Cơ chế hoạt động của vi sinh vật trong quá trình ủ hiếu khí

Hiếu khí là quá trình thanh lọc sinh học tự nhiên. Trong đó vi khuẩn phát triển mạnh trong môi trường giàu oxy và phân hủy các chất thải. Trong suốt quá trình oxy hóa, các chất ô nhiễm được chia thành CO2, nước, nitrat, sunfat và sinh khối (vi sinh vật). Bằng cách cung cấp oxy, quá trình này có thể được tăng tốc đáng kể. Trong tất cả các phương pháp xử lý sinh học, hiếu khí là quá trình phổ biến nhất được sử dụng trên toàn thế giới. Bài viết này Sumo Nhật Việt sẽ gửi đến bà con nội dung về cơ chế hoạt động của vi sinh vật trong quá trình ủ hiếu khí.

Ủ luống, có đảo trộn

1. Các phương pháp ủ hiếu khí:

Bà con hãy tham khảo các phương pháp ủ hiếu khí sau để đạt kết quả tốt nhất.

1.1 Ủ rác thành đống, lên men có đảo trộn:

Đây là phương pháp cổ điển nhất, rác được chất thành từng đống có chiều cao khoảng 1,5-2,5m. Hàng tuần đảo trộn hai lần, nhiệt độ trung bình trong quá trình ủ là 550 Quá trình ủ có đảo trộn kéo dài 4 tuần độ ẩm duy trì là 50-60%. Sau đó là 3 hay 4 tuần ủ không đảo trộn. Trong giai đoạn này các loài nấm mốc và xạ khuẩn chuyển hóa các chất hữu cơ thành mùn.
Ưu điểm của phương pháp là dễ dàng thực hiện, chi phí thực hiện thấp. Phù hợp với quy mô hộ gia đình, trang trại nhỏ.
Nhược điểm là mất vệ sinh gây ô nhiễm nguồn nước và môi trường xung quanh.

Phương pháp ủ đống

1.2 Ủ rác thành đống không đảo trộn và thổi khí:

Rác được ủ thành đống cao từ 2-2,5m, phía dưới có lắp đặt một hệ thống phân phối khí. Nhờ hệ thống phân phối khí mà quá trình chuyển hóa diễn ra nhanh hơn, nhiệt độ đống ủ được ổn định và phù hợp với sự phát triển của vi sinh vật.
Ưu điểm: Thao tác dễ dàng, không phải đảo trộn thường xuyên, thời gian tiến hành nhanh phù hợp với quy mô sản xuất.
Nhược điểm: Chi phí tốn kém cho thiết kế hệ thống ủ.

Phương pháp ủ phân có thổi khí.

2. Quá trình ủ hiếu khí:

Quá trình ủ của các vi sinh vật hiếu khí làm phân hủy chất rắn hữu cơ thể hiện qua các phản ứng sinh hóa:

Phân hủy protein: Protein → Peptide → Amino acid → Hợp chất Amonium → Sản phẩm chuyển hóa của vi khuẩn, N, NH3.
Phân hủy Carbonhydrat: Carbonhydrat → Đường đơn → Acid hữu cơ → Sản phẩm chuyển hóa của vi khuẩn, CO2.

Các nhóm vi sinh vật tham gia chuyển hóa vật chất hữu cơ trong quá trình ủ phân hiếu khí gồm các vi khuẩn hiếu khí, xạ khuẩn hiếu khí và các vi nấm hiếu khí. Ngoài ra có một số loại vi khuẩn yếm khí, kỵ khí tùy tiện.

Các quá trình sinh hoá diễn ra trong đống ủ chủ yếu do hoạt động của các vi sinh vật sử dụng các hợp chất hữu cơ làm nguồn dinh dưỡng cho các hoạt động sống của chúng. Các loại vi khuẩn và nấm đóng vai trò quan trọng trong quá trình phân giải các hợp chất. Các loại vi sinh vật phát triển tốt trong các điều kiện môi trường được xác định như bảng sau.

2.1 Điều kiện ủ

Yếu tố môi trường	Khoảng xác định
Nhiệt độ, 0C	0-70
Nồng độ muối	NaCl 0-3
pH	1,0-1,2
Nồng độ oxi, %	0-21
Áp suất, mPa	0-115
Ánh sáng	Bóng tối, ánh sáng mạnh

Các vi sinh vật tham gia vào quá trình phân giải tại các đống ủ rác được chia thành ba nhóm chủ yếu sau:

Các vi sinh vật ưa ẩm: phát triển mạnh ở nhiệt độ 0 – 200
Các vi sinh vật ưa ấm: phát triển mạnh ở nhiệt độ 20 – 400
Các vi sinh vật ưa nóng: phát triển mạnh ở nhiệt độ 40 – 700

2.2 Các giai đoạn ủ hiếu khí

Các giai đoạn của ủ hiếu khí có thể trải qua các giai đoạn nhiệt độ như sau:

* Pha thích nghi:

– Là giai đoạn mà vi sinh vật cần để thích nghi với môi trường mới.

Vi sinh vật bắt đầu thích nghi với môi trường trong đống ủ, tăng sinh tế bào mới, hoạt động phân giải yếu.

* Pha tăng trưởng:

– Đặc trưng bởi sự gia tăng nhiệt độ do quá trình phân hủy sinh học.

Giai đoạn này các chất hữu cơ dễ bị oxi hoá sinh hoá thành dạng đơn giản như protein, tinh bột, chất béo, một lượng nhất định chất xenluloza. Trong quá trình này, các vi sinh vật tiếp nhận một lượng năng lượng rất lớn và vì thế có tồn tại một lượng năng lượng đáng kể ở dạng nhiệt. Lượng năng lượng nhiệt được tạo thành bên trong lòng đống ủ được tạo ra nhiều hơn so với lượng nhiệt được thoát ra bên ngoài và do đó nhiệt độ bên trong các đống bể ủ được tăng lên.

* Pha ưa nhiệt:

Là giai đoạn nhiệt độ tăng cao nhất. Đây là giai đoạn ổn định nhất về hoạt động phân giải và tiêu diệt các mầm bệnh. Phản ứng sinh hóa sảy ra trong cả ủ hiếu khí và phân hủy kỵ khí.

Giá trị nhiệt độ tăng tới 60 – 700C, kéo dài trong thời gian khoảng 30 ngày. Ở khoảng nhiệt độ này, các phản ứng hoá học diễn ra sẽ trội hơn các phản ứng vi sinh vật bởi vì hầu hết chủng vi sinh vật không phát triển được ở nhiệt độ 700C.

* Pha trưởng thành:

Là giai đoạn nhiệt độ đến bằng nhiệt độ môi trường. Quá trình lên men xảy ra chậm và thích hợp cho quá trình hình thành mùn và các chất khoáng, dinh dưỡng, sản phẩm chuyển hóa của vi sinh vật.

Khi O2 bị các vi sinh vật hiếu khí tiêu thụ dần thì các vi sinh vật yếm khí bắt đầu xuất hiện và nhiều quá trình lên men khác được bắt đầu diễn ra trong đống ủ. Các vi sinh vật tham gia vào quá trình lên men là nhóm vi sinh vật dị dưỡng trong điều kiện cả yếm khí lẫn kỵ khí nghiêm ngặt.

Các chất hữu cơ dạng đơn giản, các axit amin, đường … được chuyển hoá thành các axit béo dễ bay hơi, rượu, CO2 và N2. Các axit béo dễ bay hơi, rượu sau đó lại được chuyển hoá tiếp tục với sự tham gia của các vi sinh vật axeton và các vi sinh vật khử sunfat. Trong quá trình này, chuyển hoá kỵ khí xảy ra, nhiệt độ của các đống ủ giảm xuống vì các chủng loại vi sinh vật ở giai đoạn này tạo ra ít nhiệt lượng hơn nhiều so với quá trình chuyển hoá hiếu khí (chỉ bằng 7% so với quá trình hiếu khí).

Để được hướng dẫn cách ủ phân hữu cơ dinh dưỡng, tối ưu cho cây trồng Công ty cổ phần SUMO NHẬT VIỆT trân trọng gửi đến quý khách hàng MEN Ủ PHÂN HỮU CƠ SUMO hiệu quả nhanh – tiết kiệm chi phí.

Công ty Cổ phần SUMO NHẬT VIỆT

Hotline: 0962 567 869

Website: https://sumonhatviet.com

Email: sumonhatv@gmail.com

Địa chỉ: số 39, ngõ 189/61 Hoàng Hoa Thám, phường Ngọc Hà, quận Ba Đình, TP Hà Nội.