Khóa luận tốt nghiệp :Đánh giá hiện trạng quản lý chất thải rắn sinh hoạt và triển vọng áp dụng công nghệ compost để xử lý chất thải rắn tại TP HCM

Chính vì vậy, đề tài “Đánh giá hiện trạng quản lý chất thải rắn sinh hoạt và triển vọng áp dụng công nghệ compost để xử lý chất thải rắn tại TpHCM” được thực hiện nhằm mục tiêu đánh giá

LỜI CAM ĐOAN



Tôi xin cam đoan Đồ án tốt nghiệp là kết quả thực hiện của riêng tôi Những kết quả trong đồ án là trung thực, được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết, khảo sát tình hình thực tiễn và dưới sự hướng dẫn của Cô Vũ Hải Yến

Nội dung đồ án có tham khảo và sử dụng các tài liệu Thông tin được đăng tải trên các tác phẩm và các trang web theo danh mục tài liệu của đồ án

Sinh viên

Mai Nguyễn Kim Thoa

Lời cảm ơn



Sau bốn năm học trên giảng đường tại trường Đại học Kỹ thuật Công nghệ, em

đã tiếp thu những kiến thức quý giá và kinh nghiệm quý báu của Thầy Cô, đã đến lúc chúng em phải áp dụng những kiến thức đó vào cuộc sống Đồ án tốt nghiệp không chỉ

là cơ hội để em hệ thống lại những gì mình đã học trong những năm qua mà còn giúp

em rèn luyện một tinh thần học tập, làm việc độc lập, sáng tạo và rút ra những kinh nghiệm thực tế trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, em xin chân thành cảm ơn Cô Vũ Hải Yến

đã tận tình giúp đỡ hướng dẫn em trong suốt khoảng thời gian em thực hiện đồ án này

Em xin chân thành cảm ơn toàn thể Thầy Cô trường Đại học Kỹ thuật Công nghệ Tp Hồ Chí Minh, Thầy Cô khoa môi trường trong suốt thời gian học vừa qua đã tận tâm dạy dỗ, giúp đỡ em trong những năm học vừa qua và tạo điều kiện giúp em hoàn tất đồ án tốt nghiệp này

Em xin chân thành cảm ơn đến gia đình, bạn bè những người đã luôn động viên

em trong suốt quá trình học tập cũng như thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp

Do kiến thức và thời gian hạn chế nên chắc chắn đồ án còn nhiều thiếu sót, em rất mong nhận sự góp ý từ quý Thầy Cô và bạn bè

Sinh viên

Mai Nguyễn Kim Thoa

MỤC LỤC

Trang

MỞ ĐẦU 1

1 Đặt vấn đề 1

2 Mục tiêu của đề tài 2

3 Nội dung nghiên cứu 2

4 Phương pháp nghiên cứu 2

4.1 Phương pháp thu thập, dữ liệu 2

4.2 Phương pháp phân tích, đánh giá 3

4.3 Phương pháp tổng hợp Phạm vi nghiên cứu 3

4.4 Phương pháp tham khảo ý kiến chuyên gia 3

5 Đối tượng đề tài 3

6 Pham vi đề tài 3

7 Ý nghĩa đề tài 4

7.1 Ý nghĩa khoa học 4

7.2 Ý nghĩa thực tiễn 4

8 Cấu trúc đề tài 4

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ 6

1.1 Tổng quan về chất thải rắn sinh hoạt 6

1.1.1 Chất thải rắn 6

1.1.2 Chất thải rắn sinh hoạt 6

1.1.3 Nguồn gốc phát sinh và thành phần chất thải rắn sinh hoạt 6

1.1.3.1 Nguồn gốc phát sinh 6

1.1.3.2 Thành phần và tính chất của chất thải rắn 7

1.2 Các phương pháp xử lý chất thải rắn 12

1.2.1 Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp cơ học 12

1.2.1.1 Phân loại chất thải 12

1.2.1.2 Giảm thể tích cơ học 12

1.2.1.3 Giảm kích thước cơ học 12

1.2.2 Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp nhiệt 12

1.2.2.1 Hệ thống thiêu đốt 13

1.2.2.2 Nhiệt phân 13

1.2.2.3 Hệ thống khí hóa 14

1.2.3 Xử lý CTR bằng phương pháp chuyển hóa sinh học và hóa học 14

1.2.3.1 Quá trình ủ phân hiếu khí 14

1.2.3.2 Quá trình phân hủy lên men kỵ khí 14

1.2.3.3 Quá trình chuyển hóa hóa học 14

1.2.3.4 Năng lượng từ quá trình chuyển hóa sinh học của chất thải rắn 15

1.2.4 Xử lý chất thải rắn bằng bãi chôn lấp 16

1.2.4.1 Bãi rác hở 16

1.2.4.2 Chôn rác thải dưới biển 16

1.2.4.3 Bãi rác hợp vệ sinh 16

1.3 Giới thiệu tổng quan về công nghệ sản xuất phân compost trong nước và trên thế giới 17

1.3.1 Định nghĩa 18

1.3.2 Các phản ứng sinh hóa xảy ra quá trình ủ 18

1.3.2.1 Các phản ứng sinh hóa 18

1.3.2.2 Phản ứng sinh học 20

1.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quy trình chế biến compost 21

1.3.3.1 Nhiệt độ 21

1.3.3.2 Tỷ lệ C:N 21

1.3.3.3 Độ ẩm 23

1.3.3.4 Vi sinh vật 23

1.3.3.5 Làm thoáng 24

1.3.3.6 pH 24

1.3.3.7 Kích thước hạt 24

1.3.3.8 Độ xốp 25

1.3.3.9 Mức độ và tốc độ ủ 25

1.3.4 Chất lượng Compost 25

1.3.5 Tính cần thiết của Compost 26

1.3.6 Lợi ích và hạn chế của quá trình làm phân Compost 27

1.3.6.1 Lợi ích 27

1.3.6.2 Hạn chế 28

1.3.7 Tình hình sản xuất phân Compost trong nước và trên thế giới 29

1.3.7.1 Trên thế giới 29

1.3.7.2 Việt Nam 32

CHƯƠNG 2: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI VÀ MÔI TRƯỜNG THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 38

2.1 Điều kiện tự nhiên 38

2.1.1 Vị trí địa lý 38

2.1.2 Địa hình 38

2.1.3 Địa chất 39

2.1.4 Thủy văn 39

2.2 Đặc điểm khí hậu 40

2.2.1 Môi trường 41

2.3 Đặc điểm kinh tế - xã hội 42

2.3.1 Về phát triển kinh tế 43

2.3.2 Xã hội 44

CHƯƠNG 3: HIỆN TRẠNG QUẢN LÝ CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT TẠI

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 45

3.1 Hiện trạng quản lý chất thải rắn sinh hoạt tại thành phố Hồ Chí Minh 45

3.1.1 Sơ đồ hệ thống quản lý nhà nước về công tác quản lý CTRSH 45

3.1.2 Nguồn phát sinh 46

3.1.3 Thành phần – khối lượng 46

3.1.3.1 Thành phần 46

3.1.3.2 Khối lượng 50

3.1.4 Hệ thống lưu trữ tại nguồn 52

3.1.5 Công tác thu gom CTRSH từ hộ gia đình, cơ quan, trường học 53

3.1.6 Công tác quét dọn đường phố, vệ sinh công cộng 54

3.1.7 Hệ thống trung chuyển và vận chuyển CTRSH 54

3.1.8 Hiện trạng xử lý chất thải rắn 56

3.1.8.1 BCL Đông Thạnh 56

3.1.8.2 BCL Gò Cát 56

3.1.8.3 Khu liên hiệp xử lý CTR Tây Bắc, Phước Hiệp, Củ Chi 57

3.1.8.4 Khu liên hiệp xử lý CTR Đa Phước 58

3.1.8.5 Hiện trạng xử lý rác bằng phương pháp compost của Vietstar 58

3.2 Vấn đề môi trường tồn tại do khâu xử lý 59

CHƯƠNG 4: DỰ BÁO DIỄN BIẾN PHÁT SINH CTRSH ĐẾN NĂM 2030 TẠI TPHCM VÀ ĐỀ XUẤT XỬ LÝ BẰNG PHƯƠNG PHÁP Ủ PHÂN COMPOST

4.1 Dự báo khối lượng chất thải rắn sinh hoạt đến năm 2030 61

4.1.1 Dự báo dân số của Tp Hồ Chí Minh đến năm 2030 61

4.1.2 Dự báo khối lượng chất thải rắn sinh hoạt đến năm 2030 62

4.1.3 Dự báo thành phần, tính chất của chất thải rắn sinh hoạt 63

4.2 Cơ sở lựa chọn xử lý CTRSH bằng ủ phân compost 64

4.2.1 Các nguyên tắc để lựa chọn công nghệ xử lý CTRSH cho TPHCM 64

4.2.1.1 Tính khả thi về mặt môi trường 65

4.2.1.2 Tính khả thi về mặt kỹ thuật 65

4.2.1.3 Tính khả thi về mặt kinh tế 66

4.2.1.4 Tính khả thi về mặt xã hội học 66

4.3 Lựa chọn hình thức đầu tư, công suất 66

4.3.1 Phương án đầu tư 66

4.3.2 Phân tích xác định công suất của nhà máy xử lý chất thải rắn 67

4.4 Phương án về khu vực địa điểm 67

4.4.1 Những căn cứ để lựa chọn địa điểm 67

4.4.1.1 Địa điểm xây dựng 67

4.4.1.2 Khoảng cách của khu xử lý chất thải rắn 68

4.4.1.3 Yêu cầu bắt buộc 68

4.4.2 Địa điểm của khu xử lý chất thải rắn 68

4.5 Phân tích lựa chọn phương án kỹ thuật công nghệ 69

4.5.1 Các yêu cầu chung của bãi ủ rác 69

4.5.1.1 Các yêu cầu thiết kế 69

4.5.1.2 Yêu cầu về kỹ thuật vận hành 70

4.5.1.3 Các yêu cầu khác 71

4.5.2 Thiết kế nhà máy xử lý rác thải 71

4.5.2.1 Nguyên tắc và yêu cầu chung 71

4.5.2.2 Xác định quy mô cho một bể ủ rác 75

4.5.2.3 Công nghệ 77

4.5.3 Các công trình phụ trợ 80

4.5.3.1 Xử lý nước thải sinh hoạt và nước rỉ rác 80

4.5.3.2 Thu gom và xử lý khí thải 81

4.5.3.3 Hàng rào và vành đai cây xanh 81

4.5.3.4 Hệ thống giao thông 82

4.5.3.5 Hệ thống cấp nước 82

4.5.3.6 Hệ thống cấp điện 82

4.5.3.7 Hệ thống phòng cháy chữa cháy 82

4.5.4 Trang thiết bị 83

4.5.5 Đầu tư 83

4.5.5.1 Chi phí đầu tư xây dựng và vận hành 83

4.5.5.2 Chi phí cho trang thiết bị 84

4.5.5.3 Chi phí cho các công trình phụ trợ 85

4.5.5.4 Các chi phí khác 85

4.5.5.5 Tóm tắt các nhu cầu đầu tư cho nhà máy 86

4.5.5.6 Chi phí vận hành nhà máy 86

4.5.6 Thu nhập tài chính 87

4.5.6.1 Tiền thu gom rác 87

4.5.6.2 Bán các sản phẩm tái chế 88

4.5.6.3 Tiền bán phân 88

4.5.6.4 Tóm tắt tổng thu nhập mỗi năm 89

KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 91

1 Kết luận 91

2 Kiến nghị 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO

MTĐT : môi trường đô thị

OMT : ô nhiễm môi trường

QLCTRSH : quản lý chất thải rắn sinh hoạt

TB : trung bình

TCN : trước công nguyên

TCVN : tiêu chuẩn Việt Nam

TNMT : tài nguyên môi trường

TTC : trạm trung chuyển

UBND : ủy ban nhân dân

VSV : vi sinh vật

WHO : tổ chức y tế thế giới

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Thành phần chất thải rắn 7

Bảng 1.2 Đặc tính CTR ở các quốc gia có thu nhập thấp, thu nhập trung bình và thu nhập cao 8

Bảng 1.3 Thành phần các nguyên tố trong CTRSH từ khu dân cư 10

Bảng 1.4 Giới hạn chịu nhiệt tốt nhất của vi sinh vật 21

Bảng 1.5 Tỷ lệ C/N của chất thải 22

Bảng 1.6 Tiêu chuẩn ngành 10 TCVN 526 - 2002 cho phân hữu cơ vi sinh vật từ rác thải sinh hoạt Yêu cầu kỹ thuật, phương pháo kiểm tra của Bộ Nơng nghiệp và Phát triển Nơng thơn 26

Bảng 2.1 Khí hậu thành phố Hồ Chí Minh 41

Bảng 3.1 Thành phần CTR của hộ gia đình, trường học, nhà hàng và khách sạn 47

Bảng 3.2 Thành phần chất thải rắn tại các bãi chơn lấp 49

Bảng 3.3 Khối lượng chất thải rắn đơ thị (1992-2010) 50

Bảng 3.4 Khối lượng chất thải rắn được thu gom tại từng quận huyện 51

Bảng 3.5 Số lượng nhân cơng và phương tiện phục vụ cơng tác thu gom 53

Bảng 4.1 Dự báo dân số thành phố Hồ Chí Minh đến năm 2030 61

Bảng 4.2 Hệ số phát sinh rác thải theo WHO 62

Bảng 4.3 Dự báo diễn biến khối lượng chất thải rắn sinh hoạt tp Hồ Chí Minh 63

Bảng 4.4 Các chỉ tiêu chung để lựa chọn địa điểm khu xử lý 67

Bảng 4.5 Các chỉ tiêu về khoảng cách ly của khu xử lý 68

Bảng 4.6 Các cơng trình yêu cầu cho một bãi ủ 69

Bảng 4.7 Trang thiết cho công nghệ xử lý được lựa chọn 83

Bảng 4.8 Dự toán kinh phí xây dựng các công trình trong nhà máy 83

Bảng 4.9 Dự toán chi phí cho trang thiết bị trong nhà máy 84

Bảng 4.10 Dự toán chi phí cho các công trình phụ trợ khác 85

Bảng 4.11 Dự toán chi phí tư vấn và các chi phí khác 85

Bảng 4.12 Các nhu cầu đầu tư cho nhà máy 86

Bảng 4.13 Chi phí vận hành nhà máy trong 1 năm 86

Bảng 4.14 Dự báo khối lượng rác tái chế qua các năm 88

Bảng 4.15 Lượng phân compost dự tính thu được qua các năm 89

Bảng 4.16 Tổng thu nhập mỗi năm của nhà máy 89

DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ, HÌNH VẼ

Đồ thị 1 Biến thiên nhiệt độ của các pha 20

Hình 1.1 Biểu đồ thể hiện lượng chất thải rắn phát sinh ở các nước phát triển 6

Hình 1.2 Lò đốt rác thải sinh hoạt 13

Hình 1.3: Bãi rác Đà Lạt, rác được đẩy xuống vực và chôn lấp hở gây ô nhiễm nặng 16

Hình 1.4: Công trường xử lý rác tại bãi rác Phước Hiệp, Củ Chi, TP.HCM 17

Hình 1.5: Sản xuất compost trong các thùng 32

Hình 1.6: Sơ đồ xử lý rác thải bằng công nghệ ép kiện 34

Hình 1.7: Sơ đồ xử lý rác theo công nghệ Hydromex 35

Hình 2.1: Bản đồ TPHCM 38

Hình 3.1 Sơ đồ hệ thống quản lý nhà nước về QLCTRSH 45

Hình 3.2 Sơ đồ tổng hợp hệ thống thu gom, vận chuyển CTRĐT của TP.HCM 55

Hình 3.3: Bãi chôn lấp rác thải Đa Phước 58

Hình 3.4: Chất thải được vận chuyển về xử lý tại nhà máy Vietstar huyện Củ Chi 59 Hình 4.3: Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất compost kết hợp thổi khí cưỡng bức và thổi khí tự động 78

Theo báo cáo của Ngân hàng thế giới (2004), lượng chất thải phát sinh tại Việt Nam ước tính khoảng 15 triệu tấn/năm Trong thập kỷ tới tổng lượng chất thải phát sinh sẽ tăng nhanh Các khu vực đô thị chiếm 24% dân số của cả nước nhưng lại chiếm tới 50% tổng lượng chất thải phát sinh, ước tính trong những năm tới lượng chất thải phát sinh ở các khu đô thị này lên đến khoảng 60%, trong khi chất thải công nghiệp tăng lên 50% và chất thải độc hại tăng gấp 3 lần so với hiện nay

Mặt khác, ở nước ta hiện nay năng lực thu gom ở tất cả các đô thị và khu công nghiệp chỉ đạt từ 20 – 40% (Nguyễn Văn Phước, 2008) Bên cạnh đó, chất thải rắn chưa được phân loại tại nguồn, thu gom lẫn lộn và không được xử lý đúng cách, chủ yếu là thải bỏ ở các bãi rác

Hiện nay, tỷ lệ chất thải rắn được thu gom tính toàn thành phố khoảng 60%

(Nguồn: Báo cáo của Bộ Tài nguyên Môi trường, 2011) và chủ yếu xử lý bằng biện

pháp chôn lấp, tuy nhiên các bãi chôn lấp này cũng không hợp vệ sinh Điều này làm cho việc ô nhiễm môi trường ngày càng trở nên nghiêm trọng và không tận dụng được nguồn dưỡng chất từ rác, từ đó ta mới thấy được việc ủ phân compost là

cần thiết Chính vì vậy, đề tài “Đánh giá hiện trạng quản lý chất thải rắn sinh hoạt

và triển vọng áp dụng công nghệ compost để xử lý chất thải rắn tại TpHCM” được

thực hiện nhằm mục tiêu đánh giá lại hiện trạng quản lý chất thải rắn sinh hoạt trong các năm gần đây, đưa ra triển vọng áp dụng công nghệ compost nhằm xử lý được chất thải rắn TpHCM Ngoài ra, còn nhằm giảm thiểu triệt để các tác động từ chất thải rắn đồng thời hỗ trợ phát triển nông nghiệp sinh thái hướng đến phát triển bề vững

2 Mục tiêu của đề tài

Đánh giá hiện trạng quản lý chất thải rắn sinh hoạt và triển vọng áp dụng công nghệ compost để xử lý chất thải rắn tại TpHCM

3 Nội dung nghiên cứu của đề tài

Nội dung nghiên cứu của đề tài bao gồm:

Để đạt được mục tiêu đề ra, đề tài tập trung nghiên cứu một số nội dung sau:

- Phân tích tổng quan về chất thải rắn và các phương pháp xử lý

- Thu thập các tài liệu hiện có về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội và môi trường thành phố Hồ Chí Minh

- Phân tích, đánh giá hiện trạng xử lý chất thải rắn sinh hoạt tại thành phố Hồ Chí Minh

- Giới thiệu tổng quan về công nghệ sản xuất phân Compost trong nước và trên thế giới

- Đề xuất xử lý chất thải rắn sinh hoạt thành phố bằng công nghệ ủ phân compost

- Lộ trình áp dụng công nghệ compost vào TpHCM

4 Phương pháp nghiên cứu

4.1 Phương pháp thu thập dữ liệu

Thu thập một số dữ liệu từ Sở Tài nguyên Môi trường TP, thư viện trường Đại học Kỹ thuật Công nghệ để có cái nhìn khách quan, toàn diện hơn cho công tác đánh

giá Do giới hạn về thời gian và phạm vi tìm hiểu, một phần nội dung của đồ án được thực hiện bằng cách thu thập số liệu trong các tài liệu nghiên cứu có liên quan đến việc nghiên cứu và các kết quả phân tích từ các mẫu rác của thành phố, các công thức và các mô hình dựa trên các tài liệu đã được công bố rộng rãi

4.2 Phương pháp phân tích, đánh giá

Dựa vào dữ liệu thu thập được, tham khảo ý kiến của công nhân, kỹ sư môi trường, nhà quản lý … phân tích, đánh giá công tác thu gom, vận chuyển và xử lý chất thải rắn Phân tích, đánh giá ưu nhược điểm của các công nghệ quản lý rác Phân tích chi phí, lợi ích trong công tác quản lý rác sinh hoạt bằng phương pháp ủ phân Compost

4.3 Phương pháp tổng hợp

Sau khi có được những tham khảo ý kiến chuyên gia, kết hợp với kiến thức chuyên ngành của mình, tôi sẽ tổng hợp và đưa ra những nhận xét, đánh giá khách quan, đề xuất phương pháp quản lý chất thải rắn sinh hoạt bằng phương pháp ủ phân Compost phù hợp

4.4 Phương pháp tham khảo ý kiến chuyên gia

Trong suốt quá trình làm báo cáo, tôi thường xuyên tham khảo ý kiến của các chuyên gia trong ngành Bằng những kiến thức chuyên ngành, nhiều kinh nghiệm của các chuyên gia sẽ đóng góp những ý kiến quý báu giúp cho bài báo cáo được tốt hơn

5 Đối tƣợng của đề tài

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là :

- Hiện trạng và phương pháp xử lý chất thải rắn sinh hoạt TPHCM

- Các yêu cầu và tiêu chí để lựa chọn công nghệ xử lý chất thải rắn sinh hoạt

- Công nghệ xử lý chất thải rắn sinh hoạt thành phố bằng phương pháp ủ phân compost

6 Phạm vi đề tài

- Nghiên cứu chất thải rắn sinh hoạt tại thành phố Hồ Chí Minh

- Lên phương án áp dụng công nghệ compost để xử lý chất thải rắn tại TpHCM

7 Ý nghĩa đề tài

7.1 Ý nghĩa khoa học

Đây là một nghiên cứu góp phần xác định ảnh hưởng của các yếu tố môi trường

và điều kiện kỹ thuật trong việc ủ phân compost có thể giúp tăng cường hiệu quả xử lý một đối tượng gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng phát sinh từ hoạt động sinh hoạt của người dân Trên cơ sở tìm hiểu các công nghệ ủ phân compost và từ những kết quả nghiên cứu, có thể đề xuất biện pháp quản lý chất thải rắn bằng việc ủ phân compost giúp đẩy nhanh tốc độ xử lý và rút ngắn thời gian cho quá trình

Đề tài đã đưa ra một phương án công nghệ phù hợp để giải quyết vấn đề chất thải rắn của TpHCM

Đề tài cung cấp cơ sở khoa học vững chắc giúp các nhà quản lý ra quyết định

7.2 Ý nghĩa thực tiễn

Phân compost tuy đã được áp dụng trong thực tiễn, nhưng việc nghiên cứu giải pháp này nhằm đạt được sự hiểu biết tường tận hơn, đồng thời đóng góp một phần trong phát huy các kỹ thuật xử lý rác thành phân bón có ích Ngoài mục tiêu xử lý chất thải, ngăn chặn nguy cơ phát tán, gây ô nhiễm của chất thải sinh hoạt, đề tài còn giúp rút ngắn thời gian cho một chu trình xử lý, tạo sản phẩm cho hiệu quả sử dụng cao

8 Cấu trúc đề tài: Đề tài gồm có 4 chương với những nội dung sau:

- Phần: Mở đầu

- Chương 1: Tổng quan về chất thải rắn sinh hoạt và các phương pháp xử lý

- Chương 2: Điểu kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội và môi trường TPHCM

- Chương 3: Hiện trạng quản lý chất thải rắn sinh hoạt tại thành phố HCM

- Chương 4: Dự báo diễn biến phát sinh chất thải rắn sinh hoạt đến năm 2030 tại TPHCM và đề xuất xử lý bằng phương pháp ủ phân compost

- Kết luận và kiến nghị

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT VÀ CÁC

PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ 1.1 Tổng quan về chất thải rắn sinh hoạt

1.1.1 Chất thải rắn

Chất thải rắn ( Solid Waste) là toàn bộ các loại vật chất được con người loại bỏ trong các hoạt động kinh tế xã hội của mình ( bao gồm các hoạt động sản xuất, các hoạt động sống và duy trì sự tồn tại của cộng đồng…) trong đó quan trọng nhất là các loại chất thải sinh ra từ các hoạt động sản xuất và hoạt động sống

Rác là thuật ngữ được dùng để chỉ chất thải rắn có hình dạng tương đối cố định, bị vứt bỏ từ hoạt động của con người Rác sinh hoạt hay chất thải rắn sinh hoạt là một bộ phận của chất thải rắn, được hiểu là chất thải rắn phát sinh từ các hoạt động thường ngày của con người

1.1.2 Chất thải rắn sinh hoạt

Chất thải rắn sinh hoạt là chất thải liên quan đến các hoạt động của con người, nguồn tạo thành chủ yếu từ khu dân cư, các cơ quan trường học, các trung tâm dịch vụ thương mại

1.1.3 Nguồn gốc phát sinh và thành phần chất thải rắn sinh hoạt

1.1.3.1 Nguồn gốc phát sinh

Chất thải rắn sinh hoạt phát sinh từ nhiều nguồn khác nhau, có thể ở nơi này hay nơi khác; chúng khác nhau về số lượng kích thước, phân bố về không gian Việc phân loại các nguồn phát sinh chất thải rắn đóng vai trò quan trọng trong công tác quản lý chất thải rắn

Chất thải rắn sinh hoạt có thể phát sinh trong hoạt động cá nhân cũng như trong hoạt động xã hội như từ các khu dân cư, chợ, nhà hàng, công sở, khách sạn, trường học, công trình công cộng, các hoạt động xây dựng đô thị và các nhà máy công nghiệp

Ở một số nước phát triển trên thế giới lượng chất thải phát sinh được thể hiện ở dạng

biểu đồ hình cột dưới đây (hình 1.1)

Nhìn vào biểu đồ trên ta thấy lượng chất thải rắn của nước Đức, Anh lớn nhất so

với các nước kể trên

1.1.3.2 Thành phần và tính chất của chất thải rắn

Thành phần lý học, hoá học của CTR khác nhau tuỳ thuộc vào từng địa phương,

vào điều kiện thời tiết, khí hậu, các điều kiện kinh tế và nhiều yếu tố khác

“Nguồn: Báo cáo môi trường quốc gia (2011)”

Bảng 1.2 Đặc tính CTR ở các quốc gia có thu nhập thấp, thu nhập trung bình và thu nhập cao

Thành phần Quốc gia có thu

Khối lượng chất thải (kg/ngày)

Khối lượng riêng (kg/m3

Khối lượng riêng : là khối lượng CTR trên một đơn vị thể tích, tính bằng kg/m3 Khối lượng riêng của CTR sẽ khác nhau tuỳ theo cách lưu trữ như rác để tự nhiên không chứa trong thùng, rác chứa trong thùng không nén, rác chứa trong thùng đã nén

và còn khác nhau tuỳ theo từng vị trí địa lý, mùa trong năm, thời gian lưu trữ Khối lượng riêng của CTR lấy từ các xe rác dao động từ 180 – 420 kg/m3, giá trị đặc trưng vào khoảng 300 kg/m3

Độ ẩm : thường được biểu diễn theo hai cách đó là tính theo thành phần phần

trăm khối lượng ướt và thành phần phần trăm khối lượng khô Trong lĩnh vực quản lý CTR phương pháp dựa vào khối lượng ướt thông dụng hơn Độ ẩm của CTR dao động khoảng 30 -40%, trung bình 20%

Kích thước và sự phân bố kích thước : đóng vai trò quan trọng trong quá trình

thu hồi phế liệu, nhất là khi sử dụng các phương pháp cơ học như sàng, quay và các thiết bị phân loại nhờ từ tính

Khả năng tích ẩm : là tổng lượng ẩm mà CTR có thể tích trữ được Đây là thông

số quan trọng trong việc xác định lượng nước rò rỉ sinh ra trong bãi chôn lấp Phần nước dư vượt quá khả năng tích trữ của CTR sẽ thoát ra ngoài thành nước rỉ rác Khả năng tích ẩm của CTR thay đổi tuỳ theo điều kiện nén ép và thời gian phân huỷ của chất thải Khả năng tích ẩm của CTR trong trường hợp không nén có thể dao động trong khoảng 50 – 60%

 Tính chất hoá học

Đóng vai trò quan trọng trong việc lựa chọn phương án xử lý và thu hồi nguyên liệu Đối với thành phần rác hữu cơ dùng làm phân compost hoặc thức ăn gia súc, ngoài thành phần những yếu tố chính còn phải chú ý đến thành phần các yếu tố vi lượng

Ví dụ như khả năng cháy phụ thuộc vào tính chất hoá học của CTR, đặc biệt trong trường hợp chất thải là hỗn hợp những thành phần cháy được và không cháy được

Những tính chất cơ bản cần phải xác định đối với các thành phần cháy được trong chất thải rắn bao gồm :

 Độ ẩm (phần ẩm mất đi khi sấy ở 1050C)

 Thành phần các chất cháy bay hơi (phần khối lượng mất đi khi nung ở 9500

C trong tủ nung kín)

 Thành phần Carbon cố định (thành phần có thể cháy được còn lại sau khi thải các chất có thể bay hơi)

 Tro (phần khối lượng còn lại sau khi đốt trong lò nung hở)

Điểm nóng chảy của tro : là phần trăm mà tại đó tro tạo thành từ quá trình đốt

cháy, chất thải bị nóng chảy và kết dính tạo thành dạng rắn (xỉ) Nhiệt độ nóng chảy của CTR đặc trưng thường dao động khoảng 1100 -12000C

Các nguyên tố cơ bản : các nguyên tố cơ bản cần phân tích trong CTR bao gồm

Carbon (C), Hydro (H), Oxy (O), Nitơ (N), Lưu huỳnh (S) và tro Kết quả xác định các

nguyên tố cơ bản này thường được dùng để xác định công thức hoá học của thành phần chất hữu cơ có trong CTR, cũng như xác định tỷ lệ C : N thích hợp cho quá trình làm compost

Các chất dinh dưỡng và các nguyên tố vi lượng : nếu thành phần chất hữu cơ có

trong CTR được sử dụng sản xuất các sản phẩm nhờ các quá trình chuyển hoá sinh học như compost, methane, ethenol…thì số lượng về chất dinh dưỡng và nguyên tố vi lượng có sẵn trong CTR đóng vai trò quan trọng nhằm đảm bảo sinh dưỡng cho VSV cũng như yêu cầu của sản phẩm sau khi chuyển hoá sinh học

Bảng 1.3 Thành phần các nguyên tố trong CTRSH từ khu dân cư

Thành phần Phần trăm khối lƣợng khô (%)

0,5

6,4

6 5,9 7,2 6,6

- 11,6

38 42,7

0,4

2,6 0,3 0,3

- 4,6

2

10 3,4 0,2

<0,1

0,4 0,2 0,2

- 0,15

- 0,4 0,3 0,1

10

10 4,5 1,5

98,9

Kim loại

Bụi tro

4,5 26,3

- 0,2

 Cellulose : là sản phẩm ngưng tụ của glucose và đường 6 Carbon

 Mỡ, dầu và sáp là những este của rượu và axit béo mạch dài

 Lignin : là hợp chất cao phân tử các vòng thơm và các nhóm methoxyl

 Lignocellulose

 Protein

Khả năng phân hủy của thành phần chất hữu cơ : hàm lượng chất rắn bay hơi

được xác định bằng cách nung ở nhiệt độ 5500C, thường được sử dụng để đánh giá khả năng phân huỷ sinh học của chất hữu cơ trong CTR Tuy nhiên, việc sử dụng chỉ tiêu hàm lượng chất rắn bay hơi để biểu diễn khả năng phân huỷ sinh học của chất hữu trong CTR thông thường không chính xác vì một số thành phần chất hữu cơ rất dễ bay hơi nhưng khó phân huỷ (ví dụ giấy in báo) Cũng có thể sử dụng hàm lượng lignin có trong chất thải để xác định tỷ lệ chất hữu cơ có khả năng phân huỷ sinh học

Sự hình thành mùi : mùi sinh ra khi tồn trữ CTR trong thời gian dài giữa các

khâu thu gom, trung chuyển và đổ ra BCL nhất là những vùng khí hậu nóng ẩm do khả năng phân huỷ kỵ khí nhanh, các chất hữu cơ dễ bị phân huỷ có trong CTR

Sự sản sinh ruồi nhặng : vào mùa hè cũng như tất cả các mùa của những vùng

có khí hậu ấm áp, sự sản sinh ruồi nhặng ở những khu vực chứa CTR là những vấn đề đáng quan tâm

1.2 Các phương pháp xử lý chất thải rắn

1.2.1 Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp cơ học

1.2.1.1 Phân loại chất thải:

Phân loại chất thải là quá trình tách riêng biệt các thành phần có trong CTRSH, nhằm chuyển chất thải từ dạng hỗn tạp sang dạng tương đối đồng nhất Quá trình này cần thiết để thu hồi những thành phần có thể tái sinh có trong chất thải rắn sinh hoạt, tách riêng những thành phần mang tính nguy hại và những thành phần có khả năng thu hồi năng lượng

1.2.1.2 Giảm thể tích cơ học:

Nén, ép, rác là khâu quan trọng trong quá trình xử lý chất thải rắn Ở hầu hết các thành phố, xe thu gom thường được trang bị bộ phận ép rác nhằm tăng khối lượng rác, tăng sức chứa của rác và tăng hiệu suất chuyên chở cũng như kéo dài thời gian phục vụ cho bãi chôn lấp

1.2.1.3 Giảm kích thước cơ học:

Là việc cắt, băm rác thành các mảnh nhỏ để cuối cùng ta được một thứ rác đồng nhất về kích thước Việc giảm kích thước rác có thể không làm giảm thể tích mà ngược lại còn làm tăng thể tích rác Cắt, giã, nghiền rác có ý nghĩa quan trọng trong việc đốt rác, làm phân và tái chế vật liệu

1.2.2 Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp nhiệt

1.2.2.1 Hệ thống thiêu đốt

Quá trình đốt là quá trình biến đổi chất thải rắn dưới tác dụng của nhiệt và quá trình oxy hóa Bằng phương pháp đốt có thể giảm thể tích chất thải rắn khoảng 80 – 90% Nhiệt độ buồng đốt phải cao hơn 8000C, sản phẩm sau cùng bao gồm hỗn hợp khí

N, C, hơi nước, tro, S…

Hình 1.2 Lò đốt rác thải sinh hoạt

Các loại khí sinh ra có nhiệt độ cao có thể thu hồi năng lượng nhiệt này

Sử dụng chất thải làm nhiên liệu đốt: phân hủy chất thải bằng cách đốt cùng với các nhiên liệu thông thường khác để tận dụng nhiệt cho các thiết bị tiêu thụ nhiệt: lò hơi, lò nung, lò luyện kim, lò nấu thủy tinh… Lượng chất thải bổ sung vào đốt khoảng

12 – 25% tổng lượng nhiên liệu

1.2.2.2 Nhiệt phân

Là quá trình phân hủy hay biến đổi hóa học chất thải rắn bằng cách nung nóng trong điều kiện không có sự tham gia của oxy Sản phẩm của quá trình nhiệt phân bao gồm rắn, lỏng, khí Quá trình nhiệt phân xảy ra trong 2 giai đoạn:

- Giai đoạn 1: là quá trình khí hóa, chất thải được gia nhiệt để tách các thành phần dễ bay hơi như khí cháy, hơi nước, H2, CO, … ra khỏi thành phần cháy không hóa hơi và tro

- Giai đoạn 2: các thành phần bay hơi được đốt ở điều kiện phù hợp để tiêu hủy hết các cấu tử nguy hại và kèm thay quá trình thu hồi năng lượng

Nhiệt phân bằng hồ quang – plasma: thực hiện quá trình đốt ở nhiệt độ cao (có thể đến 10.0000C) để tiêu hủy chất thải có tính độc cực mạnh Sản phẩm là khí H2, CO, khí axit và tro

1.2.2.3 Hệ thống khí hóa

Quá trinh khí hóa là quá trình đốt chất thải rắn trong điều kiện thiếu oxy Mặc

dù phương pháp này được phát hiện vào thế kỷ 19 nhưng việc áp dụng xử lý chất thải rắn chỉ được thực hiện trong thời gian gần đây Kỹ thuật khí hóa được áp dụng với mục đích giảm thể tích chất thải và thu hồi năng lượng

1.2.3 Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp chuyển hóa sinh học và hóa học

1.2.3.1 Quá trình ủ phân hiếu khí

Là quá trình biến đổi sinh học được sử dụng phổ biến nhằm mục đích là biến đổi chất thải rắn dạng hữu cơ tạo thành các chất vô cơ dưới tác dụng của vi sinh vật tạo thành các sản phẩm dạng mùn ( phân compost)

1.2.3.2 Quá trình phân hủy lên men kỵ khí

Quá trình biến đổi sinh học được sử dụng để phân hủy chất thải có hàm lượng chất rắn từ 4 – 8% dưới tác dụng của vi sinh vật trong điều kiện yếm khí Sản phẩm tạo thành là các khí metan từ các chất thải của con người, động vật, các sản phẩm thừa từ nông nghiệp và từ chất thải hữu cơ của đô thị Quá trình phân hủy lên men kỵ khí được

áp dụng rộng rãi trên thế giới Sản phẩm cuối cùng là khí metan, khí CO2 và chất mùn

ổn định dùng làm phân bón

1.2.3.3 Quá trình chuyển hóa hóa học

Quá trình này bao gồm một loạt các phản ứng thủy phân được sử dụng để tái sinh các hợp chất như glucose và một loạt phản ứng dùng tái sinh dầu tổng hợp, khí và acetate cellulose

Kỹ thuật sử dụng chất thải rắn bằng phương pháp hóa học phổ biến là phản ứng thủy phân cellulose dưới tác dụng acid thành glucose và quá trình biến đổi metan thành methanol

 Phản ứng thủy phân axit:

Cellulose hình thành do sự liên kết của hơn 3.000 đơn vị phân tử glucose, cellulose có đặc điểm là tan trong nước và dung môi hữu cơ, nhưng hầu như không phân hủy bởi tế bào Nếu cellulose được phân hủy thì glucose sẽ được tái sinh Quá trình thực hiện bằng phản ứng hóa học cơ bản như sau:

 Sản xuất metanol từ metan:

Metan được hình thành từ quá trình phân hủy yếm khí của các chất thải rắn hữu

cơ có thể được biến đổi thành methanol

Quá trình biến đổi được thực hiện bằng 2 phản ứng sau:

Xúc tác

CH4 + H2O CO + 3H2

Xúc tác

CO + 2H2 CH3OH

Thuận lợi của việc sản xuất methanol từ khí biogas có chứa metan là methanol

có thể lưu trữ và vận chuyển dễ dàng hơn là việc vận chuyển khí metan

1.2.3.4 Năng lượng từ quá trình chuyển hóa sinh học của chất thải rắn

Một khi các sản phẩm được hình thành từ chất thải rắn hoặc từ quá trình phân hủy yếm khí (tạo khí metan) hay từ biến đổi hóa học (tạo khí methanol), thì những

bước thực hiện tiếp theo là sử dụng và lưu trữ Nếu các sản phẩm này sinh ra năng lượng thì đòi hỏi cần thực hiện những bước biến đổi tiếp theo Biogas có thể sử dụng trực tiếp để đốt các động cơ đốt trong hoặc là sử dụng khí này làm quay tuabin, để tạo

Hình 1.3 Bãi rác Đà Lạt, rác được đẩy xuống vực và chôn lấp hở gây ô nhiễm nặng

1.2.4.2 Chôn rác thải dưới biển

Rác thải được vận chuyển bằng các sà lan đem đổ xuống biển ở độ sâu thích hợp (180 – 200m) để tránh va chạm tàu thuyền

1.2.4.3 Bãi rác hợp vệ sinh

Là bãi rác được thiết kế phương pháp đổ bỏ rác sao cho mức độ gây độc hại đến môi trường là nhỏ nhất Tại đây rác được đổ bỏ bằng cách trải rộng trên mặt đất, sau đó nén và bao phủ bằng một lớp đất dày 1,5cm ( hay bằng vật liệu bao phủ) sau mỗi ngày

Khi bãi rác chứa hết công suất thiết kế, một lớp đất hay vật liệu bao phủ được phủ lên dày khoảng 60cm

Hình 1.4 Công trường xử lý rác tại bãi rác Phước Hiệp, Củ Chi, TP.HCM

 Ưu điểm của bãi chôn lấp hợp vệ sinh:

- Đây là phương pháp kinh tế nhất, vốn đầu tư ban đầu thấp, chi phí vận hành thấp

- Xử lý được nhiều các loại chất thải mà không cần phân loại

- Đáp ứng được quá trình xử lý khi khối lượng rác gia tăng

- Các côn trùng, chuột bọ, ruồi muỗi khó sinh sôi nảy nở

- Các hiện tượng cháy ngầm, cháy bùng nổ khó xảy ra và mùi hôi giảm đáng

kể

- Ít gây ô nhiễm nước ngầm, nước mặt

- Tiện sử dụng sau khi bãi rác hết công suất

 Nhược điểm của bãi chôn lấp hợp vệ sinh:

- Đòi hỏi diện tích lớn

- Đất phủ bề mặt dễ bị phát tán

- Chất thải từ bãi rác nếu không được xử lý gây ô nhiễm môi trường

1.3 Giới thiệu tổng quan về công nghệ sản xuất phân compost trong nước và

trên thế giới

1.3.1 Định nghĩa

Hiện tại có nhiều định nghĩa về quá trình chế biến compost và compost, một định nghĩa thường được sử dụng là định nghĩa của Haug 1993 Theo Haug, quy trình chế biến compost và compost được định nghĩa như sau:

“ Quy trình chế biến compost là quá trình phân hủy sinh học và ổn định chất hữu cơ dưới điều kiện thermophilc 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 humus, không chứa các mầm bệnh, không lôi kéo côn trùng, có thể được lưu trữ an toàn và có lợi cho sự phát triển của cây trồng”

1.3.2 Các phản ứng sinh hóa xảy ra quá trình ủ

1.3.2.1 Các phản ứng sinh hóa

Các chất thải hữu cơ thích hợp cho việc ủ phân compost có thành phần thay đổi rất lớn Các chất thải sinh hoạt và và bùn lắng trong rác thải sinh hoạt thường có thành phần không đồng nhất Trong khi đó chất thải từ các nhà máy chế biến thì thành phần đồng nhất Quá trình phân hủy các chất thải hữu cơ diễn ra rất phức tạp theo nhiều giai đoạn và sản phẩm trung gian

Ví dụ quá trình phân hủy protein bao gồm các bước:

Protein  peptides  amino axit  hợp chất amonium  nguyên sinh chất của vi khuẩn và N hoặc NH3

Đối với hydratcacbon, quá trình phân hủy xảy ra theo các bước sau:

Hydratcarbon  đường đơn  axit hữu cơ  CO2 và nguyên sinh nhất của vi khuẩn

Chính xác là những chuyển hóa hóa sinh xảy ra trong quá trình compost vẫn chưa được nghiên cứu chi tiết Quá trình phân hủy các chất thải hữu cơ trong ủ compost diễn ra rất phức tạp, có thể phân biệt dựa vào 4 pha sau đây:

- Pha thích nghi (Latent phase): là giai đoạn cần thiết để vi sinh vật thích nghi với môi trường mới

- Pha tăng trường (Growth phase): đặc trưng bởi sự gia tăng nhiệt độ do quá trình phân hủy sinh học đến ngưỡng nhiệt mesophilic

- Pha ưa nhiệt (Thermophilic phase): là giai đoạn nhiệt độ tăng cao nhất Đây

là giai đoạn ổn định hóa chất thải và tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh hiệu quả nhất Có thể biểu diễn phản ứng sinh hóa xảy ra trong pha này bằng phương trình sau:

CHONS + O2 + VSV hiếu khí  CO2 + NH3 + SP khác + năng lượng

CHONS + O2 + VSV kị khí  CO2 + H2S + NH3 + CH4 + SP khác + năng lượng

- Pha trưởng thành (Maturation phase): là giai đoạn giảm nhiệt độ đến mức mesophilic và cuối cùng bằng nhiệt độ môi trường Quá trình lên men lần thứ hai chậm và thích hợp cho sự hình thành keo mùn ( là quá trình chuyển hóa các chất hữu cơ thành mùn và các khoáng chất sắt, canxi, nito…)và cuối cùng thành mùn Quá trình Nitrat hóa với amoni làm sản phẩm trung gian bị oxy hóa sinh học tạo thành Nitrit (NO2-) và sau cùng là nitrat (NO3-) Phương trình xảy ra như sau:

Nitrosomonas bacteria

NH4+ + 3/2O2 NO2- + 2H+ + H2O (1)

22 NH4+ + 37O2 + 4CO2 + HCO3-  21 NO3- + C5H7O2N + 20 H2O + 42H+

Đồ thị 1 Biến thiên nhiệt độ của các pha

Pha trưởng thành

Biến thiên nhiệt độ trong quá trình ủ compost

trong điều kiện tự nhiên hiện diện trong chất thải Các tổ chức này gồm các loại VSV như vi khuẩn, nấm, động vật nguyên sinh (protozoa)

Chất thải hữu cơ được phân hủy bắt đầu từ sinh vật tiêu thụ bậc 1 như vi khuẩn, nấm Sự ổn định chất thải do các phản ứng của vi khuẩn thực hiện Trong thời gian đầu, vi khuẩn thích hợp với điều kiện mesophilic xuất hiện trước, khi nhiệt độ tăng vi khuẩn mesophilic xuất hiện chiếm hầu hết các vị trí trong khối ủ

Thermophilic nấm thường tăng trưởng từ 5 – 10 ngày sau khi ủ Nếu nhiệt độ cao hơn 65 – 700

C thì nấm và hầu hết các vi khuẩn bị ức chế và chỉ còn các dạng bào

tử có thể phát triển Trong giai đoạn cuối cùng, khi nhiệt độ giảm nhóm vi khuẩn Actinomycetes trở nên chiếm ưu thế làm cho bề mặt đống ủ sẽ xuất hiện màu trắng hoặc nâu

Các loại vi khuẩn thermophilic, hầu hết các loài Bacillus đóng vai trò quan trọng trong việc phân hủy protein và hợp chất hydratcacbon Mặc dù chỉ hoạt động bên lớp ngoài của đống ủ và chỉ hoạt động vào giai đoạn cuối nhưng nhóm Actinomycetes đóng vai trò quan trọng trong việc phân hủy cellulose, lignin và các chất bền vững khác Sau giai đoạn tiêu thụ bậc 1 hay sơ cấp thực hiện xong, các chất này sẽ là thức ăn cho vi sinh vật tiêu thụ thứ cấp như ve, bọ cánh cứng, giun tròn, động vật nguyên sinh

1.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quy trình chế biến compost

1.3.3.1 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 – 600C, 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

Bảng 1.4 Giới hạn chịu nhiệt tốt nhất của vi sinh vật

Vi sinh vật Nhiệt độ giới hạn ( 0 C) Nhiệt độ tốt nhất ( 0 C)

sẽ trải qua nhiều chu trình chuyển hóa, oxy hóa 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, nito sẽ bị thất thoát dưới dạng

NH3 đặc biệt trong điều kiện nhiệt độ cao, pH cao và có thổi khí Tỷ lệ C:N ở sản phẩm compost thu được thông thường 15 – 20 là tốt nhất

Ngoài hai nguyên tố carbon, nito 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 tùy 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 1.5 Tỷ lệ C/N của chất thải

Chất thải N(% trọng lƣợng khô) Tỷ lệ C/N

1.3.3.3 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% Nếu độ ẩm thấp hơn 20% không đủ cho sự tồn tại của VSV Còn độ ẩm quá cao sẽ dẫn đến tình trạng rò rỉ chất dinh dưỡng và bất lợi cho quá trình thổi khí, do các lỗ hổng không gian bị bịt kín và chứa đầy nước không cho không khí đi qua, vật liệu sẽ không xốp và tạo môi trường yếm khí bên trong khối

ủ compost

1.3.3.4 Vi sinh vật

Không có gì có lợi bằng sự tham gia của vi sinh vật đối với việc chế biến phân Compost từ rác hữu cơ Trong quá trình chế biến có sự tham gia của nhiều loại VSV khác nhau như nấm, vi khuẩn, khuẩn tia ( Actinomycetes) đôi khi còn có tảo…

Hầu hết hoạt động của vi sinh trong quá trình chế biến Compost có đến 80 – 90% là vi khuẩn

Một trong những yêu cầu sản xuất Compost là phải hạn chế đến mức tối đa các loài VSV gây hại có trong sản phẩm, do đó để đảm bảo tiêu chuẩn tiêu diệt mầm bệnh, trong lúc vận hành chế biến Compost cần đảm bảo nhiệt độ để có thể tiêu diệt hết mầm bệnh

1.3.3.5 Làm thoáng

Không khí ở môi trường xung quanh được cung cấp tới khối Compost để VSV

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 bện trong khối Compost gây mùi hôi

Để cung cấp không khí cho khối Compost có thể thực hiện được bằng cách đảo trộn và thổi khí

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

1.3.3.7 Kích thước hạt

Kích thước hạt là yếu tố ảnh hưởng đến khả năng giữ ẩm và tốc độ phân hủy Quá trình phân hủy hiếu khí sẽ 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, do đó có thể làm tăng tốc độ phân hủy trong một khoảng độ xốp nhất định

Đường kính của hạt tối ưu là 3 – 50mm Hạt có kích thước quá nhỏ sẽ có độ xốp thấp, ức chế tốc độ phân hủy Còn hạt quá lớn sẽ có độ xốp cao, làm cho sự phân bố khí không đồng đều, không có lợi cho quá trình chế biến Compost

bổ sung vật liệu chất hữu cơ như rơm rạ, vỏ trấu, mùn cưa

1.3.4 Chất lượng Compost

Chất lượng Compost được đánh giá dựa trên 4 yếu tố sau:

- Mức độ lẫn tạp chất ( thủy tinh, plastic, đá, kim loại nặng, chất thải hóa 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, hoai của phân) và hàm lượng chất hữu cơ

1.3.5 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 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 Nito, Photpho, Lân,

Magie, 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 hòa 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 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 loài côn trùng phá hoại đất đai, gây bệnh cho cây trồng

Bảng 1.6 Tiêu chuẩn ngành 10 TCVN 526-2002 cho phân hữu cơ vi sinh vật từ rác

thải sinh hoạt Yêu cầu kỹ thuật, phương pháo kiểm tra của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn

Mật độ vi sinh vật hữu hiệu (đã được tuyển

chọn) (không được lớn hơn)