Sản xuất phân vi sinh trên nền than bùn

MỞ ĐẦUTrong nền kinh tế nước ta hiện nay, nông nghiệp chiếm một vị trí quan trọng. Một biện pháp hàng đầu để đẩy mạnh sản xuất nông nghiệp là sử dụng phân bón. Với tốc độ tăng dân số hiện nay bình quân diện tích đất canh tác trên đầu người là quá thấp. Nhưng con số đó lại ngày càng thấp hơn ở các nước đang phát triển do tốc độ tăng dân số và diện tích đất trồng trọt bị thu hẹp trong quá trình công nghiệp hóa và đô thị hóa. Để đảm bảo lương thực, thực phẩm tiêu dùng trong nước và xuất khẩu, hướng thâm canh sản xuất nông nghiệp là tất yếu. Theo thống kê, nhân dân các vùng thâm canh phải đầu tư phân bón 3050% tổng chi phí trồng trọt vào phân bón khiến nhu cầu sử dụng phân bón ngày càng cao. Tuy nhiên, sử dụng phân bón hóa học quá mức và không hợp lý đã dẫn đến những ảnh hưởng xấu đến tính chất đất, phẩm chất nông nghiệp cũng như môi trường. Mặt khác, do đất nước ngày càng phát triển, đời sống nâng lên, điều này đồng nghĩa với lượng rác thải sinh hoạt ngày một nhiều. Đây đang là vấn đề nhức nhối và bức xúc không chỉ riêng từng vùng, từng quốc gia mà cả trên toàn thế giới.Vì vậy việc nghiên cứu sản xuất phân vi sinh phần nào giải quyết được hai vấn đề trên. Đó cũng chính là lý do để em chọn đề tài nghiên cứu: “Sản xuất phân vi sinh trên nền than bùn”.

MỞ ĐẦU

Trong nền kinh tế nước ta hiện nay, nông nghiệp chiếm một vị trí quan trọng Một biện pháp hàng đầu để đẩy mạnh sản xuất nông nghiệp là sử dụng phân bón Với tốc độ tăng dân số hiện nay bình quân diện tích đất canh tác trên đầu người là quá thấp Nhưng con số đó lại ngày càng thấp hơn ở các nước đang phát triển do tốc độ tăng dân số và diện tích đất trồng trọt bị thu hẹp trong quá trình công nghiệp hóa và đô thị hóa Để đảm bảo lương thực, thực phẩm tiêu dùng trong nước và xuất khẩu, hướng thâm canh sản xuất nông nghiệp là tất yếu Theo thống kê, nhân dân các vùng thâm canh phải đầu tư phân bón 30-50% tổng chi phí trồng trọt vào phân bón khiến nhu cầu sử dụng phân bón ngày càng cao Tuy nhiên, sử dụng phân bón hóa học quá mức và không hợp lý đã dẫn đến những ảnh hưởng xấu đến tính chất đất, phẩm chất nông nghiệp cũng như môi trường

Mặt khác, do đất nước ngày càng phát triển, đời sống nâng lên, điều này đồng nghĩa với lượng rác thải sinh hoạt ngày một nhiều Đây đang là vấn đề nhức nhối và bức xúc không chỉ riêng từng vùng, từng quốc gia mà cả trên toàn thế giới

Vì vậy việc nghiên cứu sản xuất phân vi sinh phần nào giải quyết được hai

vấn đề trên Đó cũng chính là lý do để em chọn đề tài nghiên cứu: “Sản xuất

phân vi sinh trên nền than bùn”.

CHƯƠNG 1 LẬP LUẬN KINH TẾ 1.1 Sự cần thiết phải đầu tư và xây dựng nhà máy

Theo phân tích đánh giá tình hình sản xuất phân bón trong nước năm 2011

ta thấy được tình hình nhập khẩu phân bón những tháng đầu năm 2011 giảm nhẹ

và tình hình nhập khẩu những tháng cuối năm tăng mạnh, giá phân bón trên thị trường thế giới tăng cao và theo dự đoán thì giá phân bón sẽ tiếp tục tăng vào năm 2012 Trong khi đó, ngành nông nghiệp trong nước đang phát triển, vì vậy nhu cầu sử dụng phân bón trong nước sẽ tăng cao, nhưng nguồn cung cấp thì chưa đủ đáp ứng nhu cầu mà chủ yếu phải nhập khẩu từ các nước khác với giá cao

Mặt khác, đời sống của người dân ngày càng nâng cao, theo đó lượng rác thải sinh hoạt cũng tăng lên với thành phần phức tạp và khó kiểm soát được là nguyên nhân làm cho môi trường đang ngày càng ô nhiễm, đe dọa nghiêm trọng đến sức khỏe của con người Do đó, vấn đề xử lý rác thải sinh hoạt trong các thành phố, đô thị là vấn đề được đưa ra giải quyết nhằm giảm thiểu tình trạng ô nhiễm nguồn nước, ô nhiễm bầu không khí Hiên nay, hình thức xử lý rác phổ biến ở nước ta là sử dụng phương pháp chôn lấp, việc chôn lấp làm ô nhiễm nguồn nước ngầm, ô nhiễm bầu không khí, đe doạ cho sức khoẻ của người dân xung quanh khu vực Với thực trạng như thế này thì việc đầu tư xây dựng một nhà máy sản xuất phân bón vi sinh từ rác thải sinh hoạt ở Nghệ An là một việc làm cấp thiết và hợp lý Nhà máy ra đời sẽ đóng góp một phần không nhỏ trong việc giải quyết vấn đề trên Bên cạnh đó, còn góp phần vào sự phát triển của nền nông nghiệp sạch và bền vững, đáp ứng một phần nhu cầu phân bón cho các ngành trồng trọt của thành phố cũng như những tỉnh lân cận: Thanh Hóa, Hà Tĩnh, Quảng Bình,…và nhiều nơi khác

1.2 Vị trí nhà máy

Nhà máy sản xuất phân vi sinh trên nền than bùn và rác thải sinh hoạt đã phân loại sẽ được đặt ở gần bãi rác bắc Vinh

1.3 Đặc điểm tự nhiên

Thành phố Vinh có tọa độ địa lý từ 18°38'50” đến 18°43’38” vĩ độ Bắc, từ

Lam, phía Bắc giáp huyện Nghi Lộc, phía Nam và Đông Nam giáp huyện Nghi

Vinh nằm ở vùng Bắc Trung Bộ có khí hậu nhiệt đới gió mùa, nhiệt độ cao

Vinh là Đông - Bắc [15].

1.4 Hệ thống giao thông vận tải

Thành Phố Vinh có đầy đủ các loại hình giao thông quan trọng trên địa bàn như quốc lộ 1A, 7, 46, 48, 15; có đường sắt dài 124 km; có 1 sân bay, một cảng biển và 2 cửa khẩu quốc tế thuận lợi cho phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh Hệ thống sông ngòi chính gồm sông Cả, sông Hiếu và sông Con với tổng chiều dài gần 900km Đây là một thuận lợi rất lớn cho sự phát triển của thành phố Mặt khác mấy năm trở lại đây thành phố và tỉnh Nghệ An đã đầu tư rất nhiều cho hệ thống giao thông và hạ tầng của thành phố, đây cũng là một thế mạnh giúp thành phố ngày một phát triển

1.5 Hệ thống cấp và thoát nước

Vì trong quá trình sản xuất của nhà máy không sử dụng nước nên nước chỉ cần trong quá trình sinh hoạt nên lượng nước không cần nhiều Có thể dùng nước khoan tại chỗ của nhà máy

1.6 Nguồn cung cấp nguyên liệu

Nguyên liệu là rác thải sinh hoạt của thành phố do Công ty Môi Trường Độ Thị Thành Phố Vinh cung cấp

1.7 Nguồn cung cấp nhiên liệu

Đối với nguyên liệu là dầu thì dùng loại dầu DO và xăng được cung cấp bởi công ty xăng dầu tỉnh Nghệ An

Đối với than đá cũng được cung cấp bởi các doanh nghiệp kinh doanh và

phân phối than trên địa bàn tỉnh.

1.8 Nguồn cung cấp điện

Nhà máy sử dụng nguồn điện 22V/380V được cung cấp bởi mạng lưới điện quốc gia tại thành phố Vinh Để nhà máy hoạt đông liên tục và chủ động thì cần phải có một nhà máy phát điên dự phòng dành riêng cho nhà máy

1.9 Nguồn nhân lực

Nghệ An, Hà Tĩnh lá hai địa phương có số dân đông nhất nhì cả nước, vì thế nguồn lao động ở đây rất dồi dào và ổn định Còn đội ngũ cán bộ khoa học kĩ thuật và lao động đã qua đào tạo được tuyển từ thành phố và tất cả các trường Đại học, Cao đẳng trên toàn quốc

chế

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

 Nhu cầu phân bón toàn cầu

Theo thống kê, vụ mùa 2010/11, tiêu thụ phân bón toàn cầu đã tăng 6,2% đạt kỷ lục 173 triệu tấn so với năm trước Dự báo, nhu cầu phân có gốc nitơ trong

vụ mùa này sẽ tăng 3,1%, lên 107,7 triệu tấn, phân có gốc photpho sẽ tăng 1% lên 41,1 triệu tấn, và phân có gốc kali sẽ tăng 5,7% lên 29,4 triệu tấn.( Theo báo cáo của IFA)

Trong ba loại phân bón chính, nhu cầu kali năm qua vẫn thấp hơn mức đạt được vụ 2008/09

“Vào cuối vụ 2011/12, nhu cầu phân bón thế giới (cả ba sản phẩm chính) dự báo sẽ hồi phục hoàn toàn sau đợt suy thoái kinh tế (2008/09)”, báo cáo của IFA viết: Nhu cầu phân bón ở tất cả các khu vực sẽ đều tăng trưởng, trừ Tây Âu và Trung Âu, với mức tăng mạnh nhất tập trung vào Đông Á, Nam Á và Mỹ Latinh IFA dự báo tiêu thụ phân bón toàn cầu sẽ tăng 2,3% vào năm 2012/13, nhưng triển vọng sẽ còn phụ thuộc và tình hình kinh tế ở các nước phát triển

Theo Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, nhu cầu phân bón các loại của cả nước trong năm 2012 vào khoảng 9,8 triệu tấn Trong đó phân urê 2 triệu tấn, đạm SA 710.000 tấn, phân kali 920.000 tấn, DAP 950.000 tấn, phân NPK 3,5 triệu tấn, phân lân các loại 1,8 triệu tấn

Trong khi đó, khả năng sản xuất trong nước là 7,25 triệu tấn phân bón các loại và chỉ còn phải nhập thêm phân SA, kali, DAP

Hiệp hội phân bón Việt Nam cho biết sắp tới thị trường phân bón trong nước sẽ được bổ sung thêm khoảng 1,5 triệu tấn phân urê của các dự án phân bón Ninh Bình, Đạm Cà Mau và Đạm Hà Bắc (dự án tăng công suất) Năng lực sản xuất một số loại phân khác cũng sẽ tăng lên nhờ vào dự án mở rộng sản xuất như NPK của Công ty Phân bón Bình Điền (từ 650.000 tấn/năm lên 1 triệu tấn/năm)

và Tổng công ty Phân bón và Hoá chất Dầu khí (DPM) (450.000 tấn) [16]

Bảng 2.1 Cung - cầu phân bón toàn cầu: 2010 – 2011 – 2012 [17].

khả năng cân đối +4,5 +2,8 +2,5

khả năng cân đối +6,0 +3,6 +3,5

Phosphoric acid (P2O5) (triệu

tấn)

khả năng cân đối +3 +2 +2,3

khả năng cân đối +5,9 +5,8 +6,5

 Kết quả việc sử dụng phân bón vi sinh

Thông qua việc bón phân vi sinh để cung cấp vào trong đất các vi sinh vật phân giải đạm, lân có tác dụng như những nhà máy sản xuất phân đạm, phân lân hoá học ngay trong đất để trực tiếp cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng Sử dụng phân vi sinh có thể thay thế được lượng phân đạm và phân lân hoá học từ 50 đến 100% tuỳ theo từng loại cây trồng Hơn thế khi sử dụng phân vi sinh nông sản không bị nhiễm độc, lượng độc tố NO3 tồn đọng trong sản phẩm giảm đáng kể

So với phân hoá học, đặc biệt là phân urê thì giá phân vi sinh rẻ hơn do đó hiệu quả thu được cũng cao hơn

Phân vi sinh có thể dùng để bón cho tất cả các loại cây trồng từ cây ăn quả, chè, lúa, ngô, rau xanh đến cây cảnh… đều rất tốt Do tác dụng chậm hơn so với phân hoá học nên đối với các loại cây trồng ngắn ngày, phân vi sinh chủ yếu được dùng để bón lót nhiều hơn là bón thúc Các loại cây thu hoạch theo mùa vụ thì sau mỗi đợt thu hoạch cần bón bổ sung

Muốn đạt hiệu quả cao khi sử dụng thì trong quá trình bón phân vi sinh nên hạn chế bón phân hoá học Phân vi sinh gồm các vi sinh vật sống hoạt động nên không thể để lâu được, bảo quản nơi thoáng mát: mùa hè 1 tháng, mùa đông 1,5 tháng Khi bón cần luôn giữ đủ độ ẩm đất cần thiết để các vi sinh vật trong phân

vi sinh hoạt động tốt Với các loại đất chua cần phải bón vôi bột trước 2-3 ngày rồi mới được bón phân vi sinh Không trộn phân vi sinh với phân hoá học và tro bếp khi sử dụng sẽ làm chết vi sinh vật.

2 Giới thiệu nguyên liệu

2.1 Nguyên liệu chính

2.1.1 Rác thải sinh hoạt

Rác thải sinh hoạt là những chất thải liên quan đến các hoạt động của con người Nguồn tạo thành chủ yếu là từ các khu dân cư, các cơ quan, trường học, các trung tâm dịch vụ, thương mại Chất thải sinh hoạt có thành phần bao gồm thực phẩm dư thừa hoặc quá hạn sử dụng, xương động vật, tre, gỗ, giấy, xác động vật, kim loại, sành, sứ, thủy tinh, gạch gói vỡ, đất đá, cao su, chất dẻo,…

2.1.1.1 Quá trình hình thành rác thải sinh hoạt

Toàn thành phố Vinh có 23 chợ, với lượng rác thải hàng năm khoảng 32200 tấn/ năm, tương đương với khoảng 95 tấn/ ngày Thành phố có 7 bệnh viện tổng lượng rác thải là 3520 tấn/ngày Theo ước tính lượng rác thải sinh hoạt mỗi ngày

là 0,37 tấn/ngày

Các chất thải được tạo ra từ quá trình sống của người dân, gồm:

Các chất thải tạo ra từ các bếp ở các gia đình hay các nhà bếp tập thể, các loại chất thải này có bản chất sinh vật Chúng thường là những động vật hoặc thực vật không còn sử dụng được Ngoài ra còn có cả những chất khó phân hủy như: các loại bao nilông, giẻ rách, các loại bao bì từ cellulose

Chất thải từ khu vực thương mại như chợ, siêu thị, trung tâm thương mại Số lượng này rất lớn và đa dạng

Chất thải từ các khu vui chơi, giải trí, nhà trường, khách sạn, nhà máy,…Chất thải sinh hoạt sử dụng trong quá trình sản xuất phân vi sinh là rác thải

2.1.1.2 Các vi sinh vật có trong rác thải sinh hoạt

Các vi sinh vật có trong rác thải thường xuất hiện từ hai nguồn cơ bản sau:

- Có sẵn trong chất thải từ nguồn sinh ra nó, trong đó có vi sinh vật, giun, sán thường có sẵn trong chất thải ngay từ khi bắt đầu bỏ chất này vào môi trường Đây là nguồn vi sinh vật nhiều nhất và tập trung nhất.

- VSV nhiễm vào chất thải từ không khí, đất, nước trong quá trình thu nhận, vận chuyển và cả trong quá trình xử lý

Hệ sinh thái chất thải là hệ sinh thái không bền vững Nó biến động rất nhanh trong suốt quá trình tồn trữ chất thải

 pH

Than bùn có độ pH từ 2,5 - 4,5 do đó môi trường than bùn có độ axít

 Nước trong than bùn

Than bùn có khản năng hút nước rất mạnh, nước có thể chiếm 80-90% trong than bùn Nước trong than bùn có nhiều dạng:

- Nước ở trạng thái tự do: Nằm trong lỗ hổng của khối than nó có thể tách ra

đễ dàng khi đưa than bùn từ mỏ lên

- Nước hấp thụ: Là lượng nước do các keo mùn hấp thụ, loại này khó tách

- Nước mao dẫn: Nước này mất đi dễ dàng khi hong khô tự nhiên

2.1.2.2 Tính chất hoá học

 Hợp chất hữu cơ và thành phần nguyên tố

- Hợp chất hữu cơ hoà tan trong nước: 5-10%

- Hợp chất hữu cơ hoà tan trong rượu: 5-15%

- Cellulose và hemicellulose : 5-40%

Các chất khoáng gồm: Sạn, cát, vôi, phosphate, pyrit, muối Ca, Fe, K Tất

cả các chất khoáng trong than bùn được gọi là độ tro

Chất mùn là sản phẩm phân huỷ các chất hữu cơ, nó có màu nâu hoặc đen ở dạng keo Ở trạng thái khô nó có màu đen, cứng giòn có khả năng hấp thụ nhiều nước và chất dinh dưỡng Nó hoà tan từng phần trong dung dịch kiềm và bị kết tủa trong axít

Thành phần của mùn bao gồm hydratcacbon, pentose (C5H10O5), hexose (C6H12O6), cellulose (C6H10O5)n, hemicellulose, lignin, nhựa, dầu mỡ, chất tro Hàm lượng mùn trong đất chiếm 80-90% tổng số các chất hữu cơ chứa trong đất.Quá trình hình thành và tích luỹ mùn nhanh hay chậm phụ thuộc vào xác thực vật, động vật, đất và điều kiện ngoại cảnh như độ ẩm, nhiệt độ,…

Dựa vào các loại axít mùn hình thành mà chia chất mùn thành ba loại chính

- Axít humic: là loại axit hữu cơ phức tạp, cấu tạo bởi nhiều thành phần hóa học, có khối lượng phân tử lớn, màu nâu đen, trung bình chứa 50% cacbon, 40% oxy, 5% hydro, 3% nitơ còn lại là lân, lưu huỳnh và các nguyên tố khác Thành phần chính của axit humic là các vòng cacbon thơm có gắn các nhóm chức hoạt động như các nhóm cacboxyl, quinon, methoxyl,…Hoạt tính sinh học của axit humic phụ thuộc vào hàm lượng của các nhóm này và khả năng trao đổi ion của chúng.Phản ứng: Không tan trong nước và axít vô cơ, nhưng dễ tan trong các dd kiềm loãng, NaOH, Na2CO3,

Tính chất: Ở trạng thái tự do, thường tồn tại dạng keo tụ (gel), nhưng rất dễ phân tán bởi các dd kiềm để tạo thành dd phân tử hoặc dd keo Ở dạng keo có

khả năng trao đổi hấp phụ ion cao, có thể liên kết với các khóang sét tạo những keo sắt mùn bền vững và hệ hấp phụ tốt nhất của đất.

- Axít fulvic: là một axít hữu cơ cao phân tử chứa Nitơ, hình thành trong mt chua, có màu vàng hay vàng nhạt, dễ tan trong nước, axít, bazơ và dung môi hữu

cơ khác, Thành phần Cacbon (40-52%) và Nito (2,3 -4,2%), H, O…Đất giàu axít fulvic thường bị chua, nghèo mùn, các nguyên tố dễ bị rửa trôi dưới dạng muối fulvat dễ hòa tan

- Axít hymetomelanic: Không hoà tan trong nước, thành phần carbon gần 65%.Trong các chất trên thì axít humic là chất phổ biến và quan trọng nhất để sản xuất phân vi sinh Axít humic hỗn hợp với các nguyên tố như N, Na, K để tạo thành các loại muối humate có hoạt tính cao kích thích tăng trưởng cây trồng [21]

2.2 Nguyên liệu phụ

2.2.1 Chế phẩm EM

EM (Effective microorganisms) là chế phẩm được nuôi cấy hỗn hợp gồm

5 nhóm VSV có ích: Vi khuẩn quang hợp, Vi khuẩn lactic, nấm men, xạ khuẩn

và nấm sợi Được sử dụng trong xử lý rác thải Sử dụng chế phẩm EM dạng bột pha thành dung dịch cho quá trình khử mùi rác thải

2.2.2 Dung dịch Amoniac

Sử dụng tinh thể amonac hoà tan trong nước thành dung dịch monihydroxyt Công thức: NH4OH

2.2.3 Men vi sinh phân hủy rác hữu cơ

Quá trình chuyển hóa rác thải sinh hoạt thành phân bón hữu cơ là quá trình oxy hóa sinh học các chất hữu cơ do tập đoàn VSV thực hiện Thành phần chủ yếu VSV tham gia phân hủy rác gồm vi khuẩn, xạ khuẩn và nấm Mỗi một loài VSV đóng một vai trò nhất định trong quá trình phân hủy rác thải trong điều kiện nhiệt độ cao Men vi sinh là loại men tổng hợp sản xuất từ các chủng VSV phân

giải chất xơ (Tricloderma, Streptomyces), chủng vi sinh vật phân giải chất hữu cơ (Bacillus, Candida) và chủng vi sinh vật kích thích sinh trưởng (Azotobacter).

Men vi sinh được ủ với liều lượng 2 kg hoặc 2 lít/tấn cơ chất cần ủ trong quy trình tạo phân bón từ phế thải [20]

2.2.6 Phân kali

Phân kali có dạng viên tròn màu đỏ dễ hút ẩm, chảy nước khi tiếp xúc với không khí Trong đề tài này sử dụng phân lân dạng bột có công thức hoá học: K2O hoặc KCl

2.3 Quá trình biến đổi khi chế biến, bảo quản

2.3.1 Phân vi sinh là gì?

Phân vi sinh là một chất nền chứa một hay nhiều loại vi sinh vật sống có khả

năng kích thích sự tăng trưởng của cây bằng cách gia tăng sự hấp thụ những dưỡng chất cần thiết cho cây Có nhiều nhóm VSV như vi khuẩn, nấm, xạ khuẩn, trong số đó quan trọng là vi khuẩn cố định đạm, vi khuẩn phân giải chất hữu cơ, nấm kích thích sự sinh trưởng cây trồng,

2.3.2 Thành phần của phân vi sinh

Phân hữu cơ vi sinh hiện nay có rất nhiều trên thị trường với các nguồn gốc, nguyên liệu sản xuất rất khác nhau Nhưng nhìn chung thành phần cấu tạo các chất dinh dưỡng có trong phân là như nhau bao gồm:

Sau đây là một số phân vi sinh có mặt trên thị trường hiện nay:

Bảng 2.2 Một số loại phân bón trên thị trường hiện nay [19]

Phân hữu cơ

vi sinh

Quyết định số 55/2006/QÐ-BNN

Zn: 0,006 Mn: 0,0038 B: 0,001 Mo: 0,0002 Fe: 0,003

%

Công ty CP Phân

bón Fitohoocmon

Phân hữu cơ

vi sinh

Quyết định số 55/2006/QÐ-BNN

Phân hữu cơ

vi sinh

Quyết định số 55/2006/QÐ-BNN

Zn: 0,006 Mn: 0,0038B: 0,001 Mo: 0,0002Fe: 0,003

%

Công ty CP Phân

bón Fitohoocmon

Phân hữu cơ

vi sinh

Quyết định số 55/2006/QÐ-BNN

Phân hữu cơ

vi sinh

Quyết định số 55/2006/QÐ-BNN

6 Phân hữu cơ vi sinh Số 9

Công ty YOGENMITSUI VINA

Phân hữu cơ

vi sinh

Quyết định số 10/2007/QÐ-BNN

7 Phân hữu cơ vi sinh Số 9

HC: 23 Axit Humic: 5 α NAA: 0,05 N-P2O5(hh)-K2O: 1-1-1

%

Công ty YOGENMITSUI VINA

Phân hữu cơ

vi sinh

Quyết định số 10/2007/QÐ-BNN

2.3.3 Quá trình biến đổi khi chế biến, bảo quản

Phương pháp ủ chất hữu cơ có những mục đích sau:

 Ổn định chất thải: Các quá trình sinh học xẩy ra khi ủ chất thải hữu cơ sẽ chuyển hoá các chất thải hữu cơ dễ phân huỷ thành các chất ổn định

 Tiêu diệt các vi sinh vật gây bệnh: Do trong quá trình ủ nhiệt độ tăng cao

bị tiêu diệt sau 4-5 ngày ủ

 Làm cho chất hữu cơ có giá trị phân bón cao: Phần lớn các chất dinh dưỡng như N.P.K có trong thành phần các chất hữu cơ, khi ta đem bón cho cây thì cây không thể hấp thụ được, sau khi ủ thì các chất này sẽ chuyển sang vô cơ

 Làm tơi xốp: Sau khi ủ chất hữu cơ trở thành dạng mùn xốp dễ dàng vận chuyển và cây dễ hấp thụ

2.3.3.3 Các pha trong quá trình ủ

Trong quá trình ủ tạo phân, các vi sinh vật phân huỷ các hợp chất hữu cơ tạo thành CO2 và H2O, nhiệt và mùn, các hợp chất không phân huỷ ở cuối quá trình

Quá trình ủ tối ưu thường trải qua ba pha sau:

 Pha nhiệt độ ôn hoà kéo dài trong vài ngày

 Pha nhiệt độ cao kéo dài từ vài ngày đến vài tháng

 Pha nhiệt độ thấp hay còn gọi là pha chín

Trong mỗi qúa trình ủ có sự chiếm ưu thế của tập đoàn vi sinh vật khác nhau Vào thời kì đầu của quá trình ủ chủ yếu được thực hiện bằng các vi sinh vật không ưa nhiệt, chúng phân huỷ nhanh các hợp chất dễ tan và giải phóng

Khi nhiệt độ lên đến 40oC thì các vi sinh vật không ưa nhiệt cạnh tranh kém

nhiều loại vi sinh vật và giới hạn quá trình phân huỷ nên trong pha này cần thông khí và đảo trộn để hạ nhiệt độ, trong pha này do nhiệt độ cao nên sẽ nhanh chóng phân huỷ cấu trúc protein, chất béo và các carbonhydrate phức hợp như cellulose, hemicellulose

Khi năng lượng các hợp chất dần hết, nhiệt độ khối ủ dần giảm thì lúc này các vi sinh vật ưa lạnh sẽ xuất hiện chiếm ưu thế, chúng tiếp tục phân huỷ các chất còn lại trong pha thứ ba

2.4 Các vi sinh vật trong quá trình ủ

Các chủng VSV thường đưa vào phân bón vi sinh là: vi khuẩn, nấm, xạ khuẩn Cụ thể là các sinh vật cố định nitơ sống cộng sinh với cây họ đậu

(Rhizobium, Bradyhizobium), sống tự do trong đât, nước( Azotobacter,

Clostridium, Arthrobacter, Klebsiella, Pseudomonas, Bacillus,…) hay sống hội

sinh trong vùng rễ cây trồng (Azospirillum), VSV phân giải lân (Pseudomonas,

Bacillus, Penicillium, Aspergillus, Candida, Fussarium,…), VSV phân giải

cellulose (Trichoderma, Aspergillus, Chetomium, Gliogladium…), VSV sinh tổng hợp hoạt chất kích thích sinh trưởng thực vật (Bacillus, Enterobacter,

Azotobacter, Gibberella,…) [13].

2.4.1 Vi khuẩn

Vi khuẩn đóng vai trò chính trong quá trình phân huỷ và cũng là nguồn phát sinh tạo nhiệt Hầu hết chúng có nhu cầu dinh dưỡng khác nhau và sử dung hệ enzyme để phân huỷ hoá học nhiều loại hợp chất hữu cơ khác nhau

Vi khuẩn là các vi sinh vật đơn bào, chúng có dạng hình que, hình cầu và hình xoắn, có một số loài vi khuẩn di động Ở thời gian đầu của quá trình ủ (25-

vùng bề mặt các tầng đất mặt

Giống Bacillus chiếm ưu thế trội hơn hẳn và là giống có số lượng nhiều nhất Sự

đa dang của giống Bacillus khi ở nhiệt độ 50-55oC nhưng lại bị suy giảm khi

tử, với thành bào tử dày thì chúng có thể chống chịu được với điều kiện tự nhiệt khắc nghiệt như nhiệt độ quá cao, quá thấp, thiếu thức ăn, khô hạn Chúng thường có mặt khắp nơi trong tự nhiên và sẽ sinh trưởng và phát triển khi môi trường tự nhiên thuận lợi

Khi nhiệt độ giảm các vi sinh vật ôn hoà lại phát triển và chiếm ưu thế

Các loài vi khuẩn thường gặp là: Bacillus, Pseudomonas, Clostridium,

Xạ khuẩn có hình dạng tua, đâm nhánh, trông giống như mạng nhện giăng ra Những sợi xạ khuẩn nhỏ xuất hiện ở giai đoạn cuối của quá trình ủ, dài khoảng từ10-15cm ở bên ngoài của ống ủ

Vài loài xạ khuẩn thường gặp trong quá trình ủ: Actinobifida,

Actinomyces, Streptomyces, Nocardia, Pseudonocardia,…

2.4.3 Nấm

Nấm bao gồm nấm mốc và nấm men, chúng có nhiệm vụ phân huỷ các hợp chất polymer trong đất và phân ủ Đối với quá trình phân ủ chung đóng vai trò quan trọng vì chúng phân huỷ nhiều hợp chất bền thành các hợp chất đơn giản hơn dễ phân huỷ Nấm phân huỷ các chất còn lại ở điều kiện quá khô, môi trường axít và N thấp mà vi khuẩn không thể phân huỷ Nấm phát triển trên lớp ngoài của hố ủ khi nhiệt độ cao, có dạng sợi trắng bao phủ phía ngoài, là loài duy nhất phát triển trong nhiệt độ ôn hoà và nhiệt độ cao

Một vài loài nấm thường gặp khi ủ: Mucor, Aspergillus, Torula,

Talaromyces, Coprinus,…[13].

2.4.4 Sinh vật đơn bào

Sinh vật đơn bào là động vật rất nhỏ, chúng được tìm thấy ở các giọt nước trong phân ủ, đóng vai trò thứ yếu trong quá trình phân huỷ Sinh vật đơn bào lấy thức ăn từ các hợp chất hữu cơ tương tự như vi khuẩn và nấm [13]

2.4.5 Men vi sinh phân hủy rác hữu cơ

Quá trình chuyển hóa rác thải sinh hoạt thành phân bón hữu cơ là quá trình oxy hóa sinh học các chất hữu cơ do tập đoàn VSV thực hiện

Thành phần chủ yếu VSV tham gia phân hủy rác gồm vi khuẩn, xạ khuẩn và nấm Mỗi một loài VSV đóng một vai trò nhất định trong quá trình phân hủy rác thải trong điều kiện nhiệt độ cao Men vi sinh là loại men tổng hợp sản xuất từ

các chủng VSV phân giải chất xơ (Tricloderma, Streptomyces), chủng vi sinh vật phân giải chất hữu cơ (Bacillus, Candida) và chủng vi sinh vật kích thích sinh trưởng (Azotobacter).

Hình 2.2 Hình dạng nấm

Men vi sinh được ủ với liều lượng 2 kg hoặc 2 lít/tấn cơ chất cần ủ trong quy trình tạo phân bón từ phế thải Trong trường hợp không có men vi sinh vật,

có thể sử dụng phân chuồng, phân bắc hoặc phế thải động vật đã qua ủ sơ bộ với

liều lượng từ 10 – 20% so với tổng số nguyên liệu sử dụng [1].

Men vi sinh có tác dụng phân hủy các chất hữu cơ, chuyển hóa chúng theo hai hướng sau:

- Vô cơ hóa: là quá trình chuyển hóa các hợp chất hữu cơ thành các hợp chất vô cơ dễ tiêu

- Mùn hóa: là quá trình chuyển hóa các hợp chất hữu cơ thành các chất vô

cơ và hữu cơ đơn giản hơn, kết hợp quá trình tự tiêu và tự giải của VSV

Trong quá trình phân giải và chuyển hóa của VSV người ta thấy mùn gồm: hydratcacbon, các pentoza, các hexoza, hemixenluloza, lignin, sáp, dầu mỡ

2.4.6 Chế phẩm EM

EM (Effective microorganisms) là chế phẩm được nuôi cấy hỗn hợp gồm 5 nhóm VSV có ích: Vi khuẩn quang hợp, Vi khuẩn lactic, nấm men, xạ khuẩn và nấm sợi

Hiệu quả tác dụng của EM:

- EM có hiệu quả khử mùi rất tốt, nó có tác dụng khống chế mùi hôi trong rác thải, nước thải, giảm một số thông số vật lý, hóa học để đảm bảo về mặt vệ sinh môi trường Do đó bất cứ loại chất hữu cơ nào cũng có thể sử dụng làm compost với EM được mà không bị phát sinh mùi hôi thối

- EM sẽ làm phân hủy các chất hữu cơ rất nhanh, khi đó nó sẽ được hấp thụ vào trong đất Đó là sự khác biệt với mọi phương pháp bình thường khác khi muốn phân hủy hữu cơ phải mất nhiều tháng trời

- EM sẽ tạo một khối lượng lớn các chất dinh dưỡng từ các chất hữu cơ cho cây trồng

- EM làm mất hiệu lực côn trùng và sâu hại nhưng không có tác dụng đối với VSV có lợi

- EM phát triển hệ miễn dịch tiềm tàng của cây trồng và vật nuôi, vì vậy tăng cường sức đề kháng của cây

- EM có khả năng biến các loại chất thải thành loại có ích, không độc hại, bao gồm các chất thải từ nước cống, từ nước thải độc hại công nghiệp.

- EM làm chậm khả năng quá trình ăn mòn của kim loại, giảm chi phí thay thế máy móc

Chúng ta hiểu rằng EM không phải là một hóa chất nông nghiệp và vì vậy không được sử dụng như hóa chất nông nghiệp Ngược lại, EM là một hỗn hợp các chủng VSV được phân lập từ các hệ sinh thái Nó là một thực thể sống, không chứa bất kỳ một tổ chức nào do kỹ thuật di truyền tạo ra Nó được phép sản xuất ở các nước khác nhau, EM được tạo ra từ sự nuôi cấy hỗn hợp các VSV

có trong tự nhiên Hiện nay EM được sản xuất ở trên 20 nước trên thế giới

EM được sử dụng với chức năng sinh vật hữu hiệu đầu tiên như làm thành phân compost, phân hủy các chất hữu cơ làm sạch môi trường, kiểm soát được sâu hại và bệnh tật, tất cả điều đó thực hiện được là nhờ việc đưa EM - một tổ hợp các VSV có ích vào môi trường cây trồng Do vậy, sâu hại và các tác nhân gây bệnh được kiểm soát, ngăn ngừa các quá trình tự nhiên bằng sự tăng khả năng cạnh tranh và đối kháng của các VSV hữu hiệu trong EM [13]

2.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ủ

Tỉ lệ C/N thích hợp dao động trong khoảng 25:1 đến 40:1, tỉ lệ C/N thích hợp nhất là 30:1

2.5.2 Kích thước nguyên liệu

Nếu vật liệu ủ có kích thước lớn sẽ kéo dài thời gian ủ và không giữ ẩm tốt,

còn nếu kích thước vật liệu quá nhỏ thì sẽ làm giảm nồng độ O2, tạo quá trình phân giải kị khí Qua nghiên cứu thì kích thước thích hợp nhất là từ 1,2-5cm.

2.5.3 Độ ẩm

Độ ẩm ảnh hưởng đến hoạt động sống của vi sinh vật và nồng độ O2 trong khối ủ Nếu độ ẩm cao sẽ làm giảm nồng độ O2 trong hỗn hợp như thế sẽ có quá trình phân giải kị khí tạo ra tạo ra mùi khó chịu và kéo dài thời gian phân huỷ.Nếu độ ẩm thấp hạn chế sự phát triển của vi sinh vật, các chất dinh dưỡng hoà tan thấp và vi sinh vật sẽ tạo bào tử

Nếu độ ẩm quá cao sẽ rửa trôi chất dinh dưỡng, làm giảm nhiệt độ khối ủ nên là điều kiện để vi sinh vật gây bệnh phát triển

Độ ẩm thích hợp cho quá trình ủ từ 40-60% Ở giai đoạn đầu độ ẩm khoảng 55-60% kết thúc quá trình độ ẩm khoảng 40-45%

2.5.4 Nhiệt độ

Nhiệt độ rất quan trọng trong quá trình ủ Nếu ủ tốt nhiệt độ khối ủ là

Nhiệt độ được tạo ra trong quá trình do hoạt động sinh hoá học của vi sinh

gây bệnh được tiêu diệt và tác dụng thúc đẩy quá trình phản ứng sinh hoá

2.5.5 pH

pH ảnh hưởng đến hoạt động của vi sinh vật, hầu hết chúng hoạt động tốt ở môi trường trung tính và môi trường có tính axít yếu Khoảng pH thích hợp cho các vi sinh vật phát triển là pH = 5,5 – 8,5 Ở giai đoạn đầu của quá trình phân huỷ thì các axít được tạo thành làm cho pH giảm tạo điều kiện cho sự phát triển của nấm và sự phân huỷ lignin, cellulose Khi quá trình phân huỷ tiếp tục các acid bị trung hoà và phân có pH = 6

2.5.6 O2, CO2

Nồng độ thích hợp của O2 là 15-20% và của CO2 là 0,5-5% Nồng độ oxi thấp sẽ dẫn đến phân giải kị khí tạo mùi hôi, ngược lại nồng độ oxi cao sẽ không bảo đảm độ ẩm thích hợp cho các vi sinh vật kị khí phát triển

2.6 Kiểm soát và đánh giá quá trình ủ

Theo [1-tr271] qúa trình ủ cần được kiểm soát và đánh giá như sau

2.6.1 Kiểm soát quá trình ủ

Việc kiểm tra các thông số của quá trình ủ rất quan trọng, đảm bảo các quá

trình mùn hóa xảy ra hoàn toàn, nhờ đó chất lượng phân mùn mới được đảm bảo chất lượng Việc kiểm tra thông qua một số chỉ tiêu sau [7, tr 35-37]

Quá trình ủ được kiểm soát qua các yếu tố sau:

 Cân bằng các chất dinh dưỡng

Đảm bảo đầy đủ các chất dinh dưỡng cần thiết cho sự hoạt động của vi sinh vật như các nguyên tố vi lượng và đa lượng,…

 Độ xốp: tăng dần theo thời gian ủ, kết thúc quá trình ủ phải >71%

 Mật độ vi sinh vật trong đống ủ sau một tháng ủ:

Quá trình ủ và điểm kết thúc được đánh giá qua các yếu tố sau:

- Nhiệt độ giảm đến mức nhiệt độ bình thường, không tăng trở lại

- Thành phần các chất trong khối ủ C/N, tro, COD, vi sinh vật

- % lượng nitrat và không có mặt của NH3

- Không có các loại côn trùng trước và sau sản phẩm ủ

- Không còn mùi khó chịu

- Xuất hiện màu trắng hay màu xám tráng của xạ khuẩn

2.7 Phương pháp ủ phối trộn

Nguyên liệu được bổ sung thêm các thành phần khác như than bùn nhằm mục đích:

- Rút ngắn thời gian ủ chín, tăng thành phần các vi sinh vật có ích cho đất

- Đảm bảo được độ ẩm và thành phần thích hợp do phối trộn với than bùn

- Tăng số lượng vi sinh vật có ích cho phân bón và tận dụng các vi sinh vật phân huỷ sẵn có trong than bùn

2.8 Cơ sở khoa học xử lý than bùn

Than bùn là vật liệu hữu cơ giàu axít humic (Chất kích thích sinh trưởng cho cây trồng), có độ chua rất cao khi mới khai thác (pH=2,5 - 4,5), bản thân than bùn không chứa đầy đủ các chất dinh dưỡng cung cấp cho cây trồng, axit humic lại ở dạng không hoà tan nên cây trồng không thể hấp thụ được Vì vậy khi sử dụng than bùn để sản xuất phân vi sinh nó cần phải được hoạt hoá Thông thường thì người ta dùng amoniac để hoạt hoá than bùn

Tác dụng của quá trình hoạt hoá:

- Chuyển acid humic khó tan thành muối humate dễ tan

- Giảm độ chua của than bùn

- Tăng nồng độ đạm có trong than bùnew

2.9 Cơ sở bổ sung các vi sinh vật và NPK

Rác sau khi ủ với than bùn đạt độ mùn hoá nhất định nhưng vẫn chưa bảo đảm đầy đủ các thành dinh dưỡng, vì vậy cần phải bổ sung NPK và vi sinh vật

2.9.1 Phối trộn các chất dinh dưỡng đa lượng và vi lượng

22Các chất dinh dưỡng đa lượng (N, P, K) được phố trộn bổ sung dưới dạng ure, supephosphate, kali và các chất dinh dưỡng vi lượng (Mo, Zn, Mn, Fe, B) được bổ sung giới dạng dung dịch phun vào hỗn hợp sau khi ủ [20]

2.9.2 Bổ sung chế phẩm vi sinh vật

Các chủng bố trí vào phân vi sinh đa số là các vi sinh vật đất như vi sinh vật

cố định đạm Azotobacter, vi sinh vật phân giải kali như bacillus, xạ khấn phân

giải chất xơ Actinomyces [13].

Tác dụng của các chủng vi sinh vật:

 Phân huỷ các chất xơ tạo ra nguồn năng lượng cung cấp cho vi sinh vật khác có điều kiện phát triển và làm tăng độ xốp cho đất

 Cố định được nitơ phân tử từ khí trời làm giau nguồn đạm cho đất

 Chuyển hoá lân từ các nguồn lân khó tan thành dễ tan để cây dễ hấp thụ Các chủng vi sinh vật này đã được tuyển chọn, phân lập, bổ sung vào phân, khi bón vào đất sẽ cải thiện được hoạt động của vi sinh vật trong đất, vùng rễ cây, tăng cường cung cấp các chất dinh dưỡng từ đất cho cây trồng, cung cấp các chất điều hoà sinh trưởng như vitamin, kháng sinh…góp phần nâng cao năng suất, phẩm chất nông sản và tăng độ màu mỡ của đất [14]

CHƯƠNG 3 CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHÊ

3.1 Đặc điểm của công nghệ

Dây chuyền công nghệ phải đồng bộ, liên tục từ khâu tiếp nhận đến khâu

sản xuất ra sản phẩm vào

 Đảm bảo chất lượng

 Phù hợp với yêu cầu địa phương

 Giá thành thiết bị rẻ hơn so với thiết bị ngoại nhập

 Giảm thiểu chôn lấp ( tỉ lệ chôn lấp không quá 10% )

 Phù hợp với đặc thù rác của Việt Nam

 Tỉ lệ thu hồi từ 25% đến 30% so với trọng lượng rác thô

 Tỉ lệ thu hồi Plastic từ 7%-10% so với trọng lượng rác tươi Vì vậy ta chọn công nghệ An sinh-ASC

3.2 Sơ đồ dây chuyền công nghệ

Ủ sơ bộ

Rác thải vô cơ

Đốt

Ủ chínSàng mùn

Ép viên

SấyLàm nguội

Phối trộn 2

Phun ẩm

Phần trên sàng

Hơi nướcNPK

Sàng lồng

Nhân giống cấp I, II,

III

3.2.1 Xử lí than bùn

3.2.1.1 Làm sạch

Mục đích: Loại bỏ các tạp chất lẫn trong than bùn.

Tiến hành: Công đoạn này được thực hiện trên băng tải, hai bên băng tải

được bố trí công nhân nhặt những tạp chất lẫn trong than bùn

3.2.1.2 Nghiền

Mục đích: Trước khi đưa vào sản xuất, than bùn được nghiền nhỏ để tạo

kích thước đồng nhất, tơi xốp Tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình hoạt hoá và

bổ sung chất dinh dưỡng sau này đồng thời chất lượng phân ổn định tạo và tính thẩm mỹ cao [13]

Tiến hành: Công đoạn này được thực hiện trên máy nghiền búa Than bùn

sau khi làm sạch được cho vào máy nghiền nhờ băng tải, sự va đập giữa búa, má búa với than làm cho than bị vỡ vụn

Mục đích: Giảm độ chua và chuyển axít humic trong than bùn thành muối

humat đồng thời tăng hàm lượng đạm của phân

Tiến hành: Sau khi được trộn đều với dung dịch amoniac bằng vít tải thì

than bùn được ủ từ 5-10 giờ ở bể ủ (Bể ủ bằng xi măng) để phản ứng xẩy ra hoàn toàn Tiến hành theo dõi màu than bùn chuyển từ nâu sang đen là kết thúc giai đoạn ta thu được than bùn đã hoạt hoá [13]

3.2.2 Dây chuyền xử lí rác sinh hoạt

 Chuẩn bị nguồn nguyên liệu tốt hơn cho các công đoạn sau

Cách tiến hành: Rác thải sinh hoạt tại sàn tập kết sau khi ủ với EM được

xe xúc lật chuyển vào phễu nạp liệu và đưa lên băng tải chạy chậm Công nhân

được bố trí hai bên băng tải để nhặt các thành phần không có khả năng phân huỷ bằng vi sinh vật Các phế liệu được tách ra theo từng nhóm và chuyển vào khu tập kết riêng

Độ ẩm ban đầu của rác hữu cơ đưa vào là 65%

Mục đích: Loại bỏ các thành phần vô cơ, các loại rác hữu cơ khó phân huỷ

như xương, sừng động vật, cenlullose,…để có sự đồng nhất trong rác thải

Tiến hành: Công đoạn này được thực hiện trên băng tải, hai bên băng tải bố

trí công nhân dùng tay loại các phần hữu cơ khó phân huỷ

3.2.2.4 Sàng lồng

Mục đích: Tách đất, cát và vụn hữu cơ không phân hủy sinh học ra khỏi

hỗn hợp nhằm làm tăng hiệu suất của quá trình ủ và tinh sạch sau này

Cách tiến hành: Hỗn hợp rác thải sau khi phân loại được băng tải chuyển

vào sàng lồng Với kích thước lỗ sàng và độ nghiêng sàng thích hợp, đất, cát và mùn hữu cơ có kích thước lọt lỗ sàng được loại ra và được băng tải chuyển ra ngoài Hỗn hợp này có thể dùng để cải tạo đất Phần trên sàng tiếp tục đi đến các công đoạn tiếp theo

Tiến hành: Công đoạn này được thực hiện ở bể ủ sơ bộ Rác sau khi cắt

được đưa đến bể ủ, tại đây rác được chất đống, và ủ trong10 ngày [2]

3.2.3 Phối trộn

Mục đích: Tạo hỗn hợp đồng đều giữa than bùn đã hoạt hoá và rác đã được

ủ sơ bộ

Tiến hành: Công đoạn này được tiễn hành trong nhà trộn Hỗn hợp được

đảo trộn nhờ hệ thống răng cào của xe xúc lật Hỗn hợp được đảo trộn và vận chuyển đến công đoạn ủ chín

3.2.4 Nhân giống

Mục đích: Đáp ứng đủ số lượng giống cho sản xuất

Tiến hành: Vi sinh vật được nuôi cấy trên môi trường thích hợp như môi

trường tổng số, môi trường tinh bột, môi trường CMC (Carboxy methyl cellulose) và môi trường gelatin và chọn ra những chủng phát triển mạnh, có khả năng phân huỷ nhanh chóng và triệt để Ở đây ta nuôi cấy trên môi trường CMC 20% vì chủ yếu vi sinh vật nuôi cấy để phân huỷ cellulose Thành phần CMC (trong 1 lít môi trường):

Mục đích: Chuyển hoá rác chưa phân huỷ thành mùn, bổ sung các vi sinh

vật có ích cho đất, tiêu diệt các vi sinh vật gây bệnh, tạo hỗn hợp mùn đồng nhất

Tiến hành: Công đoạn được thực hiện trong bể ủ Bể ủ được xây dựng bằng

rãnh nước rác ở mép sàn nhà, hệ thống phun ẩm và hệ thống đảo trộn Sau khi trộn, hỗn hợp rác và bùn được được phun nước làm ẩm, dung dịch chứa vi sinh vật phân huỷ cellulose, vi khuẩn cố định N2, phân giải lân Sau khi phun xong thì hỗn hợp được đưa vào bể ủ Tiến hành sục khí theo định kì định kì

Với quá trình ủ và tạo mùn thì hỗn hợp phải đạt được thông số sau:

trình ủ Ngoài ra còn thấy xuất hiện xạ khuẩn xung quanh khu vực ủ là dấu hiệu kết thúc sau đó người ta thu nhận sản phẩm của quá trình ủ chín

3.2.6 Sàng mùn

Mục đích: Phân loại mùn sau khi ủ và tách lấy phần mùn mịn tiếp tục xử lí.

Tiến hành: Công đoạn được thực hiện trên máy sàng lồng 2, sau khi sàng

sản phẩm lọt sàng được đem trộn cùng với phân NPK, còn phần trên sàng được đem đi đốt

3.2.7 Phối trộn NPK, vi sinh vật, khoáng vi lượng, đa lượng

Mục đích: Bổ sung thêm NPK, vi sinh vật chuyên dụng, khoáng vi lượng,

đa lượng còn thiếu so với tiêu chuẩn

Tiến hành: Công đoạn được thực hiện trong thiết bị phối trộn Sau khi sàng

sản phẩm lọt sàng được đem di trộn với các thành phần trên đã được định lượng, phân bón và mùn mịn được đảo trộn, sản phẩm được đưa đến của tháo liệu

3.2.9 Sấy

Mục đích: Tạo độ ẩm thích hợp, tăng thời gian sử dụng và bảo quản.

Tiến hành: Công đoạn được thực hiện bằng máy sấy Sản phẩm sau tạo viên

có độ ẩm 30% được đưa lên băng tải của máy sấy, không khí nóng thổi vào ngược chiều sản phẩm và làm khô sản phẩm, sản phẩm sau khi sấy sản phẩm có

độ ẩm 15% theo băng tải ra ngoài được vận chuyển đến trống làm nguội

3.2.10 Trống làm nguội

Mục đích: Làm giảm nhiệt độ của sản phẩm.

Tiến hành: Sau khi sấy xong, sản phẩm theo băng tải vào trống quay làm

nguội, một đầu của trống có quạt thổi Trống vừa quay vừa vận chuyển sản phẩm

ra cửa tháo liệu

3.2.11 Sàng viên

Mục đích: Tách loại phần mịn trong sản phẩm sau khi sấy để lấy sản phẩm

dạng viên

Tiến hành: Phân theo băng tải vào sàng rung, dưới tác động của lực rung thì

phân mịn lọt qua sàng được đem đến bộ phận ép viên trở lại còn phần trên sàng được đem đi đóng bao

- Năng suất: 4 tấn phân/giờ

- Nguyên liệu chính: Rác thải sinh hoạt đã phân loại và than bùn

- Nguyên liệu phụ: Men vi sinh vật, chế phẩm EM, dd ammoniac.

4.2 Kế hoạch sản xuất của nhà máy

- Nhà máy làm việc 1 ca/ngày, 8 giờ/ca

- Nhà máy nghỉ làm việc vào những ngày lễ, ngày Tết, chủ nhật

- Nhà máy nghỉ hoạt động 16 ngày cuối tháng 11 để bão dưỡng và làm vệ sinh

Bảng 4.1 Biểu đồ sản xuất trong năm của nhà máy năm 2012 Tháng

4.3.1 Các số liệu ban đầu

- Năng suất của nhà máy là 4 tấn phân/giờ

- Độ ẩm trước khi ủ sơ bộ: 65%

- Độ ẩm sau khi ủ sơ bộ: 60%

- Độ ẩm hỗn hợp: 55%

- Độ ẩm trước khi ủ chín: 55%

- Độ ẩm sau khi ủ chín: 45%

- Độ ẩm sau phối trộn NPK: 35%

- Độ ẩm sau khi ép viên: 30%

- Độ ẩm sau khi sấy: 15%

- Độ ẩm sau khi làm nguội: 15%

4.3.2 Tổn thất các công đoạn

Tỷ lệ hao hụt khối lượng được tính theo công thức:

100.1

100

M m

Với : m, M là khối lượng của nguyên liệu trước và sau công đoạn

w, W là độ ẩm của nguyên liệu trước và sau công đoạn

mo là khối lượng chất khô

mà: mo = m (100-w) = M (100-W)

suy ra:

W100

100

−−

m M

do đó:

W100

WW

100

1001

Với x là % độ hao hụt về độ ẩm so với ban đầu

w: Độ ẩm ban đầu của nguyên liệu (%)

W: Độ ẩm sau của nguyên liệu (%)

- Đối với công đoạn ủ sơ bộ rác:

Độ ẩm ban đầu của rác hữu cơ đưa vào là 65%, sau khi ủ sơ bộ độ ẩm giảm xuống còn 60% nên hao hụt ở công đoạn này:

60100

6065

−

100 = 12,500 %

- Đối với công đoạn ủ chín

Độ ẩm ban đầu của hỗn hợp than bùn và rác là 55%, sau khi ủ chín độ ẩm giảm xuống còn 45% nên hao hụt ở công đoạn này là:

45100

4555

−

100 = 18,182%

- Đối với công đoạn trộn NPK:

Ở công đoạn này ta bổ sung thêm lượng chất khô làm cho độ ẩm của nguyên liệu giảm xuống chứ không có sự hao hụt ẩm nên ở công đoạn này không có sự hao hụt

- Đối với công đoạn ép viên:

Độ ẩm nguyên liệu ban đầu đưa vào là 35% và ra khỏi công đoạn là 30% nên hao hụt trong giai đoạn này là:

30100

3035

−

−

x100 = 7,143%

- Đối với công đoạn sấy:

Độ ẩm nguyên liệu ban đầu đưa vào là 30% và ra khỏi công đoạn là 15% nên hao hụt ở giai đoạn này là:

15100

1530

−

−

x100 = 17,647%

- Đối với giai đoạn làm nguội:

Độ ẩm ban đầu của nguyên liệu đưa vào là 15% sau khi ra khỏi công đoạn

độ ẩm vẫn ở 15% nên hao hụt ở giai đoạn này là:

15100

1515

khối lượng

% Hao hụt

Độ ẩm

Tổng % hao hụt công đoạn

Xử lí rác

Phân loại rác, sàng rác

4.4.1 Khối lượng phân sau khi đóng bao

Là năng suất của nhà máy 4 tấn/giờ

4.4.2 khối lượng phân trước khi đóng gói

Theo bảng 4.2 thì công đoạn này hao hụt 1% nên ta tính được khối lượng sản phẩm trước khi đóng bao được tính:

1100

4

×

4.4.3 Khối lượng phân trước khi sàng phân

Theo bảng 4.2 thì công đoạn này hao hụt 2%, nên khối lượng phân trước khi sàng là:

2100

040,

= 0,082 (t/h)

4.4.4 Khối lượng phân trước khi làm nguội

Do hao hụt ở công đoạn này 1% nên khối lượng phân trước khi làm nguội là:

1100

100122,4

−

×

= 4,164 (t/h)

4.4.5 Khối lượng phân trước khi sấy

Theo bảng 4.2 thì hao hụt trong công đoạn này là 18,647% nên khối lượng phân trước khi sấy là :

1004,164−18100,647

×

= 5,118 (t/h)

4.4.6 Khối lượng phân trước khi ép viên

Hao hụt trong giai đoạn này là 8,143% [Theo bảng 4.2], nên khối lượng phân trước khi ép viên là:

143,8100

100118,5

−

×

= 5,572 (t/h)Vậy khối lượng phân trước ép viên là:

5,572 - 0,082 = 5,490 (t/h)

4.4.7 Khối lượng phân NPK phối trộn

Gọi M1, M2, M3 là khối lượng phân urê, lân, kali cần phối trộn (t/h)

M là khối lượng của phân sau khi phối trộn M = 5,490 (t/h) [Theo mục 4.4.6]

X, Y, Z; x, y, z Lần lượt là tỉ lệ N:P2O5:K2O của phân sau và trước khi phối trộn (theo % khối lượng)

X:Y:Z là 3:2:2 và x:y:z là 2,5:1,5:1,5 [Tham khảo số liệu nhà máy Da kim co]

N, P, K là lượng N, P2O5, K2O có trong phân urê, lân, kali (Theo % khối lượng).N:P:K là 10:10:5

Khối lượng phân NPK được tính theo công thức sau:

- Khối lượng urê :

M1=

N

M x

K

M z Z

= 0,549 (t/h)Vậy khối lượng phân bón phải dùng là:

M1+M2+M3 = 0,275+ 0,2754 + 0,549 = 1,099 (t/h)

4.4.8 Khối lượng mùn trước khi bổ sung NPK

Theo bảng 4.2 thì hao hụt trong công đoạn này là 1% và khối lượng N-P-K dùng hết là 1,099 (t/h) (theo mục 4.4.7) nên khối lượng mùn trước khi trộn NPK:

1100

099,1490,

−

−

(t/h)

4.4.9 Khối lượng phân trước khi sàng mùn

Theo bảng 4.2 thì tổng hao hụt ở công đoạn này là 5% là:

5100

100436,

4.4.10 Khối lượng hỗn hợp trước khi ủ chín

Theo bảng 4.2 thì hao hụt của quá trình này là 18,182 % nên tổng khối lượng hỗn hợp than bùn và rác là:

182,18100

100669,

−

×

(t/h)Lượng men vi sinh sử dụng là 2 lít cho 1 tấn rác nên lượngh cần dùng là:

5,743×2 = 11,486(lít/giờ)

4.4.11 Khối lượng than bùn và rác trước khi phối trộn

Hao hụt ở công đoạn này là 2% [ Bảng 4.2] nên tổng khối lượng giữa rác

và than bùn đem phối trộn là:

2100

100743,

−

×

( t/h )Gọi Q1 và Q2 lần lượt là khối lượng của rác hữu cơ và lượng than bùn đem đi phối trộn ( t/h )

Gọi T1, T2 lần lượt là độ ẩm của rác và than bùn trước khi phối trộn (%)

Gọi W là độ ẩm chung của hỗn hơp sau khi phối trộn (%)

Ta có W= 55%, T1 = 60 %, T2 = 15 % (độ ẩm của than bùn sau khi kiềm hóa)Theo [20] độ ẩm của vật liệu sau khi phối trộn được tính theo công thức sau:

W=

2 1

2 1

2 1

2 2 1

Q Q

Q Q

Q Q

T Q T Q

+

×+

×

=+

×+

×

= 55

Vậy cần 5,209 tấn rác ủ sơ bộ và 0,651 tấn than bùn để phối trộn trong 1 giờ

4.5 Tính cân bằng cho công đoạn xử lí rác

4.5.1 Khối lượng rác trước khi ủ sơ bộ

Theo bảng 4.2 thì công đoạn này có độ hao hụt là 13,500 % nên khối lượng rác trước khi ủ là:

5,13100

100209,

−

×

( t/h )

4.5.2 Khối lượng rác trước khi làm nhỏ

Theo bảng 2.4 thì công đoạn này hao hụt là 1% nên khối lượng rác trước khi làm nhỏ là:

1100

100022,

−

×

( t/h )

4.5.3 Khối lượng rác trước khi phân loại, và sàng rác

Theo bảng 4.2 thì lượng rác phế liệu và tổn thất trong công đoạn này là 10%

do vậy khối lương rác trước khi phân loại và sàng rác là:

10100

100083,

−

×

( t/h )Khối lượng rác không lên men là:

6,759 ×0,1 = 0,676 ( t/h )

4.5.4 Khối lượng rác trước khi đem đi xử lý EM

Nếu bỏ qua lượng chế phẩm EM thì hao hụt ở công đoạn này là 2% [Bảng 4.2] nên khối lương rác trước khi đem đi xử lí EM là:

2100

100759,6

897,

dung dịch EM cần dùng trong 1 giờ là:

13,794×2 = 27,588 (lít/h)

4.6 Tính cho công đoạn xử lý than bùn

4.6.1 Khối lượng than bùn trước khi ủ

Theo mục 4.4.11 thì khối lượng than bùn đã ủ đem đi phối trộn là

Q2 = 0,651 (t/h) hao hụt trong công đoạn này là 1% nên khối lượng than bùn trước khi ủ là:

1100

100651,

−

×

( t/h )

4.6.2 Khối lượng than bùn trước khi trộn amoniac

Theo bảng 4.2 thì hao hụt trong công đoạn này là 1% nên khối lượng

Than bùn và NH4OH 25% trước khi vào phối trộn là:

1100

100658,

−

×

( t/h )Amoniac sử dụng ở dạng NH4OH 25% và tỉ lệ phối trộn là 1,5% nên khối

lượng NH4OH 25% sử dụng là:

0,665×0,015 = 9,9x10-3 ( t/h )

Khối lượng than bùn trước khi trộn NH4OH 25% là:

0,665 –9,9x10-3 = 0,655 ( t/h )

4.6.3 Khối lượng than bùn trước khi nghiền

Theo bảng 4.2 thì công đoạn này hao hụt 1% nên khối lượng than bùn trước khi nghiền là:

1100

100665,

−

×

( t/h )

4.6.4 Khối lượng than bùn trước khi làm sạch

Theo bảng 4.2 thì hao hụt ở công đoạn này là 5% nên khối lượng than

Bùn trước khi làm sạch là:

5100

100672,

4.7 Lượng men giống, môi trường cần dùng

4.7.1 Nhân giống cấp 2 lên giống cấp 3

Lượng men vi sinh cần dùng cho 1h là 11,486 lít/giờ ( Cấp 3) Tỉ lệ giống cấy

là 10% thể tích vậy

(l/h)

4.7.2 Nhân giống cấp 1 lên giống cấp 2

Lượng men vi sinh cần dùng trong 1giờ là 1,149 (l/h) Tỉ lệ cấy giống là 16%

4.7.3 Lượng men giống gốc

Tỉ lệ cấy giống 2% vậy lượng men giống cần dùng trong 1 giờ là:

Năng suất(tấn/ngày)

4.9 Tổng kết nguyên liệu sản suất

Bảng 4.4 Tổng kết nguyên liệu sản xuất 1 Nguyên liệu

Khối lượngtấn/giờ

Khối lượngtấn/ngày

Khối lượngtấn/năm

5.1.1 Sàng lồng 1

Theo bảng 4.3, nguyên liệu cần xử lý trong 1 giờ là 8,156 tấn

Theo tính toán ở chương 6, các thông số của sàng lồng 1 như sau:

Bảng 5.1 Thông số kỹ thuật sàng lồng

Kích thước (mm) + Chiều dài + Đường kính

3000800

Lỗ sàng:

+ Hình dạng + Đường kính (mm)

Hình tròn45

5.1.2 Máy băm cắt

Lượng rác cần làm nhỏ là 6,083 [theo bảng 4.3]

Chọn máy băm cắt rác có thông số kỹ thuật như sau:

Bảng 5.2 Thông số kỹ thuật máy băm cắt rác