu ở khoảng 21/1- 45/1 tùy vào từng loại vật liệu, nếu tỉ lệ C/N của vật liệu quá cao, nên trộn thêm các vật liệu có tỷ lệ C/N thấp hoặc ngược lại dé có khối nguyên liệu có ty lệ C/N thích hợp. Tỷ lệ C/N rất quan trọng, tỷ lệ này tốt nhất nằm trong khoảng 25 — 30/1 dé thúc đây quá trình ủ. Theo Biddlestone và cs (1978) nếu tỷ lệ C/N dưới 25/1 thì lượng đạm sẽ bị thất thoát dưới dang amoniac. Nếu tỷ lệ này cao hơn thì đòi hỏi phải có quá trình oxi hóa carbon thừa và trải qua nhiều chu kỳ biến đổi dé đạt được tỷ lệ C/N sau cùng là 10/1 (trích dẫn theo Bùi Hữu Đoàn, 2011).
Hàm lượng nito cao hơn tạo điều kiện cho vi sinh vật nhân lên nhanh chóng, do đó chất nền phân hủy với tốc độ nhanh hơn, trong khi chất nền có hàm lượng nitơ thấp phân hủy chậm do sự nhân lên của vi sinh vật vẫn chậm (Singh và Longkumer, 2018).2 Nguyên liệu ủ Những nguyên liệu ủ phân hữu cơ có nguồn gốc từ thực vật do đó chúng chứa nhiều dưỡng chất vi lượng và đa lượng thiết yếu cho cây trồng. Với một lượng đạm bổ sung đáng kẻ, hầu hết những dinh dưỡng khoáng hiện diện trong phân hữu co sẽ được duy trì trong suốt quá trình ủ nếu đống ủ được quản lý các điều kiện ủ tốt. Tuy nhiên, có sự thay đổi đáng kê đối với lượng dưỡng chất trong phân hữu cơ do việc sử dụng các nguồn nguyên liệu ủ khác nhau. Những loại phân hữu cơ được ủ từ những nguyên liệu khác nhau sẽ có lượng dưỡng chất khác nhau (Lê Thị Thanh Chi, 2008).3 Kích thước nguyên liệu Quá trình phân hủy hiếu khí diễn ra trên bề mặt vật liệu nên kích thước vật liệu ảnh hưởng lớn đến tốc độ phân hủy; do đó diện tích bề mặt càng lớn (vật liệu càng được băm vụn) vật liệu tiêp xúc với oxy càng nhiêu, toc độ phân hủy sẽ cao hon.
Kích thước hạt tối ưu là đường kính từ 3 - 50 mm, có thê dùng nhiều phương pháp như cắt (băm), nghiền, sàng. nếu vật liệu có kích thước lớn phải qua xử lý dé đạt kích thước thích hợp cho quá trình ủ.