Luận văn nghiên cứu thực nghiệm làm phân compost từ rác thải sinh hoạt Đô thị hà nội và Ứng dụng Để trồng một số cây rau ngắn ngày

Chất thái 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, khách sạn, công sở, trường học, công trình công

LOI CAM DOAN

Tôi xin cam đoan quyền luận văn được chính tôi thực hiện đưới sự hướng din của T8 Nguyễn Hoài Nam với để lài nghiên cứu “ Nghiên cửu thực nghiệm làm phân compost ti rác thải sinh hoạt dã thị Hà Nội về ứng dụng đễ trồng

một số cây raw ngắn ngày.” Đây là đề tài nghiên cứu mới, không trùng lặp với

các để tài luận văn nảo trước đây, do dó không sỏ sự sao chép của bat kỉ luận

văn nào, Nội đụng của luận văn được thể hiện theo đúng quy định, các nguồn tat

liệu, tư liệu nghiên cứu va sử dụng trong luận vin déu dược trích đẫn nguồn

Nếu xây ra vấn đề gì với nội dung luận văn này, tôi xin chịu hoản loàn trách

nhiệm thco quy định

1Hà Nội, Ngày 28 tháng 02 năm 2018

Tác giá luận văn

Bùi Tuẫn Anh

LOI CAM ON

'Trong suốt quá trình thực hiện để tải này tôi đã nhân được sự giúp đỡ của rất nhiều các cả nhân và tập thể Trước hết, tôi xin bảy tổ lòng biết ơn sâu sắc đến

thầy TS Nguyễn Hoài Nam là người trực tiếp giảng dạy, hướng dẫn tôi trong

quá trình nghiên cứu làm luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn sự đóng góp ý kiến quý báu của thầy cùng các thầy giáo, cô giáo, bạn bẻ và sự động viên quan

tâm của gia dinh Tôi xin chân thành cảm ơn Đan lãnh dạo trường Đại học Thủy

Lợi, Trung tâm thí nghiệm thực hành và môi trường là các cả nhân, đơn vị đã

tạo điều kiện tốt nhất cho tôi trong quá trình thu thập số liệu, đặc biệt tôi muốn

bay t6 long biét on đến bế mẹ dã déng viên, chăm sóc và giúp đỡ tôi Với thời

gian nghiên cứu hạn chế, sự hiểu biết có hạn, luận văn không thể tránh khói

những thiểu sót Tôi rất monp nhận dược sự dóng póp ÿ kiến của các thầy piáo,

cô giáo củng với những người quan tâm để nội dung luân văn được hoàn thiện hon

Tôi xin chân thành cẩm on!

Hà Nôi ngảy tháng năm 2018

Học viên thực hiện

Bủi Tuấn Anh

bà

1.1 Đặc diễm rác thái hữu cơ Lừ hoại dong sinh hoạt - 12

1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình làm nhân ComposL 24

1.4.1 Sự ra đời và phát triển của phân compost 35 1.4.2 Tình hình nghiên cứu va sán xuất phân compost tai Việt Nam 40

1.5 Diều kiện tự nhiên kinh tế - xã hội thành phố Hà Nội 44

2.2Phuong phap kiém tra va kiém sodt qua trinh u phan compost 56

3.1.2 Kéi qua phan compost hiéu khi va yém khỉ không EMIC 64

3.2 Biến dỗi của nước rỉ ráo phát sinh trong quá trình phân húy sinh hoe ?2

3.4 Xây đựng chương trình truyền thông môi trường cho rác thải sinh hoạt đô

thị - - - - - 80

3.4.1 Phân tích đối tượng truyền thông

3.4.2 Xác dmh mục tiêu truyền thông

3.4.4 Đánh giá chương trình truyền thông môi trường, _.87 KẾT LUẬN VẢ KIÊN NGHỊ

DANITMUC INI ANIL

Hình 1.]: Biếu diễn mỗi quan hệ giữa độ ẩm và không khí (nghĩa là oxy) Hình 1.2: Quy trình công nghệ hệ thống Compost Lema

Tình 1.3: Quy trình công nghệ compost Steinmucller

Hình 1.4: Sơ dé diy chuyền công nghệ xử lý rác thải Hà Nội

Tĩïnh 2.1: Mô hình thi nghiém

Biểu dỗ 3.2 : Sự sụp giảm của khối rác thể hiện

DANIIMUC BANG BIEU

Bảng 1.1 Thanh phan vật lý của chất thải rắn

Bang 1.2 Thành phần các nguyên lồ trong các loại chất thải rẫn 17

Bang 1.3 Liễu kiện tối ưu cho quá trình ủ phân compost

Bảng 1.4 Hàm lượng N và tỷ lệ C:N có trong loại rác thải vả chất thải

Biểu đỗ 1 1: Sự biến đổi của pH biểu điển theo thời gian trong quả trình sẵn xuất

31 35

Bang 2.2: Các yếu tố môi trường ảnh hướng dến vị sinh vật _ 60

Bang 3.1 Bang téng hop khẩi lượng rác hữu cơ đưa vào thủng ủ 63

Biểu dé 3.1 : Sự sụp giảm của khối rác thể hiện - _ 65

Đảng 3.5 - 8o sánh lượng nước rỉ ráo tạo thành và diễn biến của nước thải 72

Biểu đỗ 3.3 Liễn biến của nước rỉ rác trong quá trình ủ phân sinh học 74

Bing 3.6: Kết quả phân tích chất hữu cơ, Nitơ tống số và Photpho

Bang 3.8 Giá trị của pH trong các giai đoạn của quá trình ủ

Bang 3.9 Tiên chí đánh giá tài liệu truyền thông

DANILMUC TU VIET TAT

Nội dung diễn dải

MỞ BẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài:

Tgày nay, ô nhiễm môi trường do quá trình phát thải trong sản xuất nông nghiệp

đang trở thành vấn đề lén đối với các quốc gia đang phát triển, đặc biệt là nước

nông nghiệp như Việt Nam Việc lạm dụng các loại phân bón, hóa chất bảo vệ

thực vật trong sản xuất nông nghiệp và quá trình xử lý các phụ phẩm, chất thải

trong trồng trọi, chăn nuôi chưa triệt để Hoá chất sử dụng ngày oàng nhiều

nhưng các biện pháp làm sạch môi trường đồng ruộng, diệt trừ mẫm bệnh trước

khi bước vào vụ sản xuất mới lại it được nông đân quan tâm Do vậy lượng phân

bón và hoá chất báo vệ thực vật còn đọng lại trong đất khả lớn đã gây ô nhiễm

môi trường, ảnh hưởng tới sức khỏe con người Bên cạnh đó, chất thải từ chăn

nuôi không qua xử lý Ổn định và nước thải không qua xử lý xã trực tiển ra môi

trưởng gây ô nhiễm nghiễm trọng

Hà Nội, thủ đô của Việt Nam, trung tâm kinh tế văn hóa chỉnh trị xã hội, là một

trong những thành phố lớn nhất nước, nơi cỏ mật dộ dân cư đông thir hai trong

cả nước Theo kết quả của một số bài báo năm 2015, trên dịa bàn Hà Nội lượng

Tác sinh hoạt thải ra môi trường là khoảng 5.400 tấn, cao điểm lên tới trên 7.000

tấn, khối lượng rác sinh hoạt tăng trung bình 15% một năm, tổng lượng rác thải

Ta ngoài môi trường lên tới 5.000 tân/ngày Cho đến nay thì biện pháp xử lý rác thải sinh hoạt đô thị Ià Nội chủ yếu vẫn là đem đi chôn lấp, mà lượng rác thải

sinh hoạt hàng ngảy rất lớn đặc biệt chú yếu nhiều thành phần hữu cơ, khi dem

chôn lắp tăng lượng C114 do phân ứng ky khí, gây hiệu ứng nhà kinh lớn nhiều

lần so với CO2 Với một lượng rác hữu co lớn vậy nếu cứ thải ra môi trường

liên tục thì sẽ vô cùng 6 nhiễm, mặt khác sẽ làm lãng phi nguồn tai nguyên từ Tác,

Từ những bắt cập trên tôi quyết định lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu tưực nghiệm

làm phân compost từ rác thải sinh hoạt dô thị Hà Nội và ứng dựng dé tréng

;mật số cây rau ngắn ngày " nhằm giải quyết lượng rác thải sinh hoạt thải ra môi

trường, đằng thời có chiến lược phương hướng sử dựng nguỗn lải nguyên là rác

để phục vụ cho nhu câu hàng ngày trên diễn rộng địa bản toàn thành phố

2 Mục tiêu của ĐỀ tài:

2.1 Mục liêu trước mắt

- Làm cho người dan quan tâm hơn về rác thải do hoạt động sinh hoạt của mình

- Giúp cho người đân nắm bắt được quy trình làm phần hữa cơ tại nhà

- Tạo kiến thức, nền tăng cho các để Lài nghiên cửu tiếp theo sau này

- Giúp người dân phân loại rác tại chỗ tốt hơn

2.2 Mục tiêu lâu dài

~ lượng rác sinh hoạt được giảm thiểu

- Tiết kiêm kinh phi cho người dan

- Giâm sử dụng lượng phân bón hóa hoc

- Bảo vệ môi trường

3 Pham vi và déi tượng nghiên cứu:

3.1 Pham vi nghiên cứu

- Trung tâm thành phố II Nội

3.2 Déi tượng nghiên cửu

~ Thành phần rác thải là rác hữu cơ như : Cơm thừa, cọng rau, vỏ trải cây

4 Phương pháp nghiên cứu:

4.1 Phương pháp kế thừa, tổng hợp

- Tải liệu về điều kiện tự nhiên thủy văn và điều kiện kinh tế - xã hội tại khu

vực nghiên cứu

- Tải liệu về công tác quần lý môi trường tại khu vực nghiên cứu

- Quy trình làm phân compost từ rác thải sinh hoạt

4.2 Phương pháp khảo sát điều tra thực dia

Khảo sát hiện trạng môi trường và tỉnh hình xử lý rác thải tại khu vự nghiên

4.4 Phương pháp phân tích, xứ lý số liêu

Dùng các phần mềm tính toán như Exoel, xử lý các số liệu thu thập trong quá

trình thí nghiệm và tiến hành tính toán số liệu

5 Kết quả dự kiến đạt được:

- Xác định được thời gian phân hủy rác hữu cơ quy mồ hộ gia định

- So sánh hai mô hình ủ phân compost sử dụng và không sử dụng chế phẩm sinh

học

- Luựa chọn vật liệu chế tạo thùng phục vụ cho việc ủ phần compost

- Xây dựng mồ hình lảm phân compost quy mô hộ gia dinh

- Ung dung tính hiệu qua của phan compost voi một số cây rau ngắn ngày

- Xây dựng chương trình truyền thêng mô hình để nhân rộng, phố biến trên địa

bản Loàn thành phố

CHUONG 1 TONG QUAN

1.1 Dặc điểm rác thải hữu cơ từ hoạt động sinh hoạt

Trong cuộc sống hảng ngày, can người không chỉ tiêu thụ và sử dụng một số lượng lớn các nguyên liệu, thực phẩm để tồn tại và phát triển, mà đồng thời cũng

vút thải cho thiên nhiên vả môi trường sống lượng rác thải có nguy cơ hủy hoại

mỗi trường, làm mắt cảnh quan môi trường Một trong số lượng ráo thải đó lá

Tác thải hữu cơ từ các hộ gia đỉnh

Rắc thái từ hoạt động sinh hoạt ngày cảng chiếm một khối lượng và tỷ lệ rác thải

tắt lớn so với các rác thải vô cơ khác

Rác thải từ hoạt đồng sinh hoạt lả những vật liệu dễ phân húy, và gây thôi rita

Ráo thái tử hoạt động sinh hoạt được thu gom phân loại riêng lại nguồn, gây khó

khăn cho việc xử lý Tác

Rác thải hữu cơ từ hoạt dộng sinh hoạt sẽ khó được tân dụng tái chế thành phân

hữu cơ nếu không được phân loại tai nguồn Vì vay can phải được thu gom và phân loại riêng trong những chất liệu đặc biệt để phân hủy

Với thành phần, đặc điểm của rác thải hữu cơ từ hoạt động sinh hoạt thì con

người chúng ta không ngừng nâng cao hiểu biết và tìm ra những phương pháp hữu hiệu nhất dễ góp phần nâng cao đời sống vả đặc biệt là bảo vệ môi trường,

sống của nhân loại Và xử lý được rác thải nhà bếp người ta đã ứng dụng nhiều

nha may chế biển phân compost, cic nhà máy tải chế rác thấi sinh hoạt

Với xu hướng xứ lý rác thải thân thiện với môi trường thì mô hình sân xuất phan

compost tix ric thải sinh hoạt với quy mô hô gia dình là một trong những biên

pháp không những giúp giảm thiểu được tổng lượng rác thải mà côn tạo cho người dan ching ta bắt đầu tiếp xúc với việc nghiên cứu khoa học Sản xuất ra

lượng phân compost phục vụ cho trồng cây rau ngắn ngày ở các hộ gia đình đô

thị

Nguồn gắc phải sinh chất thải rẫn:

Chất thải rắn sinh hoạt phát sinh từ nhiều nguồn khác nhau, có thể ở nơi này hay

ở nơi khác, chúng khác nhau về số lượng, kích thước, phân bỗ về không gian

Việc phân loại các nguồn phát sinh chất thải rắn đóng vai trò quan trọng trong

công tác quản lý chất thái rắn Chất thái 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, khách sạn, công sở, trường học, công trình công cộng, các hoạt động xây

đựng đô thị và các nhà máy công nghiệp

Vinh chdt vat ly:

Những tính chất vật lý chủ yêu của chất thải rắn bao gồm: khối lượng riêng,

độ âm, kích thước hạt và sự phân bỗ kích thước, khả năng giữ nước và độ xốp

của chất thải rắn đã nén

hỏi lượng riêng: lả khối lượng chất thải rẫn trên một đơn vị thể tích, tính

bing kg/m’ Khéi lương riềng của chit thai ran tủy thuộc vào điều kiên mà rác

tần tại như rác chứa trong thủng không nén hay la trong thủng đã nén, rác để

ngoài tự nhiên, và còn khác nhau tủy theo từng vị trí địa lý, giữa các mùa trong,

năm, thời gian lưu trữ Khôi lượng riếng của chat thai rin lây từ các xe rác dao

đồng từ 180 — 420 kg/mẺ, giá trị đặc trưng vào khoảng 300 kg/m”

! Độ ẩm: được thể hiện theo hai cách là tính theo thành phần phần trăm khối

lượng ướt và thành phần phần trăm khối lượng khô Trong quản lý chất thải rắn

phương pháp tinh theo thành phần phân trăm khỏi lượng ướt thường được sử

đụng hơn, và được tính như sau

me ((W-d)/W}*100

Trong đó a: độ ấm, % khổi lượng

W: khéi luong miu ban đầu, kg

d: khếi lượng mẫu sau khi sấy khô ở 105°C, kg

+ Kích thước và cấp phối hại: đóng vai trò quan trong trong việc tỉnh toán va thiết kế các phương tiên thu hỗi vật liệu, đặc biết là các sảng lọc phân loại bằng,

máy hoặc phân chia loại bằng phương pháp từ tính

+ Khá năng giữ nước thực tế: lá toản bê lượng nước mà chất thải có thể piứ lại

trong mẫu chất thai dưới tác dụng của trọng lực Khả năng giữ nước của chất

thải rắn là một chỉ tiêu quan trọng trong tính toán xác định lượng nước rò rỉ từ

bãi rác Khả năng giữ nước thực tế thay đổi phụ thuộc vào lực nén va trang thái

phân hủy của chất thải Khả năng giữ nước của hỗn hợp trong trường hợp không

niên từ các khu dân cư và thương mại dao dộng khoảng 50-60% (đây là độ ẩm tối

tru thuận lợi cho quá trinh 4 phan sinh hoc)

I Độ thẩm (tinh thấm) của chất thải đã được nén: là tính chất quan trọng, chỉ

phối và điều khiển sự đi chuyển của dòng chất lòng, các khi bên trơng Dựa vào

tinh chất nảy chúng ta có thể tỉnh toán thiết kế các hệ thống thu nước rác, hệ

thông thổi khí trong hãi rác, cũng như trong công nghệ ú phân sinh học

Kim loại không thé

tm font không tiep 14 2 2-6 3 128- 320

'Tỉnh chất hóa học của chất thai rắn

Đóng vai trỏ quan trọng trong việc đánh giá các phương pháp, lựa chọn phương

thức xữ lý và tái sinh chất thải Như với các thành phần hữu cơ la có thể tiễn

hành ủ phân sinh học hoặc làm thức ăn chơ gia súc Hay khả năng đốt cháy vật

liệu rác tùy thuộc vào thành phần hóa học của chất thải rắn

Các tính chất hóa học của chất thải rắn cần quan tâm:

- Diễm nóng chấy của tro: là nhiệt độ đốt cháy chất thải để tro sẽ hình thành

một khối chất rắn (gọi là clinker) do sự nâu chảy và kết tạ Nhiệt độ nóng chay

để hình thành clinkcr từ chất thải rắn trong khoảng 1100 — 1200°Œ

- Các nguyên tế cơ bản bao gầm các nuyên tố Carbon (C), Hydro (H), oxy (O), Nito, Luu huỳnh (5), và tro Kết quả phân tích cuối củng thường được đùng để

mồ tả các thành phần hỏa học của chắt hữu co trong chất thái rắn, cũng như xác

định tỷ lệ C/N của chất thải có thích hợp cho quá trình chuyên hóa sinh học làm

phân hữu cơ sinh học hay không,

- Các chất định dưỡng và nguyên tố vi lượng: nếu thanh phần hữu cơ có trong

chất thải rắn được sử dụng sẵn xuất các sản phẩm nhờ các quá trình chuyển hóa

sinh học như phân hữu cơ, cthanol, methane, thi số lượng về chất định dưỡng

và nguyên tố vi lượng có sẵn trong chat thai rin đóng vai trỏ quan trong nhằm

đâm bảo đỉnh dưỡng ch VSV cũng như yêu cầu của sản phẩm sau khi chuyển

hóa sinh học

Bảng thành phần các nguyên tổ trong chất thải rắn từ khu din cư

Bảng 1.2 Thành phần các nguyên tổ trong các loại chất thải rắn

Các chất hữu cơ đêu có thế phần hủy sinh học ngoại trừ nhựa, cao su, đa

Các thành phần được phân loại về phương điện sinh học thành các dạng hợp

chất khác nhau để đánh gia chủng VSV tham gia xử lý sinh hoc chiếm ưu thế

Cu thé như gồm các đạng vật chất như

Các phân tử hòa tan được trong nước: đường, tỉnh bột, amino axit, và các axit hữu cơ khác

Bản cellulose: các sản phẩm ngưng tụ của đường 5 va 6 carbon

Cellulose: san pham ngung tụ của dudmg glucose 6 carbon

Dau, mỡ, và sáp: là những cster của aleohols và axit béo mach dai

Lignin: 14 hop chat cao phân tử các vòng thơm và các nhém methoxyl

Lignocelluloza: hợp chất do lipnin và cclluloza kết hợp với nhau

Protem: chat tao thanh ti su kết hợp chuỗi các amina axit

Đối với chất thải rắn đô thị hầu hết các chất hữu cơ đều có thể được

chuyển hỏa sinh hoc thành khí, các chất vô cơ và các chất trơ khác Đây là diều kiện tốt cho phương pháp ủ phân sinh học 'ính chất sinh học được thể hiện qua

3 chỉ tiêu sau:

Khả năng phân hủy của các thành phần chất hữu cơ:

Tiảm lượng chất rắn bay hơi (V8) được xác định bằng cách nung ở nhiệt

độ 550°C, thường được sử dụng để đánh giá khả năng phân hủy sinh học của

chất hữu cơ trong chất thải rắn Tuy vậy, việc sử dụng hàm lượng chit rin bay

hoi (VS) để biểu diễn khả năng phân hủy sinh học của chất hữu cơ trong chất

thải rắn thường không chính xáơ vi mật số thành phan chất hữu cơ dễ bay hơi

nhưng lại khó phan hủy như giấy in, báo Cũng có thé str dụng hàm lượng lignin

có trong chất thải để xác định tỷ lệ chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh

học.Trong thực tế chất thải rắn thường dược phân loại theo thành phần phân hủy

chậm và phân hủy nhanh

b Sự hình hành mùi hôi: phát sinh khi chất thái rắn được lưu trữ trong thời gaan đải ở một nơi giữa các vị trí thu gom, tram trung chuyển, vả nơi chỗn lấp, nhất lả

tai các nơi có khi hậu nóng âm

c Sự phát sinh ruỗi nhặng : ở các vùng khí hậu Âm áp, nóng âm, sự sẵn sinh ruôi

nhing ở những khu vực chứa chất thải rắn là vấn để quan trọng đáng quan tâm

18

Phân loại chất thải rắn:

Chất thải rắn có thể phân loại bằng nhiều cách khác nhau:

- Phân loại dựa vào nguốn gốc phát sinh như: rác thải sinh hoại, văn phòng, thương mại, công nghiệp, dường phố, chất thải rắn trong quá trình xây dựng hay

đập phá nhả xưởng

- Phân loại dựa vào đặc tỉnh tự nhiên như các chất hữu cơ, vô cơ, chất có thể

cháy hoặc không có khả năng chảy

Tuy nhiên, căn cứ vào đặc điểm chất thải có thể phân loại chất thải rắn thành

ba nhóm lớn: chất thải đồ thị, chất thãi công nghiệp và chất thải nguy hại

Đối với rác thải đô thị do đặc điểm nguồn thải là nguẫn phân tán nên rất khó

quan lý, đặc biệt là các nơi cỏ đất trắng,

Ở Việt Nam hiện nay có các nguồn phát sinh chất thải rắn sinh hoạt sau:

© - Các khu dân cư ( dân cư ỡ các đô thị lớn, dân cư ở oắc khu đồ thị mới, dần

cư nông thôn): do dẫn số ngày cảng tăng, chất lượng cuộc sống ngày cảng cao, lượng chất rắn ngày càng nhiều, việc xử lý rác thải rắn không thể đáp ứng kịp

nên quả sức chứa của khu vực Chất thải rắn ở khu vực này phần lớn là thực

phẩm dư thừa, bao bì hàng hóa, xỉ than, đồ dân dựng hư hỏng, chất tẩy rửa tổng

hợp, thủy tính, rau, quả các loại chất thải này dễ phân hủy sinh học Quá trinh

phan hủy sẽ tạo ra mũi hồi thối, đặc biệt trong diều kiện thời tiết nóng Ẩm

® Rác Lừ các chợ, khu thương mại, siêu thị, nhà hàng, khách sạn, thường thái

ra các loại thực phẩm như hàng hóa, thức ăn dư thừa, bao hì dã sử dụng, gỗ,

nhựa, thủy tỉnh, giấy Đây là thành phần rác thải có chứa các hợp chất hữu cơ

cao, dặc biệt là đối với rác thải phát sinh từ các khu chợ, phân hủy nhanh, là

nguồn nguyên liệu tốt cho quá trình ủ phân sinh học

©_ Rác thải từ các cơ quan, trưởng học, công sở gồm giây, carton, nhựa, vải,

gỗ, thủy tỉnh, lon, rác thực phẩm

-® Rée tir cdc tram xử lý nước thải và đường ống thoát nước, hay từ các bễ tự

hoại của thành phố

œ - Rác thải của các hoạt động sản xuất nông nghiệp: rác thải ra từ các cánh đồng

sau vy mua, cdc trang trại, các vườn cây ráo thải thực phẩm dư thừa, phân gia

súc, rác nông nghiệp, các chất thải ra từ trồng trọt, từ quá trình thu hoạch sản

phẩm, chế biển các sản phẩm nông nghiệp

œ@ Ngoài ra còn một số nguồn thải ra chất thải rắn sinh hoạt, nhưng không đặc

trưng mang số lượng ít hoặo chữa ohất thải rắn của ngành đó nhiều hơn, như các

khu công nghiệp, rác từ các khu công công khu tham quan du lịch, vui chơi giải

trí, dịch vụ công cộng của các đô thị; khu xây dựng thải ra các chất như gỗ vụn,

sat, thép, dất, cát, thực phẩm

'TẤt cả các thành phần trên là nguồn nguyễn liệu dỗi dào cho quá trình ủ

phân sinh học, thu khí gas

a Phân loại theo thánh phần

« Chất thái thất vô cơ: là các chất thái có nguồn gốc vô cơ thủy tĩnh, gốm sử, một số để dùng thải bỏ trong gia dình, nilông, tro, bụi , xi, vật liệu xây dựng như

gạch, vữa, các kim loại

« Chất thải hữu cơ: là các chất thải có nguồn gốc hữu cơ như thực phẩm thừa, rau, củ, quả, chất thải chăn nuôi,dầu mã

b Phân loại theo mức đỗ nguy hại

« Chất thải nguy bại: là chất thải dễ ay phản ứng, để cháy nổ, ăn mòn, nhiễm

khuẩn độc hai, chứa chất phỏng xa, các kim loại năng Đây lá chất độc hại, chứa nhiêu rủi re, nhiễm độc, đe dạa sức khỏe con người, động thực vật, vả gây ra các

ô nhiễm về môi trường đất, nước và không khí nghiêm trọng Thường phát sinh

trơng các ngành công nghiệp nặng, bệnh viện, lò phản ứng hạt nhân

s Chất thái không nguy hai: là chất thải không chứa các chất vả hợp chất nguy

hại Các chất nay cha yếu là rắc thái trong sinh hoạt, rác chợ, đô thị

e Phân loại theo trạng thái chất thái

« Chất thải trạng thái rắn: bao gồm chất thải sinh hoạt, chất thải từ các cơ sở chế

tạo máy, xây dựng (kim loại, đa, hóa chất sơn, nhựa, thủy tỉnh, vật liệu xây

dung )

« Chất thải ở trạng thái lông và bán lỏng: phân bùn từ cổng rãnh, bể phốt, nước

thải từ nhà máy lọc dầu, rượu bia, nước từ nhà máy sản xuất giấy, dệt nhuôm và

vệ sinh công nghiệp

© Chất thải ở trạng thải khí: bao gồm các khí thải các hoạt động cơ đốt trong các

xáy động lực, giao thông, ôtô, máy kéo, tàu hỗa, nhà máy nhiệt điện, sản xuất

vật liệu

Anh hưởng của chất thải rẫn tới môi trường nước:

Chất thải rắn, đặc biệt là chất thải hữu cơ, trong mỗi trường nước sẽ bị phân hủy

nhanh chóng, Tại các bãi rác, nước có trong ráo sẽ được tách ra kết hợp với các

nguẫn nước khác như: rước mưa, nước ngầm, nước mặt hình thành nước rò rỉ ước rỏ rỉ đi chuyển trong bãi rác sẽ làm tăng khả năng phân hủy sinh học trong

rác cũng như trong quá trình vận chuyển các chất pây ô nhiễm ra mỗi trường

xung quanh Các chất gây ô nhiễm môi trường tiêm tang trong nước rác gềm có:

COD: từ 3000 45.000 mgi, N-NH];: từ 10 ' 800 mg/l, BODs: tir 2000 £

36.000 mg/l, TOC (Carbon hita ec tổng cộng: 1500 + 20.000 mg/1, Phosphorus

tổng cộng từ 1 T 70 mg1 và lượng lớn các vỉ sinh vật, ngoài ra có có các kim

loại nặng khác gây ảnh hưởng lớn tới môi trường nước niểu như không được xử

we

Anh hưởng của chất thải rắn tới môi trường không khi:

Các loại rác thải để phân hủy (như thực phẩm, trái cây hông .) trong điều

kiện nhiệt độ và độ ẩm thích hợp (nhiệt độ tốt nhất là 35°C và độ ẩm 70 80%)

sẽ được các vi sinh vật phân hủy tạo ra mùi hôi và nhiều loại khí ô nhiễm khác

có tác động xâu đến môi Trường đô thị, sức khỏe và khả năng hoạt động của con

người

Anh huwémg cia chét thai ran (oi méi trudmg dat:

Các chất thải hữu cơ sẽ được vỉ sinh vật phân hủy trong môi trường đất trong hai

diều kiên hiểu khí và ky khi Khi cá dộ 4m thích hợp sẽ tạo ra hàng loạt các sắn phẩm trung gian, cuối cùng hình thành các chất khoáng đơn giản, née, COs, cH,

Với một lượng rắc thải và nước rò rỉ vừa phat thi kha ning ty lim sạch của môi

trường đất sẽ phân hủy các chất nảy trở thành các chất ít ô nhiễm hoặc không ô

nhiễm

Nhưng với lượng rác quá lớn vượt quả khá năng tự làm sạch của đất thì môi trường đất sẽ trở nên quá tải và bị ô nhiễm Các chất ô nhiễm này củng với kim

loại nặng cáo ghất độc hại và cae vi trang theo nước trong đất chảy xuống tầng

ước ngằm làm ô nhiễm tầng nước nay

Đối với ráo không phân hủy như nhựa, cao su nếu không có giải pháp xử lý

thích hợp thì chúng sẽ lả nguy cơ gây thoái hỏa vả giãm dé phi cia dit

Anh hưởng tới sức khôe của con người:

Chất thải rắn phát sinh từ các khu đô thị, nếu không được thu gem vả xứ lý đúng

cách sẽ gây ô nhiễm môi (ruémg, anh hưởng xấu dễn sức khóc cộng đồng dân cư

và làm mắt mỹ quan đô thị

Thanh phan chất thải rắn rất phức tạp, trong đó có chứa các mầm bệnh từ người

hoặc gia súc, các chất thái hữu cơ, xác súc vật chết tạo diều kiện tốt cho ruồi,

mudi, chuột sinh sản và lây lan mâm bệnh cho người, nhiều lủc trở thành

địch Một số vi khuẩn, siêu vi khuẩn, ký sinh trùng tần tại trong rác có thể gây

bệnh cho con người như: bệnh sốt rét, bệnh ngoài đa, dịch hạch, thương hản,

tiêu chảy, giun sán, lao

Thân loại, thu gom và xứ lý rác không đúng quy định là nguy cơ gây bệnh nguy hiểm cho công nhân vệ sinh, người bới rác, nhất là khi gặp phải các chất thải rắn

nguy hại từ y +8, công nghiệp như: kim tiềm, ống chích, mim bénh, PCB, hop

chất httu co bi halogen hóa

¬ E

Tại các bãi ráo lộ thiên, nếu không được quản lý tốt sẽ gây ra nhiều vấn để

nghiêm trọng cho bãi rắc và công đồng dân cư trong khu vực như: gây ô nhiễm

không khi, các nguồn nước, ô nhiễm đất và là nơi nuôi đưỡng các vật chủ trung

gian truyền bệnh cho người

Rac thải nếu không được thu gom tốt cũng là một trong những yếu tổ gay cin

trở dòng chảy, làm giảm khả năng thoái nước của các sông rạch và hệ thống

thoát nước đô thị

Dặc điểm rác thải hữu cơ từ hoại động sinh hoại:

Theo định nghĩa khoa học thì rác thải hữu cơ từ hoạt động sinh hoạt là thành

phần làn tích hữu cơ của các chất hữu cơ phục vụ sinh hoạt của cong người

Chung không được con người sử dụng nữa và vứt thải trở lại môi trường sống

thi được gọi là rác thải từ hoạt động sinh hoạt

Rac thải từ hoạt động sinh hoạt ngày càng chiếm một khối lượng vả tỷ lệ rác thải

rất lớn so với các rác thãi vô cơ khảo

ác thải từ hoạt động sinh hoạt là những vật liệu dễ phân hủy, và gây thôi rữa

Rác thải từ hoạt động sinh hoạt được thu gom phần loại riêng tại nguồn, gây khó khăn cho việc xử lý rác

Rác thải hữu cơ từ hoạt động sinh hoạt sẽ khó được tân dụng tái chế thành phân

hữu cơ nếu không được phân loại tại nguồn Vì vậy cần phẩi được thu gom và phân loại riêng trong những chất liệu đặc biết dễ phân hủy

Với thành phần, đặc điểm của rác thải hữu cơ từ hoạt động sinh hoạt thì con

người chúng ta không ngừng nâng cao hiểu biết và từn ra những phương pháp

hữu hiệu nhất để góp phần nâng cao đời sống và đặc biệt là bảo vệ môi trường

sống của nhân loại Va xử lý được rác thải nhà bếp người La đã ứng dựng nhiều

nhà máy chế biến phân compost, các nhà máy tái chế rắc thải sinh hoạt

Với xu hướng xử lý rác thải thân thiện với môi trưởng thì mỗ hình sản

xuất phân compost từ rác thải sinh hoạt với quy mô hô gia đình là một trong

những biện pháp không những giúp giảm thiểu được tổng lượng rác thải mà còn

lao cha người dân chúng ta bắt đầu tiếp xúc với việo nghiên cửu khoa học San

xuất ra lượng phân compost phục vụ cho trồng cây rau ngắn ngày ở các hộ gia

đình đô thị

1.2 Dịnh nghĩa phần Compost

Phân Compost hay còn gọi là phân hữu cơ vi sinh là sản phẩm phân bón được

tạo thành thông qua quả trình lên men vi sinh và các hợp chất có nguồn gốc khác

nhau, có tác động của vi sinh vật hoặc các hợp chất sinh học được chuyển hóa thánh mùủn Tủy thuộc vào nhụ u oẫu sẵn xuất má có thể cân đối phối trộn các ed er ee

phân liêu sao cho cây trồng phát triển tốt nhất mà không phải bón bất kỳ các loại

phân nảo Phân vi sinh có thế dùng đề bón lót hoặc bón thúc Loại phân này có

hàm lượng dinh đưỡng cao nên khi bón trộn dều với đất Nếu sản xuất phủ hợp

với tùung loại cây trông thì đây là loại phân hữu cơ tốt nhất

1.3 Các yếu tổ ảnh hưởng đến quá trình làm phan Compost

Composting được biểu là quá trình phân hủy sinh học hiếu khí các chất thải hữu

cơ đến trạng thái én định dưới sự tác động và kiểm soát cúa con người, sản

phẩm giống như mùn được gọi lả compost Quả trình diễn ra chủ yêu 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 vị sinh vật

Chính xác những chuyển hóa hóa sinh chuyén ra trong qua trinh composting vẫn

chưa được nghiên cửu chỉ tiết Các giai đoạn khác nhau trong quá trình

composting có thể phân biệt theo biến thiên nhiệt độ như sau

1 Pha thích nghi (latent phase): 14 giai đoạn cần thiết dể vị sinh vật thích nghỉ

với môi trường mới

34

2 Pha tăng trưởng (growth phase): đặc trưng bởi sự gia lắng nhiệt độ do qua trình phân hủy sinh học đến ngưỡng nhiệt độ mesophilic (khu hệ vi sinh vật chịu

nhiệt)

3 Pha ưu nhiệt (thermophilic phase): là giai doạn nhiệt đô tăng cao nhất ĐĐây lả

giai đoạn ổn định hỏa chất thải và tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh hiệu quả nhất

4 Pha trưởng thành (maturation phase): là giai đoạn nhiệt độ đến mức

mesophilic va euéi cimg bằng nhiệt độ môi trường Quá trình lồn mơn lần thứ

hai xây ra chậm vả thích hợp cho sự hình thành chất keo mùn (là quá trình

chuyển hỏa các phúc chất hữu cơ thành mùn) va các chất khoáng (sắt, canxi,

nity ) và cuối cùng thành mùn

Ngoài sự có mặt của vị sinh cần thiết, những yếu tổ chính ảnh hưởng lên qua

trình sẵn xuất composL chia làm 3 nhóm chỉnh Dinh dưỡng, môi trường và vận hành

Bang 1.3 Điều kiện tỗi ưu cho quá trình ú phan compost

1.3.1 Các yêu tỗ dinh dưỡng

Nguồn dinh dưỡng nhất định trong chất thải chỉ được các vi khuẩn sử dụng nếu

có sẵn Tinh “có sẵn” thể hiện dưới 2 mặt — gọi là hoá học và vật lý Một chất

đỉnh dưỡng được gọi là "có ặt hóa học dối với 1 loại vĩ khuẩn hoặc 1

nhóm vi khuẩn nếu nó là 1 phần của phan tir cho phép dé dang bi 1 loai hay nhiều loại VK tin công Thông thường sự tấn công, có nghĩa lả sự bẻ gãy chất

kạ a

hữu cơ hay phân hủy, được thực hiện bởi enzym mà VK có hoặc có khả năng

tổng hợp Tính “có sẵn” về mặt vật lý có nghĩa là khả năng VK có thể tiếp cận

Nó phụ thuộc vào tỷ lệ khối lượng hoặc thể tích trên diện tích bề mặt hạt rác

thấi, những đại lượng nảy phụ thuộc vào kích cỡ hạt chit thai

1.3.1.1Nguyên lỗ đa lượng va vi sinh

Những chất dinh đưỡng có thể được phân thành 2 loại: “da lượng” và “vi

lượng” Các nguyên tố đa lượng bao gầm: C,N, P, Ca và K Tuy nhiên, ham

lượng Ca và K cần thiết thì thấp hơn nhiều so với C, N và F Bởi vì chúng chỉ cần hiện diện với hàm lượng “vết”, chúng thưởng được gọi lả “nguyên tố vết

không thể thiểu" Trong thực tế, hẳu hết chúng trở nên độc nếu nồng độ vượt quá

vội Nằm Irong số những nguyên tố vết không thé thidu con c6 Mg, Mn, Co, Fe,

5 Hầu hết những nguyên tổ dang vết có vai trò trong việc trao đối tế bào chất

Cơ chất là nguẫn pốc cung cấp cdc nguyễn tố định dưỡng da lượng và vì lượng

cần thiết Cho đủ có sự bất ổn định trong quá trình hoạt động, nhưng trong thực

tế, muốn có lợi ích bắt buộc phan lớn hoặc tất cả cơ chất của quá trình sẵn xuất compost phải là chất thái Sự bắt n định được đề cập đến ở đây có nguyên nhân

là do giữa các nguyên liệu khác nhau có những dị biệt về sự “sẵn có” 1 số chất

đỉnh dưỡng đối với vi khuẩn Những dị biệt về sự “sẵn có”, đến lượt nó, lại phụ

thuộc vào sự chênh lệch độ bằn giữa các phân tứ hữu cơ trước sự tần công của vi

khuẩn Và sự chênh lệch độ bền là nguyên nhân dẫn tới những khác biệt về tốc

độ quả trình Ví dụ những vật liệu có dé bén cao 14 lignin (gd) va chitin (long

vũ, động vật có vỏ cứng) và vải dạng xenlulô

1.8.1.2 1ỷ

"3V (carborniig)

Tỷ lệ C:N lả hệ số đỉnh dưỡng chính Dựa trên nhu cầu carbon và nitơ tương đối

cho sự phát triển của tế bảo, tý lệ trên lý thuyết là 25:1 Tỷ lệ này nhắn mạnh

chủ yêu vào lượng carbon: bởi vỉ trong sự trao đối chất của vi khuẩn và tông

hợp tế bảo chất, lượng Carbon được sử dụng nhiễu hơn Nitơ Theo đó, lượng C không chỉ được sử dụng trong sự hình (hành thánh tế bảo hay mang tễ bào, chất

36

nguyén sinh, va tong hop cdc sẵn phẩm để lưu trữ, mà phần lớn chúng được ôxy

hóa tạo ra CO2 trong quá trình trao đổi chất Kgược lại, N chỉ được sử dụng như

1 chất dinh dưỡng, được gọi là thành phần thiết yêu của nguyên sinh chất Do

đó, quá trình chuyển hóa oần nhiều C hơn so với N Trong quản lý chất thản, LÝ

lệ C:N biển động rất lớn Nói chung, tỷ lê này lớn hơn tỷ lề 8-10oC “có sẵn”: 1N

“có sẵn” (cần ghi chú sự nhấn mạnh ở chỗ “có sẵn”) Trong thực tiễn sản xuất

cumposl, tý lệ này vào khoảng 20:1 đến 25:1 Theo kinh nghiệm chung, nếu Lý

lệ C:N vượt quá giới hạn vửa nêu, tốc độ phân hủy sẽ bị chậm lại Ngược lại, niểu tỷ lệ thấp hơn 20:1, N có khả năng bị thất thoát Lý đo thất thoát N bởi vì N

dư chuyển hóa thành N trong NH3 Giai đoạn chuyển hóa tích cực (active

stage) trong sin xuất compost có đặc điểm là nông độ pII và nhiệt độ khá cao,

đặc điểm này có thể gây ra sự bay hơi của NH3

Ổ 1 nước đang phát triển, tý lệ C:N không thuận lợi, cao có thể được hạ thấp

xuống bằng cách bổ sung thêm chất thải có nhiều nitờ vào nguyên liệu đầu vào

Tiểu khả năng kinh tế cho phép, có thế hạ tỷ lệ C:N bằng cách thêm phân bón N

hóa học, như phân urê, hay amôni sunphát (NH4)28O4 Trái lạ, chất thất có nhiều C cớ thể được sử dụng để nâng tỷ lệ C:N thấp Nồng dé N và tỷ lê CN

trong các loại rác thai va chất thải khác nhau được liệt kê trong bảng dưới

Phân tích C vàN:

Trong những phương pháp phân tích hữu ích để xác định lượng Ñ phương pháp

Ejeldahl tiêu chuẩn vẫn luôn là phương pháp vừa thực tiễn vừa có chat lượng,

Xác dịnh lượng C rất khó khăn ở những nước dang phát triển bởi vĩ nó cần dược

trang bị thiết bị phân tích đất tiền và người phân tích cũng cần có kỹ năng

chuyên môn cao Để có dược mẫu đại diện trong phạm vi nghiên cửu do các phương pháp phân tích hiển nay dé xuất, rất hẹp vả là công việc hết sức khó khăn, nhất là khi với lượng chất thải hỗn tạp như chất thải rắn

fey 3

Phuong phap “Slop-gap” (tạm gọi là ây khoảng trống”) thích hợp với sân

xuất compost trong quản lý chất thải rắn được ding để tính toán ham hong ©

đựa trên một công thức phát hiện vào 1950 Công thức như sau

Theo bảng báo cáo những giá trị xác định bằng công thức nằm trong khoảng 2%

- 10% các giá trị thu được trong phòng thí nghiệm

Trong trưởng hợp không phân tích dược € và N, người 1a có thể đưa ra 1 giả

định khả thí dựa trên thành phần cơ chất Giả định lá nếu tỷ lệ thể tích chất thải

thê (loại rác thực phẩm trong quá trinh chuẩn bị nấu ăn, hay trong quá trình

chuẩn hi những thứ để nấu ăn, hay các loại phân tươi) mau xanh (hay tính theo

màu) đối với chất thải khô, không xanh dao đông trong khoảng 1-4, tỷ lệ C:N sẽ

thuộc phạm vì “cho nhép”

1.32 Những yếu tổ Môi Trưởng

Những yếu tố môi trường chủ yếu ảnh hưởng dến quá trình sẵn xuất composL là

nhiệt độ, nồng độ pH, độ ấm, và độ thông khí Ý nghĩa của các yếu tố môi trường đổi với quá trình sẵn xuất compost là chúng có thế là từng yêu tổ hoặc

nhiều yếu tố kết hợp lại - quyết định tốc độ và mức độ phân húy Theo đó, tốc

độ và mức độ phân hủy tương ứng với mức độ trong đó mỗi yếu tố dinh dưỡng

sod (A 6i Tường đều de đến tái

và yếu tổ mỗi trường đều tiến dân tới sự tối ưu

Tiếu khiếm khuyết một yếu tổ bất kỳ nào đó sẽ hạn chế tốc độ và mức đồ phân

hủy, yếu tố bị khiểm khuyết chính là yếu tễ làm hạn chế quá trình Cần hết sức

lưu tâm ghi nhớ rằng yếu tế cuỗi củng làm hạn chế quá trình sản xuất compost là

yếu tổ tạo nên các quần thể vi sinh vật khác nhau thuộc về di truyền

1.3.2.1Nhiệt độ

Mặt dù có những lập luận rất thuyết phục nói về sự thuận lợi của quá trình sắn

xuất compost ở khoảng nhiệt độ thermophilic và mesophilic trong việc sản xuất

Ta sản phẩm compost, nhưng vẫn còn rất nhiều nghỉ vấn vẫn đang được tranh cãi

vé quá trình sắn xudt compost

Lý đo là trong quá trình sẵn xuất composL bình thường, quá trình bắt đầu từ

nhiệt độ thường khoảng nhiệt dô mesophilic), Lăng nhiệt độ từ từ và dạt tới

khodng nhiét dé thermophilic, sau dé lại giảm xuống khoảng nhiệt độ

29

mesophilic Qué trinh sẵn xuất compost nào cũng tăng và giảm nhiệt độ như vậy

trừ khi tiến hành biện pháp ngăn chân nảo đó

Tếu nhiệt độ trên 65°C quá trình sẵn xuất compost hầu như sẽ bị ánh hưởng xấu

1 cách nghiêm trọng I.ý do là vĩ sinh vật hình thánh bảo tử tại mức nhiệt dộ cao

hơn 65°C Trừ khi chúng là VSV hoạt động trong khoảng nhiệt 46 thermophilic,

nếu không chúng sẽ rơi vào giai doạn nghỉ hoặc chết Vì vậy nhương pháp sin

xuất compost hiện nay sử dụng quy trình van hành được thiết kể tránh nhiệt độ cao hon 60°C

1.3.2.2 Dé pH

Độ pH của khối ủ thông thường thay đổi theo thời gián, như biểu diễn trên

đường cong trong hình dưới Như trên hinh biểu điển, vào giai đoạn đầu của quá trình sản xuất compost, độ pII thường bị giảm xuống , tuy nhiên chẳng bao lâu

sau nó bắt dẫu tăng lên dén pH cao như pH ~ 9 Sở dĩ ban dầu pH giãm xuống là

do những phản ứng tạo thành acid hữu cơ, những acid này sẽ đóng vai trò là cơ

chất cho quần thể vi sinh vật kế tiếp

Dưởng biểu điển độ pH sau đỏ tăng lên tương ứng với việc VSV sử dụng những

acid vita sinh ra trong giải doạn trước

Bải vì độ pII tối thiểu trong giai đoạn giảm xuống ban đầu không gây ức chế đối với hầu hết các loài VSV, không cần thiết phải có chất dệm và nếu cỏ thậm chỉ

nó có thể còn gây hệ quả bất lợi

Ví dụ, để nâng pH, người ta dùng nước vôi trong Ca(OH,, việc này có thể dẫn đến sự thất thoát N dưới dạng NII3-N tại nhiệt độ tương đối cao

Hơn nữa một vài nhà nghiên cứu báo cáo răng có thể thêm vôi vào quả trình sản xuất compost từ rác thải trái cây, bởi vì trong giai đoạn đầu, độ pII thường giảm

xuống đột ngột hơn

30

Một đặc điểm quan trọng của việc sản xuất compost từ rác thải dỗ thị là mỗi

quan hệ mật thiết giữa độ âm và sự thông khí, đặc biệt là trong quá trình sẵn xuẤt oompost theo phương pháp dánh luống (windrow composting) Co sở của mỗi quan hệ này dựa trên thực tế là nguẫn oxy chủ yếu cần cung cấp cho quần thể vị khuẩn là không khí giữ lại trong những khe hở giữa những hạt chất thải Việc khuếch tán oxy trong không khí vảo bên trong khối chất thải để thỏa mãn

nhu cầu oxy của vi sinh vật là không quan trọng lắm Bởi vi trong các khe hở giữa những hạt chất thải còn chứa độ 4m tự do trong khối ủ, giữa độ ấm va oxy

có sẵn phải có một sự gân bằng Để tiện sử dụng, sự cân bằng này có thể dược

gọi tên là “độ âm cho phép” Theo dé no sé ở mức mả nếu cao hơn nữa sự thiếu

oxy sẽ diễn ra vả tỉnh trạng ky khí sẽ bắt đầu phát triển

Trong những tính chất vật lý của cơ chất ảnh hưởng lên “độ âm cho phép” có

yếu tổ “khã năng chịu lực của cấu trúc” của các hạt trong cơ chất “Khả năng

chịu lực của cầu trúc” nảy quyết định hạt trong cơ chất có dễ bị ảnh hưởng hay

không trước sự biến dang va luc nén

31

Yếu tế độ âm i1 ảnh hưởng đến sự làm thông khí Irong những phương pháp sản

xuất compost sir dung thing kin dé tién hanh qué trinh (in-vessel compost

system), trong dé chất thải bị đảo trộn gần như liên tục bằng máy Tuy nhiên

trong những hệ thống đó, ngoài sự hạn hợp của các khoảng hở giữa cdc hat, con

có những yêu tố khác làm ảnh hưởng đến ngưỡng trên của “độ 4m cho phép”

Sw thu hep dan các khoảng hở giữa các hạt là khuynh hướng chung của vật liệu đính kết lại với nhau Lạo thành khối trên Khuynh hưởng này phát triển từ từ chú

tới khi toàn bộ khôi vật liện chuyển sang đạng bủn nhão (slurry) Phạm vi đệ ẩm

tại thời điểm này trùng khớp với mức độ âm cao nhất cho phớp

Trong những tính chất vật lý của cơ chất ảnh hưởng lên “độ âm cho phép" có yếu tổ “khá năng chịu lực của cấu trúc” ủa các hại trong cơ chất “Khả năng

chịu lực của cấu trúc” này quyết định bat trong cơ chất có dễ bị ảnh hưởng hay

không trước sự biển đạng và lực nén

Yếu tổ độ ẩm íL ảnh hưởng đến sự làm thông khí trong những phương pháp sản

xuất compost sit dung thing kin dé tiến hanh qué trinh (in-vessel compost

system), trong 6 chất thải bị đảo trộn gần như liên tục bằng máy Tuy nhiên

trong những hệ thông đó, ngoài sự hạn hợp của cáo khoảng hở giữa gác hại, củn

có những yêu tố khác làm ảnh hưởng đến ngưỡng trên của "đô ấm cho phép”

Sự thu hẹp dần cáo khoảng hở giữa các bạt là khuynh hưởng chung của vật liệu đính kết lại với nhau Lạo thành khối trên Khuynh hướng này phát triển từ tử chủ

tới khi toàn bộ khối vật liệu chuyển sang dang bùn nhão (slurry) Phạm vi độ ẩm

tại thời điểm này trùng khớp với mức độ Âm cao nhất ch phép

Tầm quan trọng của việc giữ độ âm của cơ chất trên 40% đến 45% thường bị co

nhẹ trong quả trình sẵn xuất compost Điều này thực chất rất quan trọng bởi vì

độ ấm thập hơn sẽ kùm hãm hoạt đông của vi khuẩn và tất cả vị khuẩn ngừng

hoạt động tại dé 4m 12%

1.3.2 4Hệ thông vi sinh vật

Vi sinh vật có một đóng góp vô cùng quan trọng đến thời gian ủ phần compost

Với một hệ thống vị sinh vật được tuyến chọn tốt thi không những thời gian ủ

được rút ngắn mà chất lượng phân bón cũng dam bao hơn

Các vi sinh vật có mặt trong quá trình ủ phin compost bao gém vi khuin, nam, men, khuẩn tia Người ta xác định hầu hết các loài trong nhóm vị sinh vật nêu

trên đều có khả năng phan giải pần hết các hữu cơ thô trong rác thải Tất nhiền

mỗi loài sinh vật có khả năng tốt nhất để phân hủy một dạng chất hữu cơ nào đó

Ví dụ nêm men, khuẩn tia hoạt đông rất mạnh đói voi cellulose va hemicelluloses Quá trình trao đổi chất là hiện tượng phổ biến trong ủ phân rác

và mội yêu tốt khá là sự giải nhiệt do hoạt động đồng hỏa và dị hóa của vi sinh

vật đề tao ra mun

33

1.3.3 Vận hành

Viée kiém soát tốt các điều kiện môi trưởng ảnh hưởng tới hoạt động của vi sinh vật chính là nhân tế quyết định sự thành công của quá trình ủ compost Kiém

soát tốt quả trình ủ compost cũng giúp giảm phát sinh mùi ô nhiễm và loại bỏ

các mầm vi sinh gây bệnh Vỉ vậy các giải pháp kỹ thuật trong công nghệ ú

compost hiện đại đều hướng tới mục tiêu kiếm soát tối ưu các điểu kiện môi

trường củng với khả năng vận hành thuận liên

1.3.3.1Làm thoáng và kích thước nguyên liệu

'Kich thước nguyễn liêu lả một trong những yếu tố quan trong anh hướng tới thời gian ú phân compost Viéc lam giảm kích thước nguyên liệu sẽ góp phần làm gia

tăng tốc độ phân hủy Đối với nguyên liệu thô kích thước tối ưu là từ 5-§em

Tảo trộn mục dich lam đồng đều điều hàa nhiệt độ và độ ấm của vật liệu, tránh

tạo cội không khí cũng như việc tạo ra các bánh cứng Tốc độ ú phụ thuộc vào kích thước vật liệu và quá trinh dảo trộn rất lớn

Tốc độ tiêu thụ oxy tủy thuộc không chỉ nhiệt độ mà còn phụ thuộc vào kích

thước vật liêu, quần thể vị sinh vật và mức độ xáo trộn Nhu cầu oxy trong thời

tiết Ấm sẽ cao hơn trong lúc lạnh Để đạt được kết quá tốt nhất, nên giữ nhiệt độ

ban đầu lá 45-50°C trong một số ngày đầu, sau đó tăng lên 55-70°C để cho giải

đoạn lên men diễn ra mạnh Lượng không khí cần thiết phải cưng cấp cho vi

sinh vật phát triển trong quá trình ủ hiểu khí

34

1.4 Tình hình nghiên cứu và sản xuất phân compost trên thế giới và Việt

Nam

1.41 Sự ra đời và phát triển cña phân compost

Lich sé qua trinh @ phan compost dã có từ rất lâu, ngay từ khi khai sinh của

nông nghiệp hàng nghỉn năm trước Công nguyên, ghi nhận tại A1 Cập tử 3.000

năm trước Công nguyên như là một quá trình xử lý chất thải nông nghiệp đầu

tiên trên thế giới Người lrung Quốc đã ủ chất thải tử cách đây 4.000 năm, người Nhật đã sử dung compost lảm phân bón trơng nỗng nghiệp từ nhiều thế

ký Tuy nhiên đến năm 1943 quá trình ủ composL mới được nghiên cứu một

cách khoa học vả báo cáo bởi Giáo sư người Anh, Sr Albert Howard thực hiện

tại Ân Độ,

Phân compost được Noble Hilter sản xuất đầu tiên tại ức năm 1896 va đặt tên

14 Nitragin Sau đó phát triển sản xuất tại một số nước như Mỹ, Canada, Anh va 'Thụy Điển

TNitragin là loại phần được chế tạo bới vi khuẩn Rhizobium, do Beijernk phan lap năm 1888 va được Fred đặt tên vào năm 1989 đủng để bón cho các loại cây trồng thích hợp, kể cả họ đậu Tử đó cho đến nay đã có nhiều công trình nghiên cứu nhằm ứng dựng và mở rộng việc sẵn xuất phân bón trên nền chất mang hữu

cơ khác nhau

Hiển nay dã có nhiều tải liệu viết vẻ quả trình ủ compost và nhiều mô hình công,

nghệ ủ compost quy mô lớn được phát triển trên thế giới Các mô hình công

nghệ ú compost quy mô lớn hiện nay trên thể giới được phân loại theo nhiều cách khác nhau 'Theo trạng thái của khối ủ compost tĩnh hay động, theo phương,

pháp thông khí khối ủ cưỡng bức hay tự nhiên, có hay không đảo trộn

Một số phương pháp a phan compost trén thé gi

- Phương pháp tì theo luông dài và cắp khi bằng xáo trộn

Trong phương pháp nay, vật liệu ủ được sắp xếp theo luéng dai va hep, khong khí được cung cấp tới hệ thông theo con đường tự nhiên Các uống Compost

được xáo trộn bằng cách di chuyển luống Compost với xe xúc hoặc xe trộn

chuyên dụng

Ưu điểm:

De xáo trộn thường xuyên nên chat hong Compost thu dược khả déu

Vốn đầu tư và chi phí vân hành thấp vi không cần hệ thông cung, cấp khí

Nhược điểm:

Cân nhiều nhân công

'Thời gian ủ dải (3 — 6 tháng)

Do sử dụng thổi khí tự động nền khó quản lý, dặc biệt là khó kiểm soát

nhiệt độ và mầm bệnh Xáo trộn luống Compost thường gây thất thoát Nitơ và gay mùi Quá trình ủ có thể bị phụ thuộc vào diều kiện thời tiết CẦn một lượng

lớn vật liệu tạo cấu trúc và vật liệu tạo cấu trúc này khó tìm hơn so với các

phương pháp khác

- Phương pháp ù theo luắng dài hoặc đẳng với thôi khi cưỡng bức

- Với phương pháp nảy, vật liêu ủ chất thải được sắp xếp thành đống hoặc

luéng dai Không khí được cung cấp tới hệ thống bằng quạt thối khí hoặc bơm

nén khí và hệ thông phân phối khí hoặc sản phân phối khi

Ưu điểm:

Dễ kiểm soát khí vận hành hệ thống, đặc biệt là kiểm soát nhiệt độ và nồng độ

Oxi trong luỗng ủ Giảm mùi hôi và mẫm bệnh Thời gian ủ ngắn (3 — 6

tuần) Nhu cầu sử dụng đất thấp vả có thể vận hành ngoải trời hoặc có che phủ

Nhược diễm:

Hệ thống phân phôi khí dễ bị tắt nghẽn cần bảo trì thường xuyển

36

Chỉ phí bảo trì hệ thống và năng lượng thôi khí làm chỉ phi của phương pháp

nay cao hơn thối khí thụ động,

- Phương phap i trong Container

Là phương pháp mà vật liệu ủ được chứa trong Container, túi đựng hoặc

trong nha Théi khi cưỡng bức thường dược sử dụng cho phương pháp này

Uu điểm: ÌL nhạy cảm với điều kiện thời tiếu Khả năng kiểm soát quá trình ủ và kiểm soát mùi tốt hơn 'Thời gian ủ ngắn hơn so với phương pháp ủ ngoải trời

Nhu cầu sử dụng đất nhỏ hơn các phương pháp khác Chất lượng Compost tốt

“Nhược điểm: Vẫn đầu tu cao Chi phi vận hành vả bão trì hệ thông cao Thiết kế

phức tạp và đòi hỏi trinh độ cao

- Phương pháp tú theo luông dài (đánh buông cấp khí tự nhiên)

Tạng đánh ludng cap khí tự nhiên là quá trình ú phân trong đá nguyên

liệu ủ compost dược sắp xếp thco các luống dai, hep và được dáo trộn theo một

chu kỳ nhất định nhằm cấp khí cho luống ủ Các ống ủ cỏ chiều cao thay đổi

từ 1m đến 3,5m Chiều rộng luỗng ủ thay dỗi từ 1,5 đến 6m Không khí (oxy)

ló,

được cung cấp tới hệ thông bằng các con dường tự nhiên như: khuếch tán ,

đối lưu nhiệt Tốc độ làm thoáng khi phụ thuộc độ xếp của đống 1ú Đảo trên sẽ

làm cho nguyên liệu ủ được trên dều, tạo lại độ xốp của dống ú, loại trừ các khoảng trống tạo ra bởi sự phân hủy và sa lắng,

Quá trình ủ bị phụ thuộc vào thời tiết, ví dụ như mưa có thé gây ảnh hưởng bắt

lợi cho quá trình ả

DE sinh khi có mùi hồi do quá trình ky khí diễn ra bên trong luống ủ

X{ột số công nghệ chế biến phân hữm cơ điển hình

THệ thông Coposting Lemna

Hệ thống làm phân Compostin T.emna lả một công nghệ kỹ thuật kín được cấp

bằng sảng chế độc quyền Công nghệ Lemna sử dụng các bao ú có hàm lượng

polythene thấp đỂ chứa và bão vệ rác hữu cơ có thổi khí nhằm mục dích dây nhanh quả trình compost tự nhiên để sản xuất ra phân bón hữu cơ chất lượng,

cao Từ khâu xử lý nguyên liệu đầu vào cho đến giai đoạn sản xuất cuối củng

thành phẩm Compost hitu co va các sẵn phẩm phụ khác có thể bán được, thì việc

thiết kế quy trình và chất lượng thiết bị tiên tiến được sử dụng trong Hệ thống Composting Lemna luôn đâm bảo được sự kiểm soát đáng tin cậy quy trình xử

lý

Hệ Thống Composting Lcmma có nhiều ưu điểm hơn các kỹ thuật composting

khác Những wu diém này bao gdm

Cáo bao là những ống chứa hiệu quả, chịu được các tác động của mưa, giỏ

- Không có mùi hôi và ruồi muỗi

- Ngăn chặn bụi và nước rò 1Ï

- Giảm nhu cầu về diện tích đất

- Đẩy nhanh quả trình làm phan compost

- Quả trình vận hành đơn giản và chỉ phí bảo dưỡng thấp

- Không có nguy hiểm về hỏa hoạn

38

- Các bao chữa rác có thể tải sử dụng lại

- Hệ thẳng này đễ mở rộng thêm để tăng công, suất trong tương lai

‘Tat cA những đặc điểm trên giúp Hệ ‘Théng Composting Lemna cé vốn đầu tư,

chỉ phí vận hành và bảo đưỡng thấp nhất so với bất kỳ hệ thống nào khác hiện

Tả một hệ thống xử lý chất thãi rắn hoản chỉnh với quy trình xử lý sinh học tự

nhiên trong điều kiện cần thiết để biến đối các thành phần hữu cơ từ rác thành

phan vi sinh

39

Công nghệ sản xuất compost Sleinmueller dya trên quả trình phân hủy hiếu khí các chất hữu cơ đưới tác dụng của V§V Quy trình công nghệ như hình sau

Fra mẩn = leạil—* Byon, gidy, thy tah, ,

t Tuyết t?| —*Xim -cai

hoậc chóc lấp +Phể trải 4 |5šng (< 5mm 4 —lU ẩn địt]

Hình 1.3: Quy trinh céng nghé compost Stemmueller

1.42 Tình hình nghiên cửa và sẵn xuất phân compost tại Việt Nam

Lịch sử phát triển nông nghiệp Việt đã trải qua thời kỳ canh tác hữu cơ Đó là

thời kỳ mà ngành công nghiệp hóa học chưa phát triển, các loại phân hữu cơ

chưa xuất hiện nhiều trên thị trường, nhất là các nước nghẻo và lạc hậu như Việt

Nam Lúc đó, nên nông nghiệp Việt Nam sản xuất chủ yếu dựa vào các nguồn

phân hữu cơ nội tại là chính như: phân chuồng, bùn ao, phân xanh, xác bã mắm,

40