HIỆU SUẤT CỦA VIỆC PHÂN Ủ TÃ LÓT ĐÃ SỬ DỤNG VỚI MỘT PHẦN CHẤT HỮU CƠ CỦA CHẤT THẢI RẮN ĐÔ THỊ TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT PHÂN COMPOST

Topic 8 HIỆU SUẤT CỦA VIỆC PHÂN Ủ TÃ LÓT ĐÃ SỬ DỤNG VỚI MỘT PHẦN CHẤT HỮU CƠ CỦA CHẤT THẢI RẮN ĐÔ THỊ TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT PHÂN COMPOST Abstract tóm tắt Trong xã hội hiện đại, tã lót

Topic 8 HIỆU SUẤT CỦA VIỆC PHÂN Ủ TÃ LÓT ĐÃ SỬ DỤNG VỚI MỘT PHẦN CHẤT HỮU CƠ CỦA CHẤT THẢI RẮN ĐÔ THỊ TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT PHÂN COMPOST

Abstract (tóm tắt)

Trong xã hội hiện đại, tã lót dùng 1 lần đóng góp tỉ lệ đáng kể về chất thải rắn đô thị Chúng đã được chôn lấp theo kiểu truyền thống hoặc thiêu đốt trong khi quá trình tái chế giới hạn đang được triển khai thực hiện ở một vài nơi của châu Âu Với việc triển khai hệ thống thu gom riêng biệt cho phần hữu cơ của chất thải rắn đô thị (OFMSW) và sự cần thiết cho việc bảo vệ môi trường, phân ủ tã giấy đã được xuất hiện trên thị trường để tránh những tác động môi trường chính liên quan đến tã lót đã dùng không phân hủy sinh học Trong nghiên cứu này, một quá trình chế biến phân hoàn chỉnh với việc thu thập OFMSWs khắp mọi nhà với 3% tã lót dùng 1 lần đã được thực hiện Trước đây, các thí nghiệm với quy mô phòng thí nghiệm đã xác định rằng gần như 50% lượng carbon của tã lót ủ được thoát ra dưới dạng CO2 trong điều kiện hiếu khí Kết quả thu được ở việc đúng

tỉ lệ chứng minh rằng cả 2 quá trình chế biến phân và sản phẩm cuối cùng (phân) không

bị thay đổi bởi sự có mặt của tã ủ ở khía cạnh như là khả năng gây bệnh, tính ổn định và thành phần căn bản (bao gồm chất dinh dưỡng và kim loại nặng) Kết luận chính của nghiên cứu này là việc thu gom các OFMSWs với tã lót dùng 1 lần có thể là một bước mới để biến đổi chất thải này thành phân chất lượng cao

1. Giới thiệu (introduction)

Việc phát sinh chất thải là 1 trong những vấn đề môi trường quan trọng nhất của xã hội hiện đại, những phần chất thải đặc biệt kết hợp với chất thải có khả năng phân hủy sinh học Hậu quả là, việc kết hợp này quan trọng cho việc phát triển các sản phẩm mới với khả năng phân hủy sinh học được nâng cao có thể thay thế một vài sản phẩm hiện hành có khả năng phân hủy thấp và xu hướng tích lũy trong môi trường

Mặc dù tã thải bao gồm các chất hữu cơ (bột giấy xenlulo, phân và nước tiểu), chúng thường được thu gom lại trong những phần rác và được xử lý ở phần cặn của chất thải đô thị hoặc trong lò đốt Những vấn đề môi trường chính do các bãi chôn lấp chất thải với hàm lượng cao các vật liệu có khả năng phân hủy sinh học cao là phát thải khí metan góp phần vào sự ấm lên toàn cầu, nước rỉ rác có thể thấm vào nước ngầm, việc chiếm dụng đất, tiếng ồn và mùi hôi Mặc khác, việc thiêu đốt chất thải có thể gây ô nhiễm không khí (NOx, SO2, HCl, bụi và dioxin), việc phát thải các khí nhà kính (CO2 và NO2) và tro bụi sinh ra được quản lý như là chất thải nguy hại Nhưng những chiến lược giảm thiểu để

giải quyết các vấn đề đó thì phụ thuộc vào việc sử dụng các công nghệ và các quy định của địa phương

Bên cạnh đó, Hướng Dẫn Bãi Chôn Lấp Của Liên Minh Châu Âu (Hội Đồng Liên Minh Châu Âu 1999) yêu cầu hạn chế đáng kể việc xử lý các vật liệu có khả năng phân hủy sinh học tại bãi chôn lấp Theo hướng dẫn này, vào năm 2016 chất thải đô thị có khả năng phân hủy sinh học sẽ được đưa tới bãi chôn lấp giảm xuống còn 35% (theo trọng lượng) chất thải đô thị có khả năng phân hủy sinh học được thải ra vào năm 1995 Một sự quản lý phù hợp các tã lót có thể đóng góp vào mục tiêu đã đề ra

Liên quan đến việc tạo ra tã, trọng lượng của tã sử dụng 1 lần là 212g theo dữ liệu thí nghiệm dựa trên trọng lượng trung bình của 610 tã lót được thu thập trong các thành phố Mancomunitat La Plana (Tây Ban Nha) từ ngày 18 đến 24/2/2008 Trong EU-27, 20621 triệu tã lót trẻ em đã được sử dụng trong năm 2009 bao gồm 4,3 triệu tấn chất thải (tính theo trọng lượng trung bình) và 1,7% tổng số chất thải đô thị phát sinh trong khu vực này Mặc dù việc phát thải này chủ yếu xảy ra ở hộ gia đình, các nhà trẻ tập trung chiếm 1

tỉ lệ đáng kể Và vì vậy đó là yếu tố chiến lược quan trọng để giới thiệu cho việc thay thế các tã lót thông thường để mà tái sử dụng hoặc làm phân ủ Tuy nhiên, phạm vi của việc giáo dục mầm non tại các quốc gia là khác nhau Bảng 1 thể hiện ước tính tổng tã đã sử dụng và tã sử dụng trong nhà trẻ ở các nước châu Âu khác nhau

Quốc gia Tã lót được sử

dụng (triệu)

Tỉ lệ trẻ từ 0-3 tuổi sử dụng dịch vụ chăm sóc trẻ

Tả lót được sử dụng theo dịch

vụ (triệu)

Tả lót được sử dụng theo dịch

vụ (%)

Đan mạch 252,21 83 52,25 20,72

Thụy điển 423,31 66 69,24 16,36

Phần lan 229,82 35,7 20,39 8,87

Bồ đào nha 400,74 25 24,95 6,23

Hung-ga-ry 375,55 9,3 8,78 2,34

Công Hòa Séc 455,20 0,5 0,54 0,12

Bảng 1: ước tính tã giấy sử dụng trong dịch vụ chăm sóc trẻ em tại các quốc gia (%)

Điều quan trọng cần lưu ý là sự khác biệt quan trọng giữa việc phân tích của các quốc gia Mặc dù tác giả đã không nghiên cứu sâu các điểm này, có lẽ chúng liên quan đến các khía cạnh xã hội, kinh tế và văn hóa khác nhau

Có 2 sự lựa chọn cho các tã lót thông thường: tái sử dụng và làm phân ủ Tái sử dụng

tã là làm sạch chúng sau mỗi lần sử dụng trong khi làm phân ủ phải được thu gom cùng với chất thải sinh học và được quản lí trong các cơ sở quản lí, đặc biệt là các nhà máy ủ phân Trong trường hợp các tã đã dùng 1 lần, các khuyến cáo pháp lý cho rằng chúng phải được thu gom cùng với các chất thải bỏ Ngày nay, số lượng ngày càng tăng của các thương hiệu tã thương mại có khả năng làm phân ủ mặc dù độ tin cậy hoặc phần trăm sử dụng vẫn không có giá trị Tuy nhiên, điều quan trọng là phải biết hiệu quả thực sự về mặt phân hủy sinh học của 1 sản phẩm mới trước khi nó có mặt trên thị trường

Mặc dù đây không phải là mục tiêu chính của nghiên cứu này, Hakala đã thực hiện một so sánh đánh giá vòng đời sản phẩm (LCA) giữa tã thông thường và tã phân ủ Trong trường hợp này, tã ủ được cân nhắc sử dụng acid polyactic (PLA) để thay thế cho polypropylen (PP) và polyetylen (PE) Sự khác biệt được tìm thấy trong các tác động của

tã thông thường và tã ủ thì rất nhỏ

Những tác động chính của tã thông thường được tìm thấy trong quá trình sản xuất nông nghiệp của các nguyên liệu thô và trong suốt quá trình lên men thành acid acetic (phát thải ở hiện thượng phú dưỡng hóa và tiêu thụ năng lượng) Ngược lại, các tã thải có thể chuyển đổi thành phân hữu cơ, được sử dụng để tăng cường chất lượng của đất và thay thế một phần khoáng vô cơ Vì vậy, lượng chất thải chôn lấp giảm đáng kể Một lợi thế khác là các polyme sinh học được sản xuất hàng năm có thể thay thế nguyên liệu thô Những tác động chính của tã thông thường là phát thải hydrocacbon vào không khí và nước từ việc sản xuất PP và PE và ảnh hưởng của bãi chôn lấp hoặc các cơ sở thiêu đốt chất thải bỏ cuối cùng

Khi kết quả được diễn giải bởi Hakala (1997), một vài các yếu tố đã được xét đến Lĩnh vực sản xuất polyme sinh học đã được tiến triễn trong những năm gần đây và điều này cho thấy rằng tác động hiện tại của các polyme sinh học có thể thấp hơn Đánh giá vòng đời sống của PLA được trình bày bởi Vink (2003) thiết lập được việc giảm năng lượng sử dụng từ 54 MJ / kg PLA còn khoảng 7 MJ / kg PLA và giảm khí nhà kính từ +1,8 đến -1,7 kg đương lượngCO2 / kg PLA Trong những năm gần đây, trọng lượng đơn chất của tã thường xuyên giảm trung bình 30%, phần lớn là giảm xenlulo Trong khi đó hợp phần phát triển nhất là polyme hấp thụ cao (SAP) Theo thông tin của nhà sản xuất phân tã ủ, SAP được thay thế hoàn toàn bằng polyme sinh học dựa trên tinh bột với việc phát thải khí nhà kính là không có

Kết quả, các mục tiêu nghiên cứu của thí nghiệm này là: (1) phân tích khả năng phân hủy sinh học của 2 thương hiệu tã có khả năng làm phân ủ trên thị trường, (2) đánh giá

hiệu suất của quá trình sản xuất phân hoàn chỉnh khi sử dụng tã lót trẻ em được thu thập tại các nhà trẻ với hệ thống OFMSW, (3) đánh giá chất lượng của sản phẩm cuối cùng khi

có và không có tã như thí nghiệm kiểm tra

2. Nguyên liệu và phương pháp

2.1 Thử nghiệm với quy mô phòng thí nghiệm

Hai thử nghiệm với quy mô phòng thí nghiệm đã được thực hiện để đánh giá khả năng phân hủy sinh học của 2 loại tã thương mại (D1 và D2) có khả năng làm phân trong suốt 600h Cũng với những thí nghiêm này, 1 sự kiểm tra với việc không có tã lót cũng đã được thực hiện Những tã lót không được sử dụng thì được tận dụng để thực hiện thử nghiệm với quy mô phòng thí nghiệm và điều kiện thí nghiệm phải được điều chỉnh một cách tối ưu

Các bước sau được thực hiện trong thử nghiệm này:

1. tã làm phân ủ (khoảng 0,5kg cho mỗi nhãn hiệu thương mại, D1 và D2) được băm nhỏ thủ công đến kích cỡ <1cm cho mỗi mẫu, theo quan sát trong các nhà máy sản xuất phân với tã dùng 1 lần

2. tã được băm nhỏ (42,80g) được trộn với phân hữu cơ ổn định từ các nhà máy sản xuất phân của Mancomunitat la Plana (100g lượng chất khô) để có được một hỗn hợp với 30% khối lượng tã ủ và 70% khối lượng phân bón Tỉ lệ này được chọn để

có đủ chất cấy (phân ổn định) và quan sát được sự khác biệt đáng kể trong quá trình sản sinh CO2 liên quan đến việc thí nghiệm kiểm tra Độ ẩm đã được điều chỉnh bằng cách sử dụng bài kiểm tra thứ nhất theo Bộ Nông Nghiệp Mỹ và Hội Đồng sản xuất phân của Mỹ (2001) Mỗi mẫu được làm ẩm bằng cách thêm vào 325g nước Độ xốp đã được điều chỉnh đến 50% theo Ruggieri (2009) Một bình erlen thủy tinh thể tích 1L đã được làm đầy với hỗn hợp cuối cùng

Lặp lại cho mỗi mẫu phân ủ

3. Một bình erlen thủy tinh được làm đầy với mẫu phân tương tự lấy từ nhà máy sản xuất phân Mancomunitat la Plana được điều chỉnh độ ẩm tới 50% Bình này được xem là thí nghiệm kiểm tra Các bình kiểm tra này cũng được chuẩn bị lặp lại

4. Trong suốt quá trình kiểm tra về sự hô hấp, không khí được làm ẩm ở cùng nhiệt

độ của vật liệu, vì vậy độ ẩm của vật liệu chỉ thay đổi ± 2%

Phát thải CO2 được tính trực tiếp bằng respiromete (thiết bị đo lường phổi con người giữa được lượng khí là bao nhiêu) được mô tả trong phương pháp phân tích và cho phép phương pháp này phát triển bởi Ponsá Sự khác nhau giữa CO2 được thải ra bởi mẫu tã (D1 và D2) và mẫu kiểm tra (không có tã lót) được xem xét CO2 thải ra do sự phân hủy sinh học của tã

Số g C phát thải được tính theo công thức sau:

Trong khi tổng lượng C trong tã lót được tính toán theo 1 phương pháp phân tích C tổng

2.2 Thí nghiệm với tỉ lệ đầy đủ

2.2.1 Cung cấp tã ủ

Để có được các mẫu tã ủ đại diện trong suốt 11 ngày, 75 trẻ em ở nhà trẻ Nova Espurna ở Lliçà d'Amunt (Barcelona, Tây Ban Nha) đã sử dụng các tã ủ thay vì các tã lót thông thường Hai nhãn hiệu khác nhau của tã ủ (D1 và D2, với sản lượng cao nhất tại Tây Ban Nha) đã đươc sử dụng, 35 trẻ em sử dụng tổng cộng 558 D1 trong khi 40 em sử dụng 542 D2 Thí nghiệm sử dụng tã ủ này được thực hiện theo thứ tự để thu thập đủ số lượng tã trong thí nghiệm sản xuất phân với tỉ lệ đầy đủ

Tã lót được thu gom mỗi ngày Để làm chậm quá trình phân hủy sinh học trước khi vào nhà máy sản xuất phân thì chúng được bảo quản trong phòng lạnh ở 100C

2.2.2 nhà máy sản xuất phân

Thí nghiệm với tỉ lệ đầy đủ được thực hiện ở nhà máy sản xuất phân Mancomunitat

La Plana Nhà máy này được đặt tại Malla (Barcelona, Tây Ban Nha) và nhận các chất thải hữu cơ theo phương thức thu gom từng nhà Nhà máy được đặt trong ở khu vực nông thôn trong điều kiện thời tiết địa trung hải Công suất hiện tại của nhà máy là 2500 tấn/năm Chất thải được ủ và chứa trong các thùng chứa hình thang với 3 ống thông để cung cấp không khí và thu nước rò rỉ, chúng được lưu trử trong bể chứa riêng và được tuần hoàn trở lại để duy trì độ ẩm thích hợp (trong 4-6 tuần) Sau đó, giai đoạn giữ nhiệt được thực hiện trong thùng quay (8-12 tuần)

2.2.3 Thiết lập thử nghiệm

Hai quá trình khác nhau được thực hiện với việc có và không có tã ủ Chỉ có 1 sự lặp lại được thực hiện hoàn chỉnh với vả 2 thí nghiệm bởi vì số lượng nguyên liệu cần thiết cho thí nghiệm rất lớn

Các bước sau đây được theo dõi để xây dựng 2 thùng:

1. Chất nền chính trong quá trình sản xuất phân là các nguồn được thu gom OFMSW trong thành phố với hệ thống thu gom từng nhà Chất nền này được trộn từ chất bã dư nhà bếp

và rác cắt tỉa của khu vườn Mức độ trung bình của các tạp chất từ OFMSW này thường thấp hơn 1% Các đặc điểm chính của nguyên liệu sử dụng được thể hiện trong bảng 2

Thông số Giá trị

Hàm lượng chất khô (%) 40,7

Hàm lượng chất hữu cơ (%, nền chất khô) 73,0

Độ dẫn điện (trích w/v = 1:5, mScm-1) 4,4

Nitơ (kjeldahl) (% nền chất khô) 1.8

Chỉ số hô hấp (mg O2 g- OM h-1) 4,3

Bảng 2: thuộc tính các phần hữu cơ của chất thải rắn đô thị trộn với chất trộn theo tỉ lệ

thể tích 1:1 OFMSW được trộn với khối lượng chất trộn thích hợp của để đảm bảo rằng thể tích là 1:1 mặc dù tỉ lệ này có khác nhau ở cả 2 hỗn hợp (có và không có tã) khi chất trộn là không hoàn toàn đồng nhất Mặc dù vậy độ rỗng khí của cả 2 mẫu đã được tối thiểu (<5%)

2. OFMSW (19575 kg) được trộn với chất trộn (8500kg) bao gồm các chất thải được băm nhỏ với tỉ lệ thể tích 1:1 để đảm bảo độ xốp Hỗn hợp này được xem xét như là thí nghiệm sản xuất phân compost không có tã lót Kích thước của ống khoảng: 1,5-2m cao, rộng 4-5m, dài 10m

3. OFMSW (5380kg) được trộn với tã ủ (160kg, 52%D1, 49%D2) để thu được 3 wt Các tã lót trong OFMSW được coi là chất đại diện của Catalan Đồng thời, khối lượng cần thiết của chất trộn (2830kg) cũng được thêm vào theo tỉ lệ thể tích 1:1 Hỗn hợp được xem là thí nghiệm sản xuất phân có tã lót Kích thước của ống khoảng: 1,5-3m cao, rộng 4-5m

và dài 5m

Cả 2 hỗn hợp (có và không có tã lót) được ủ trong thiết bị phản ứng cưỡng bức về gió trong 41 ngày (giai đoạn phân hủy) Thiết bị phản ứng được chia làm 2 phần và mỗi phần được lấp đầy với 2 hỗn hợp riêng biệt Sau giai đoạn này, giai đoạn bảo dưỡng được thực hiện trong 2 thiết bị thùng quay riêng biệt trong 65 ngày Trong giai đoạn curing phase, thiết bị quay 1 tuần 1 lần và làm ẩm khi cần thiết bằng cách sử dụng thiết bị có cơ cấu xoay đầu Backhus hiệu 15,5 (Edewech, Đức), nó có khả năng quay và thêm độ ẩm cùng lúc Sau giai đoạn curing phase, các vật liệu được sàng tới 10mm để thu được sản phẩm phân cuối cùng

Theo dõi quá trình sản xuất phân của cả 2 vật liệu trong suốt giai đoạn cưỡng bức gió, nhiệt độ đã được đo liên tục tại chỗ tại 2 điểm khác nhau (khác nhau về độ sâu của vật liệu: 0,4 và 1m) của 2 phần phản ứng (có và không có tã lót) Trong giai đoạn này nhiệt

độ trung bình đã được đưa ra Trong giai đoạn curing phase, nhiệt độ được đo bằng phương pháp thủ công ở ngày thứ 73 và 106 của quá trình sản xuất phân (bao gồm giai đoạn phân hủy) sử dụng đầu dò nhiệt độ (100 Pt; Desin instrument, Barcelona, Tây Ban Nha)

Việc chọn mẫu để phân tích cho cả 2 vật liệu được thực hiện tại ngày 1, 21, 41, 73 và

106 của cả 2 ống 4 mẫu đại diện cho 5kg vật liệu được trích từ 4 điểm của mỗi mẫu mỗi mẫu sẽ được trộn thủ công để tạo thành mẫu đại diện cho mỗi ống Độ ẩm, hàm lượng chất hữu cơ và chỉ số hô hấp được xác định trong phần nổi ít nhất 1kg của mẫu đại diện này

2.3 Phương pháp phân tích chung

carbon tổng (TC), chất khô (DM) và độ ẩm, thành phần chất hữu cơ (OM), pH, độ dẫn điện, N tổng, tỉ lệ C/N, dung trọng ẩm đã được xác định 3 lần từ các mẫu đại diện theo phương pháp đề xuất bởi Bộ Nông Nghiệp Hoa Kỳ và Hội Đồng Sản Xuất Phân Bón Hoa

Kỳ (2001)

Độ xốp được xác định tại vị trí cũ với hằng số mật độ thể tích được đưa ra bởi Ruggieri (2009) AFP là giá trị trung bình của 3 lần đo

Hàm lượng kim loại nặng (niken, chì, đồng, kẽm, thủy ngân, cadimi, crom và crom VI) được xác định trong mẫu phân cuối cùng ở 1 phòng thí nghiệm bên ngoài sử dụng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (Applus S.A., Lleida, Tây Ban Nha) Các chỉ số về tác nhân gây bệnh (khuẩn Salmonella và ecoli) cũng được phân tích ở phòng thí nghiệm riêng bằng phương pháp đếm màng lọc (Applus SA, lleIDA, Tây Ban Nha)

Để giám sát hoạt động và độ ổn định của vật liệu, chỉ số hoạt động hô hấp (DRI) và

CO2 tích lũy (ATn) đã được xác định Ở nghiên cứu này, DRI và ATn được xác định theo phương pháp được đề xuất bởi Ponsá và cộng sự (2010) Tóm tắt, nó gồm có 2 bình phản ứng thủy tinh, bình ổn định nhiệt độ ở 370C, 1 tủ điều khiển, 1 cảm biến O2 và CO2, 1 hệ thống cung cấp không khí dựa trên nhiều flow-meter và máy tính cá nhân DRI được hiểu như là mgO2 đốt cháy hết 1g chất hữu cơ trong 1h ( mgO2 g-1 OM h-1) và nó là giá trị trung bình của phép lặp Nó tương ứng với giá trị trung bình của chỉ số hoạt động hô hấp trong suốt 24h ATn được hiểu như là gCO2 được tạo ra từ 1g chất khô (mgCO2 g-1 DM) trong đó n là số giờ thí nghiệm và nó cũng được đưa ra như là giá trị trung bình của phép lặp

3. Kết quả và thảo luận

3.1 Thử nghiệm trên quy mô phòng thí nghiệm

Biểu đồ 1a cho thấy sự tăng trưởng của CO2 trong suốt thí nghiệm quá trình hô hấp Lượng CO2 cao được thải ra trong suốt 300 giờ đầu tiên ở các thí nghiệm D1 và D2 cho thấy phân hủy sinh học đáng kể của tả ủ Ngược lại, phát thải CO2 của thí nghiệm điều khiển thì rất thấp và liên quan đến sự ổn định cao của phân hữu cơ được sử dụng (chỉ số

hô hấp là 0,8 mg O2 g OM h-1) Nhấn

mạnh rằng độ ổn định của phân được

sử dụng giống chất nền với mục đích

tối đa hóa sự khác biệt giữa lượng khí

thải CO2 của D1, D2 với kiểm tra

Giai đoạn đầu tiên của sự giảm xuống

nhanh này đi theo giai đoạn mà thí

nghiệm D1 và D2 có lượng khí thải

CO2 thấp, rất gần với đường chuẩn

khí thải sinh ra do thí nghiệm kiểm

tra Một giả thuyết có khả năng giải

thích sự sụt giảm nhanh chóng hoạt

động của vi sinh trong mẫu D1 và D2

có thể là do thiếu các chất dinh dưỡng

có trong mẫu chủ yếu là nitơ, tỷ lệ

C/N cao vì bổ sung một lượng lớn của

C (tã ủ chủ yếu là làm bằng carbon

phân hủy sinh học) Tuy nhiên để xác nhận thời điểm này, phân tích cụ thể về hàm lượng nitơ và sự cân bằng hoàn toàn của hợp chất này bao gồm phát thải ammoniac đã được thực hiện

Biểu đồ 1b cho thấy lượng CO2 tích lũy trong toàn bộ thí nghiệm Lượng khí thải CO2

phát ra từ phân hủy sinh học của tã (cả cellulose và polyme phân hủy sinh học) tương ứng với 8.04 và 7,91 g C, có nghĩa là lượng C ban đầu của tã đã giảm tương ứng là 44,72% và 44% Những kết quả này được tóm tắt trong Bảng 3 Việc thiếu các chất dinh dưỡng, nhiệt độ trung bình và việc sử dụng một hệ thống tĩnh có thể là nguyên nhân của việc phân hủy sinh học không hoàn toàn Nếu cải thiện được những điểm này khi tiến hành tại một cơ sở đầy đủ điều kiện có thể nâng cao phân hủy sinh học của tã Nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng ngay cả ở quy mô phòng thí nghiệm, phân hủy sinh học của tã dùng một lần có thể đạt giá trị gần 90% do sử dụng các điều kiện kiểm soát và thuận lợi Điều này sẽ phù hợp với tiêu chuẩn EN 13432 cho nhựa phân hủy sinh học Mặc dù tiêu chuẩn này không đạt được với làm phân ủ ở quy mô phòng thí nghiệm nhưng mục tiêu chính là

để quan sát khả năng phân hủy sinh học của tã trong thời gian ngắn Theo thông tin của nhà sản xuất, phân hủy sinh học đối với phân tã ủ được xem xét cho yêu cầu thời gian tiêu chuẩn EN 13432 là trên 95%

3.2 Thí nghiệm toàn diện

Nhìn chung, mô hình tương tự trong quá trình sản xuất phân về OFMSW có và không

có tã ủ đã được theo dõi với các polyme có khả năng phân hủy sinh học khác với các tỉ lệ khác nhau

Hình 2 cho thấy các thông số nhiệt

độ đo được trong quá trình ủ, nhiệt độ

theo mô hình điển hình của một quá

trình ủ và nhiệt độ ưa nhiệt đã đạt được

trong cả hai trường hợp trong vài ngày

Một đỉnh nhiệt độ cao thứ hai đã được

theo dõi sau 20 ngày thử nghiệm cho cả

2 vật liệu, mà có lẽ là do sự thay đổi tốc

độ thoáng gió Vì vậy, có thể kết luận

rằng toàn bộ vật liệu đã được tiếp xúc

với nhiệt độ để đảm bảo điều kiện vệ

sinh của vật liệu (loại bỏ tác nhân gây

bệnh và hạt cỏ dại có thể có) theo các

tiêu chí dựa trên điều kiện nhiệt độ-thời

gian được đề xuất bởi Cơ quan bảo vệ

môi trường Mỹ (1995) và Ủy ban châu

Âu (2000)

Trong tất cả các giai đoạn ủ phân, độ ẩm trong khoảng 40-60% Độ ẩm không hoàn toàn có xu hướng giảm trong giai đoạn phân hủy vì nhờ sự hoạt động của hệ thống (tuần hoàn không liên tục nước rỉ rác) Trong quá trình bảo dưỡng, độ ẩm được duy trì khoảng 50% thông qua việc bổ sung nước máy khi cần thiết để duy trì sự phát triển thích hợp của

vi khuẩn phân hủy Hơn nữa, quá trình ủ diễn ra trong điều kiện mùa đông và lượng mưa

sẽ làm ướt phân trong những ngày cuối

Hàm lượng chất hữu cơ cũng giảm liên tục trong toàn bộ thời gian ủ, giảm từ 74% đến 50% đo được vào cuối của quá trình sản xuất phân Theo dự kiến, sự sụt giảm của

OM xảy ra trong cả hai giai đoạn ưa nhiệt và bảo dưỡng

Hình 3 thể hiện sự tăng trưởng

của các chỉ số hô hấp động lực học

Theo đo đạc, phần quan trọng nhất

của việc giảm hoạt động sinh học

xảy ra trong giai đoạn phân hủy hoạt

động cao (41 ngày) khi DRI giảm từ

4-5 tới 2 mg O2 g-1 OM h-1 Sau thời

kỳ đầu này, sự giảm chậm các hoạt

động hô hấp đã được đo đạc cho đến

khi kết thúc quá trình này (ngày 106)

và đạt giá tr ị cuối cùng gần 1 mg O2

g-1 OM h-1, kết quả tương tự như

phân ổn định Khoảng tương ứng này

ứng với một phân hủy sinh học gần

90% khi xem xét các OFMSW và

giảm phân ủ tã lót trong hoạt động

hô hấp

Bảng 4 cho thấy các đặc tính hoàn chỉnh của phân ủ cuối cùng thu được có và không

có tã ủ Một lần nữa, giá trị quan sát giữa hai phân trộn là rất giống nhau Chỉ sự khác biệt tương đối nhỏ đã được quan sát ở một vài thông số Những khác biệt này có thể liên quan đến sự không đồng nhất vốn có của nguyên liệu ban đầu và một số khác biệt nhỏ có thể có trong hiệu suất của quá trình phân huỷ, kể cả quy mô đầy đủ nhưng không thể thực hiện cả hai thí nghiệm dưới điều kiện chính xác Kết luận chung là cả hai sản phẩm được làm vệ sinh, ổn định và chất lượng tốt Trong cả hai phân trộn, hàm lượng chất hữu cơ cao hơn 35%, hàm lượng nitơ tổng hơn 2%, và tỷ lệ C/N thấp hơn 20, cùng với một mức

độ cao của sự ổn định (DRI ≤ 1mg O2 g-1 OM h-1) làm cho vật liệu này một loại phân chất lượng cao hữu ích cho bất kỳ ứng dụng nông học nào