Thiết kế nhà máy sản xuất phân vi sinh từ rác thải sinh hoạt, năng suất 60 tấn rácngày

Ở nước ta những năm gần đây, tình trạng ô nhiễm môi trường ngày càng trở nên trầm trọng và phổ biến, đặc biệt là tại các đô thị lớn. Số liệu thống kê mới đây của cơ quan môi trường cho thấy: Thành phố Hà Nội mỗi ngày thải ra khoảng 1.368 tấn rác sinh hoạt, thành phố Hồ Chí Minh thải ra khoảng 3.752 tấn. Và hiện tượng rác thải bị ứ đọng ở một số thành phố và các địa phương khác đã trở thành vấn đề đáng báo động. Hầu như tất cả các bãi chôn lấp rác của các thành phố nước ta đều đang ở trong tình trạng quá tải. Với các nước công nghiệp phát triển như Pháp, Nhật, Mỹ, Đức, Hà Lan… việc xử lý rác chủ yếu sử dụng phương pháp thiêu huỷ bằng công nghệ cao, hoặc đem đi chôn lấp. Trong khi đó, nước ta vẫn phổ biến cách thiêu trực tiếp hoặc chôn lấp lộ thiên. Những cách làm này không những không giải quyết được lượng rác tồn đọng, mà còn gây ảnh hưởng xấu tới môi trường. Đứng trước thực trạng về tình hình ô nhiễm rác thải sinh hoạt đang nhức nhối, nước ta cũng đã có nhiều biện pháp xử lý, sử dụng nhiều phương pháp như chôn lấp, đốt rác và sản xuất phân bón hữu cơ từ rác v.v. mỗi phương pháp đều có ưu nhược điểm riêng và chỉ phù hợp với từng đối tượng rác. Thêm nữa các công nghệ xử lý rác từ trước, chủ yếu là công nghệ nhập ngoại, rất đắt tiền và chưa phù hợp với rác thải Việt Nam chưa qua phân loại. Yêu cầu thực tế cần có công nghệ vừa đảm bảo hiệu quả xử lý vừa phù hợp với điều kiện kinh tế trong nước và biến nguồn hữu cơ này thành phân bón phục vụ phát triển nông nghiệp bền vững. Gần đây đã xuất hiện công nghệ nội với đầu tư thấp để xây nhà máy xử lý rác thải sinh hoạt (Nhà máy rác Thủy Phương, Thừa Thiên Huế), công nghệ phân hữu cơ vi sinh đa chủng POLYFA (Bình Định)…. Đấy là ví dụ cho vai trò của công nghệ nội đối với việc giảm thiểu ô nhiễm chất thải rắn. Tại Đà Nẵng, tình hình ô nhiễm môi trường do rác thải sinh hoạt cũng đang là vấn đề cấp bách cần được giải quyết. Bãi rác Khánh Sơn đã quá tải, chính quyền thành phố cũng đã tạm thời giải quyết bằng một bãi chôn lấp mới nằm ngay gần đó để kéo dài thời gian sử dụng của bãi chôn lấp này lên vài chục năm nữa. Như vậy, với thực trạng xử lý rác thải sinh hoạt ở Đà Nẵng như hiện nay thì việc áp dụng biện pháp xử lý vừa hiệu quả vừa đem lại lợi ích kinh tế là một hướng đi đúng đắn nhất. Sản xuất phân vi sinh từ rác thải sinh hoạt phục vụ cho nông nghiệp sạch. Với những thành quả và hiệu quả của việc áp dụng công nghệ xử lý rác ở nhiều thành phố trong cả nước, hy vọng Đà Nẵng chúng ta sẽ có nhiều cải tiến, áp dụng hiệu quả và thành công nhất các công nghệ nội trong việc xử lý rác thải sinh hoạt thành phố. “Thiết kế nhà máy sản xuất phân vi sinh từ rác thải sinh hoạt, năng suất 60 tấn rácngày” là đề tài đồ án của tôi. Đây không phải là một đề tài mới vì đã có nhiều nơi trong cả nước áp dụng phương pháp này, nhưng là một đề tài có tính thực tiễn cao, bên cạnh việc giải quyết vấn đề bức bách là ô nhiễm môi trường đang rất cần ý thức trách nhiệm của người dân và của toàn xã hội, nó còn tạo ra sản phẩm phục vụ cho nông nghiệp sạch. Phân bón vi sinh có ưu điểm là không gây tổn hại cho môi trường, là loại phân bón chứa nhiều VSV có lợi cho môi trường, giúp cây hấp thu chất dinh dưỡng tốt hơn và có tác dụng cải tạo đất rất tốt. Phân vi sinh sẽ thay thế dần cho phân bón hoá học, thích hợp cho phát triển nông nghiệp bền vững.

Trang 1

LỜI MỞ ĐẦU

Ở nước ta những năm gần đây, tình trạng ô nhiễm môi trường ngày càng trởnên trầm trọng và phổ biến, đặc biệt là tại các đô thị lớn Số liệu thống kê mới đâycủa cơ quan môi trường cho thấy: Thành phố Hà Nội mỗi ngày thải ra khoảng1.368 tấn rác sinh hoạt, thành phố Hồ Chí Minh thải ra khoảng 3.752 tấn Và hiệntượng rác thải bị ứ đọng ở một số thành phố và các địa phương khác đã trở thànhvấn đề đáng báo động Hầu như tất cả các bãi chôn lấp rác của các thành phố nước

ta đều đang ở trong tình trạng quá tải Với các nước công nghiệp phát triển nhưPháp, Nhật, Mỹ, Đức, Hà Lan… việc xử lý rác chủ yếu sử dụng phương pháp thiêuhuỷ bằng công nghệ cao, hoặc đem đi chôn lấp Trong khi đó, nước ta vẫn phổ biếncách thiêu trực tiếp hoặc chôn lấp lộ thiên Những cách làm này không nhữngkhông giải quyết được lượng rác tồn đọng, mà còn gây ảnh hưởng xấu tới môitrường

Đứng trước thực trạng về tình hình ô nhiễm rác thải sinh hoạt đang nhứcnhối, nước ta cũng đã có nhiều biện pháp xử lý, sử dụng nhiều phương pháp nhưchôn lấp, đốt rác và sản xuất phân bón hữu cơ từ rác v.v mỗi phương pháp đều có

ưu nhược điểm riêng và chỉ phù hợp với từng đối tượng rác Thêm nữa các côngnghệ xử lý rác từ trước, chủ yếu là công nghệ nhập ngoại, rất đắt tiền và chưa phùhợp với rác thải Việt Nam chưa qua phân loại Yêu cầu thực tế cần có công nghệvừa đảm bảo hiệu quả xử lý vừa phù hợp với điều kiện kinh tế trong nước và biếnnguồn hữu cơ này thành phân bón phục vụ phát triển nông nghiệp bền vững

Gần đây đã xuất hiện công nghệ nội với đầu tư thấp để xây nhà máy xử lý rácthải sinh hoạt (Nhà máy rác Thủy Phương, Thừa Thiên Huế), công nghệ phân hữu

cơ vi sinh đa chủng POLYFA (Bình Định)… Đấy là ví dụ cho vai trò của côngnghệ nội đối với việc giảm thiểu ô nhiễm chất thải rắn

Tại Đà Nẵng, tình hình ô nhiễm môi trường do rác thải sinh hoạt cũng đang

là vấn đề cấp bách cần được giải quyết Bãi rác Khánh Sơn đã quá tải, chính quyền

Trang 2

thành phố cũng đã tạm thời giải quyết bằng một bãi chôn lấp mới nằm ngay gần đó

để kéo dài thời gian sử dụng của bãi chôn lấp này lên vài chục năm nữa Như vậy,với thực trạng xử lý rác thải sinh hoạt ở Đà Nẵng như hiện nay thì việc áp dụng biệnpháp xử lý vừa hiệu quả vừa đem lại lợi ích kinh tế là một hướng đi đúng đắn nhất.Sản xuất phân vi sinh từ rác thải sinh hoạt phục vụ cho nông nghiệp sạch Vớinhững thành quả và hiệu quả của việc áp dụng công nghệ xử lý rác ở nhiều thànhphố trong cả nước, hy vọng Đà Nẵng chúng ta sẽ có nhiều cải tiến, áp dụng hiệuquả và thành công nhất các công nghệ nội trong việc xử lý rác thải sinh hoạt thànhphố

“Thiết kế nhà máy sản xuất phân vi sinh từ rác thải sinh hoạt, năng suất 60 tấn rác/ngày” là đề tài đồ án của tôi Đây không phải là một đề tài mới vì

đã có nhiều nơi trong cả nước áp dụng phương pháp này, nhưng là một đề tài cótính thực tiễn cao, bên cạnh việc giải quyết vấn đề bức bách là ô nhiễm môi trườngđang rất cần ý thức trách nhiệm của người dân và của toàn xã hội, nó còn tạo ra sảnphẩm phục vụ cho nông nghiệp sạch Phân bón vi sinh có ưu điểm là không gây tổnhại cho môi trường, là loại phân bón chứa nhiều VSV có lợi cho môi trường, giúpcây hấp thu chất dinh dưỡng tốt hơn và có tác dụng cải tạo đất rất tốt Phân vi sinh

sẽ thay thế dần cho phân bón hoá học, thích hợp cho phát triển nông nghiệp bềnvững

Năm 2009 SVTH: Phạm Bá Lộc Thiết kế nhà máy sản xuất phân vi sinh từ rác thải sinh hoạt, năng

suất 60 tấn rác/ngày

Trang 3

CHƯƠNG 1 LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT

1.1 Sự cần thiết phải đầu tư và xây dựng nhà máy

Vấn đề ô nhiễm môi trường đang ngày càng đe dọa nghiêm trọng đến sức khỏecon người thì vấn đề xử lý rác thải sinh hoạt trong các thành phố, đô thị là vấn đềthực tế nhất được đưa ra giải quyết để giảm thiểu tình trạng ô nhiễm nguồn nước, ônhiễm bầu không khí ảnh hưởng đến đời sống của những khu nhà dân xung quanh.Hình thức xử lý rác phổ biến ở nước ta hiện nay sử dụng phương pháp chôn lấp.Việc chôn lấp đã không tránh khỏi ô nhiễm thứ cấp do mùi hôi thối và nước rácluôn là mối đe doạ cho sức khoẻ cộng đồng và môi trường Tại Đà Nẵng cùng với

sự phát triển không ngừng về kinh tế, cơ sở vật chất hạ tầng của một thành phốnăng động sau khi được công nhận là đô thị loại một, đời sống của người dân ngàycàng nâng cao, theo đó lượng rác thải sinh hoạt cũng tăng lên với thành phần phứctạp và khó kiểm soát được, sức khoẻ của cộng đồng nơi chôn lấp rác càng bị đedoạ Với thực trạng như thế này thì việc đầu tư xây dựng một nhà máy sản xuấtphân bón vi sinh từ rác thải sinh hoạt ở Đà Nẵng là một việc làm cấp thiết và hợp

lý Nhà máy ra đời sẽ đóng góp một phần không nhỏ trong việc giải quyết ô nhiễmmôi trường nói chung, ô nhiễm bầu không khí, nguồn nước sinh hoạt nói riêng, nócòn giúp cho những khu nhà dân xung quanh bãi chôn lấp rác thoát khỏi bầu khôngkhí hôi thối đang ngày ngày bao vây lấy họ, làm cho họ có được một cuộc sốngthoải mái dễ chịu hơn, có điều kiện để phát triển tốt hơn Nhà máy ra đời cũng đặcbiệt đóng góp vào sự phát triển của nông nghiệp sạch và bền vững, đáp ứng mộtphần nhu cầu phân bón cho các ngành trồng trọt của thành phố cũng như nhữngtỉnh lân cận: Quảng Nam, Quảng Ngãi…và nhiều nơi khác

1.2 Đặc điểm thiên nhiên

Trang 4

Đà Nẵng là một thành phố trọng điểm của khu vực miền trung nằm ở 15o55’đến 16o14’ vĩ Bắc, 107o18’ kinh Đông, là vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa điểnhình, nhiệt độ cao và ít biến động Nhiệt độ trung bình hằng năm khoảng 25,9oCcao nhất vào các tháng 6, 7, 8, trung bình từ 28-30oC, thấp nhất vào các tháng 12,

1, 2, trung bình từ 18-23o C Độ ẩm không khí trung bình 83,4%, cao nhất vào cáctháng 10, 11, trung bình từ 85,67-87,67%, thấp nhất vào các tháng 6, 7 trung bình

hạ tầng được đầu tư phát triển cùng với sự phát triển không ngừng của thành phố

1.4 Hệ thống giao thông vận tải

Cùng với sự phát triển không ngừng của thành phố, hệ thống giao thông vận tảicủa thành phố cũng không ngừng được mở rộng Hiện nay trên địa bàn thành phố

đã có đủ các loại hình giao thông vận tải: đường bộ, đường thủy, đường sắt vàđường hàng không

Về đường bộ có 70,867 km đường quốc lộ; 99,716 km đường tỉnh lộ; 67 kmđường huyện và 181,672 km đường nội thị Tuyến đường sắt Bắc Nam chạy quathành phố Đà Nẵng có chiều dài khoảng 30 km với các ga Đà Nẵng - Liên Chiểu,Kim Liên, Hải Vân Nam Về đường thủy, Đà Nẵng là một cửa ngõ quan trọng vớihai cảng biển là Cảng Tiên Sa và cảng sông Hàn thuận tiện vận chuyển hàng hóađến các nơi tiêu thụ trong khu vực [2]

Trang 5

1.5 Nguồn cung cấp điện

Nhà máy sử dụng nguồn điện chính từ mạng lưới điện quốc gia do điện lực ĐàNẵng cung cấp qua máy biến thế riêng của nhà máy

Nhà máy còn cần máy phát điện dự phòng để đảm bảo sự hoạt động liên tụccủa nhà máy

1.6 Nguồn cung cấp nguyên liệu

Nhà máy sử dụng nguồn nguyên liệu rác thải được thu từ rác thải sinh hoạt củathành phố, do công ty môi trường và đô thị thành phố Đà Nẵng cung cấp

1.7 Nguồn cung cấp nhiên liệu

Nhà máy sử dụng nguồn nhiên liệu chính là dầu DO và xăng được cung cấp từcác trạm xăng dầu của thành phố

Ngoài ra còn có nguồn nhiên liệu than đá, được cung cấp bởi các doanh nghiệpkinh doanh trên địa bàn thành phố

1.8 Nguồn cung cấp nước, vấn đề xử lý nước và thoát nước

Nhà máy không sử dụng nước cho việc sản xuất mà chỉ dùng cho sinh hoạt củacông nhân và vệ sinh thiết bị nên lượng nước nhà máy sử dụng được nhà máy nước

Đà Nẵng cung cấp

1.9 Nguồn tiêu thụ sản phẩm

Sản phẩm của nhà máy sản xuất ra sẽ được tiêu thụ trên khắp các địa bàn trong

cả nước vì khả năng bảo quản cao, chất lượng tốt và điều kiện vận chuyển rất dễdàng Ưu tiên các vùng ngoại ô thành phố và các tỉnh thành lân cận như QuảngNam, Quảng Ngãi, Bình Định…

1.10 Nguồn nhân lực

Vấn đề nhân công và trình độ lao động của nhân công là điều quan trọng quyếtđịnh hoạt động của nhà máy Nhà máy làm việc liên tục từ khâu tiếp nhận nguyênliệu cho đến ra sản phẩm nên cần một lượng lớn công nhân và đội ngũ cán bộ quản

lý có trình độ chuyên môn cao Nhà máy sẽ tuyển dụng nguồn nhân lực tại địa bàn

Đà Nẵng và các tỉnh lân cận

Trang 6

1.11 Năng suất nhà máy

Nhà máy sản xuất ra phân vi sinh từ rác thải sinh hoạt với năng suất chỉ tiêu đặt

ra là 60 tấn rác/ngày

1.12 Sự hợp tác hóa

Việc sản xuất phân vi sinh từ rác thải sinh hoạt chỉ mới xử lý được với các loạirác có thành phần là hữu cơ Do đó việc phân loại rác phải tách được gần như hoàntoàn rác hữu cơ, còn các chất vô cơ và plastic được tái chế thành các sản phẩm chocác ngành công nghiệp khác như công nghiệp nhựa, công nghiệp luyện kim nên cóthể hợp tác với các nhà máy sản xuất nhựa, kim loại trong khu công nghiệp HoàKhánh để có thể tận dụng được phế liệu, giảm được giá thành đầu tư và hạ giá thànhsản phẩm đến mức thấp nhất có thể, việc tiêu thụ sản phẩm và các phế phẩm củanhà máy sẽ nhanh hơn, nhà máy sẽ có điều kiện để hoạt động tốt hơn

Trang 7

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Rác thải sinh hoạt

2.1.1 Tình hình ô nhiễm chất thải rắn trên thế giới

Trong vài thập kỷ vừa qua, do sự phát triển của khoa học kỹ thuật dẫn đến sựphát triển mạnh mẽ về kinh tế, do sự bùng nổ dân số, nhu cầu sinh hoạt ngày càngcao, theo đó lượng các chất thải do con người gây ra càng nhiều

Đối với các thành phố và đô thị, ngoài những vấn đề về nhà ở, ô nhiễm donước thải,…, chất thải rắn mà đặc biệt là rác thải sinh hoạt là vấn đề nhức nhốikhông chỉ đối với các nhà lãnh đạo, quản lý, quy hoạch, mà còn đang hàng ngàyảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng, đến mỹ quan thành phố, và thực tế chất thảigây ô nhiễm môi trường đã trở nên không thể quản lý nổi, đặc biệt là ở các quốc giađang phát triển

Nếu tính bình quân mỗi người một ngày đưa vào môi trường 0,5 kg chất thảithì mỗi ngày trên thế giới hơn 6 tỷ người sẽ thải vào môi trường hơn 3 triệu tấn rác

và mỗi năm sẽ thải trên 1 tỷ tấn rác thải

Với một lượng rác khổng lồ như vậy, việc xử lý chất thải sinh hoạt đã trởthành một ngành công nghiệp thu hút nhiều công ty lớn Tuy nhiên các bãi rác tậptrung vẫn tồn tại và ngày càng có xu hướng gia tăng Điều này do nhiều nguyênnhân, từ thiếu vốn đầu tư, thiếu thiết bị đến thiếu kiến thức về chuyên môn, khôngnhận thức đầy đủ về tầm quan trọng trong việc quản lý rác Rác có thể gây ô nhiễmtoàn diện đến môi trường đất, nước, không khí

2.1.2 Tình hình ô nhiễm rác thải sinh hoạt ở Việt Nam

Trang 8

Cùng với sự phát triển kinh tế thì vấn đề môi trường cũng bị ảnh hưởng theo.Việt Nam ta với trên 85 triệu người đã thải ra mỗi năm hơn 15 triệu tấn rác Trong

đó rác sinh hoạt đô thị và nông thôn chiếm khoảng 12,8 triệu tấn; rác công nghiệpkhoảng 2,7 triệu tấn; lượng rác thải y tế khoảng 2,1 vạn tấn, lượng rác thải độc hạitrong công nghiệp là 13 vạn tấn và rác thải trong nông nghiệp (kể cả hóa chấtkhoảng 4,5 vạn tấn)…Dự kiến đến năm 2010, lượng rác thải hàng năm sẽ lên tới 23triệu tấn và đương nhiên tỉ lệ rác độc hại sẽ tăng lên [Bộ tài nguyên và môi trườngViệt Nam] Với khối lượng rác thải ngày càng gia tăng cùng với các giải pháp xử lýchưa khả thi nên ô nhiễm rác thải sinh hoạt đang diễn ra hằng ngày, hằng giờ Theothống kê hiện nay trên cả nước có 91 bãi rác lớn, chỉ có 17 bãi hợp vệ sinh, chiếmchưa tới 19% Trong khi đó có 49 bãi rác (chiếm gần 54%) đang gây ô nhiễmnghiêm trọng [Bộ tài nguyên và môi trường Việt Nam] Các bãi rác chôn lấp khônghợp vệ sinh và các bãi rác lộ thiên gây ra ô nhiễm nước ngầm và nước mặt do nướcrác không được xử lý, các chất ô nhiễm không khí, ô nhiễm mùi, ruồi muỗi, chuột

bọ và ô nhiễm bụi, tiếng ồn Nguyên nhân gây tình trạng ô nhiễm rác thải sinh hoạthiện nay xuất phát từ thực trạng quản lý môi trường và ý thức của người dân Đểgiải quyết vấn đề này một cách triệt để cần có sự kết hợp chặt chẽ giữa các nhàquản lý, nhà khoa học và người dân nhằm tìm ra giải pháp hợp lý trong việc giảmthiểu, tái sử dụng và quay vòng rác thải đô thị

2.1.3 Sự hình thành rác thải sinh hoạt

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 loạichất thải này có bản chất sinh vật Chúng thường là những động vật hoặc thực vậtkhông còn sử dụng được Ngoài ra còn có cả những chất khó phân hủy như: các loạibao nilông, giẻ rách, các loại bao bì từ cellulose

- Chất thải từ khu vực thương mại như chợ siêu thị Số lượng này rất lớn và đadạng

Trang 9

- Chất thải từ các khu vui chơi, giải trí, nhà trường, khách sạn, nhà máy, xínghiệp…

(Nguồn: Báo cáo kết quả khảo sát của CEETIA -2001)

Thành phần chiếm nhiều nhất là hợp chất hữu cơ, do đó có thể sử dụng làm

nguồn nguyên liệu để sản xuất phân vi sinh [1, tr30]

2.1.5 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, sánthường 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 nhanhtrong suốt quá trình tồn trữ chất thải [1, tr36]

2.2 Các phương pháp xử lý rác thải sinh hoạt thành phố

Trang 10

2.2.1 Phương pháp chôn lấp

Phương pháp chôn lấp được áp dụng dựa trên nguyên lý phân hủy tự nhiên củacác sinh vật có trong khối ủ Đầu tiên rác sẽ được các loại xe cơ giới san thànhnhững luống, sau đó lấp đất lên Phương pháp này đòi hỏi đầu tư ít và có thể ápdụng đối với những vùng đất đai rộng lớn Tuy nhiên tốn diện tích, quá trình phânhủy chậm, gây mùi khó chịu và ô nhiễm tầng nước ngầm là những nhược điểm lớnnhất của phương pháp này Ngày nay phương pháp chôn lấp đã được cải tiến thànhchôn lấp tích cực hay chôn lấp kiểu ủ sinh học (landfill bioreactor) Nguyên tắc củaphương pháp này giống như chôn lấp Nhưng với chôn lấp kết hợp với ủ sinh họcrác sẽ được ủ trong hố ủ được thiết kế như reactor để tránh rò rỉ nước rác và được

bổ sung những chế phẩm vi sinh khử mùi hôi của quá trình phân hủy Mặc dù đãđược cải tiến nhưng thời gian phân hủy của rác vẫn dài và diện tích làm bãi chônlấp cũng tăng dần lên Do đó hai phương pháp này chỉ là giải pháp tạm thời đối vớitất cả các quốc gia hiện nay

2.2.2 Phương pháp đốt rác

Đốt rác là phương pháp đã được áp dụng ở nhiều quốc gia trên thế giới Với

ưu điểm là hạn chế các vấn đề môi trường liên quan đến nước rác, cho phép xử lýđồng thời nhiều loại rác thải có nguồn gốc khác nhau, tiết kiệm đất đai cho việcchôn lấp chất thải lâu dài Tuy nhiên chi phí vận hành cao, hạn chế trong việc kiểmsoát khí thải có chứa dioxin và furan Phương pháp này chỉ phù hợp với rác côngnghiệp, rác y tế có nhiều thành phần nguy hại

2.2.3 Phương pháp lên men kị khí trong các Bioreactor để tạo CH 4 cho phát điện

Đây là phương pháp hiện đại trong xử lý rác thải sinh hoạt với đầu tư banđầu rất lớn Nguyên lý của phương pháp này là sử dụng các chủng vi sinh vật phânhủy rác trong điều kiện kị khí để tạo sản phẩm cuối cùng là khí CH4 phục vụ choquá trình chạy máy phát điện Với ưu điểm vượt trội là tận dụng được nguồn rácthải để chuyển thành một nguồn năng lượng quý Bên cạnh đó phương pháp này có

Trang 11

rất nhiều vấn đề về kỹ thuật và đầu tư cần phải cân nhắc thêm như tốc độ phân hủychậm, sản phẩm tạo thành dễ rò rỉ gây ô nhiễm nguồn nước và đầu tư ban đầu quálớn Do đó phương pháp chuyển hóa rác ở điều kiện kị khí sản xuất CH4 chưa thểtrở thành hiện thực

2.2.4 Phương pháp ủ rác thải để sản xuất phân bón hữu cơ

Sản xuất phân bón hữu cơ từ rác thải hữu cơ là phương pháp truyền thống,

đã được áp dụng phổ biến ở các quốc gia phát triển và ở Việt Nam phương phápnày được bắt đầu nghiên cứu và áp dụng Bản chất của công nghệ ủ rác làm phân làmột quá trình chuyển hóa phức tạp các hydratcacbon, các hợp chất hữu cơ đa nhânchứa clo, kim loại nặng do hàng loạt các vi sinh vật hiếu khí, kị khí không bắt buộc

và kị khí đảm nhận Tùy theo công nghệ mà vi sinh vật kỵ khí hoặc hiếu khí chiếm

ưu thế trong đống ủ Công nghệ có thể là ủ đống tĩnh thoáng khí cưỡng bức, ủ luống

có đảo định kì hoặc vừa thổi khí vừa đảo Cả ba công nghệ này đều xử lý rác cóhiệu quả do đã tái sử dụng được nguồn rác hữu cơ thành sản phẩm phân rác hữu cơphục vụ nông nghiệp Ủ theo công nghệ kỵ khí diễn ra với mùi khó chịu (H2S) v.v.,nước rác luôn là vấn đề khó khăn nhất để làm sạch, tốc độ phân hủy chậm, sảnphẩm tạo thành có chất lượng chưa cao và đầu tư nhà xưởng rất lớn do đó nhữngcông nghệ này chưa được hoàn thiện

Các phương pháp liệt kê trên có ưu và nhược điểm riêng nên chỉ thích hợpvới từng đối tượng rác thải Đối với ủ rác ở điều kiện hiếu khí với chế độ thổi khícưỡng bức hay đảo trộn và thổi khí có thể rút ngắn thời gian rác chín nhưng cũngphải mất đến ít nhất từ 30-60 ngày Xét các điều kiện kinh tế - xã hội liên quan đếnđầu tư xử lý rác thải sinh hoạt tại Việt Nam cho thấy việc áp dụng những công nghệđòi hỏi đầu tư quá lớn không thích hợp với hoàn cảnh của các đô thị Ví dụ: việc đốtrác hay chôn lấp tích cực thu khí gas để sản xuất điện hiện nay chưa thể trở thànhhiện thực Tuy nhiên chấp nhận một phương pháp đơn giản và rẻ tiền nhưng kéotheo rủi ro về môi trường như chôn lấp theo cách làm phổ biến hiện nay chưa phải

là giải pháp tối ưu Cho nên việc chuyển hóa rác thải sinh hoạt thành phân rác hữu

Trang 12

cơ có chất lượng cao đang trở thành như một giải pháp hợp lý và kinh tế vì nó đemlại lợi ích về mặt môi trường nhằm phát triển nông nghiệp bền vững Trên thực tếlên men rác hiện nay chưa có tính thuyết phục cao khi thực trạng các nhà máy xử lýrác thành phân rác có công nghệ nội và ngoại nhập vẫn tồn tại nhiều vấn đề như đầu

tư cao và chất lượng phân rác chưa đáp ứng tiêu chuẩn phân bón Việt Nam Mớiđây nhà máy rác Thủy Phương-Huế, nhà máy sản xuất phân vi sinh đa chủngPOLYFA ở Bình Định, hay công nghệ CDW… với hoàn toàn công nghệ nội đãbước đầu cho thấy vai trò của công nghệ nội trong xử lý rác thải sinh hoạt

Kế thừa nguyên lý ủ cưỡng bức rác trong các bể tại một số nhà máy rác hiệnnay, công nghệ xử lý rác thải trong các bioreactor đã ra đời Khắc phục được nhượcđiểm các phương pháp cùng loại là nước rác, mùi và chất lượng phân hữu cơ đầu ra.Với quá trình lên men hiếu khí tốc độ cao được điều khiển tự động các Bioreactor

sẽ cho ra đời phân bón hữu cơ sinh học có chất lượng cao cộng đầu tư thấp Đây làmột hướng đi mang tính khả thi cao mà các nhà khoa học Việt Nam hiện đangnghiên cứu và xây dựng nhà máy

Nguyên lý cơ bản của quá trình xử lý là dựa vào hoạt động phân hủy hiếu khícủa tập đoàn vi sinh vật ưa nhiệt để phân hủy rác thải sinh hoạt thành sản phẩmphân bón có chất lượng đảm bảo năng suất cây trồng, tăng độ phì nhiêu của đất vàgiảm chi phí cho thuốc trừ sâu và phân bón hóa học Nguồn rác thải hữu cơ đã trởthành nguyên liệu cho phân hữu cơ

2.3 Phân vi sinh và thành phần của phân vi sinh

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 dưỡngchất 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, hòa tan lân, phân giải chất hữu cơ, kíchthích sự sinh trưởng cây trồng, v.v

2.3.2 Thành phần của phân vi sinh

Trang 13

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 và hàmlượng 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:

- Phân vi sinh cố định đạm được bán trên thị trường dưới các tên thương

phẩm sau đây:

+ Phân nitragin chứa vi khuẩn nốt sần cây đậu tương

+ Phân rhidafo chứa vi khuẩn nốt sần cây lạc

+ Azotobacterin chứa vi khuẩn hút đạm tự do

+ Azozin chứa vi khuẩn hút đạm từ không khí sống trong ruộng lúa

- Phân vi sinh Biogro của công ty TNHH nông nghiệp hữu cơ Việt Nam:

Biogro được tạo thành từ chế phẩm vi sinh chức năng và cơ chất hữu cơ đã được xử

lý Thành phần của phân vi sinh Biogro bón qua rễ gồm có: 1,0x106-107 vi sinh vật

cố định đạm; : 4,0x106-107 vi sinh vật phân giải lân và trên 8,4% chất mang baogồm các chất hữu cơ đã được xử lý như mùn rác, than mùn… sản phẩm được đónggói trong bao PP và PE với khối lượng tịnh 25kg với độ ẩm 20 – 25%

- Phân bón phức hợp hữu cơ vi sinh FITOHOCMON của công ty cổ phần

Trang 14

+ Vi sinh vật (N, P, K): 1.106 CFU/g mỗi loại

- Phân hữu cơ vi sinh LU.COZYM của công ty TNHH TM & SX Lương

- Phân hữu cơ vi sinh Domix-BL của công ty TNHH Miền Đông

+ Thành phần hữu cơ: 25%

+ Tỉ lệ N – P2O5: 1-5

+ Vi sinh vật:

VSV(P): 1.106 CFU/gVSV(X): 1.106 CFU/g

Trang 15

- Phân hữu cơ vi sinh Cao Nguyên của công ty cổ phần thương mại xuất nhập

khẩu Thăng Long

+ Thành phần hữu cơ: 23,4%

+ Vi sinh vật:

VSV(P): 8.106 CFU/gVSV(X): 7,8.107 CFU/gVSV(N) 2,36.107 CFU/g

- Phân hữu cơ vi sinh Tbio của công ty TNHH công nghệ sinh học Tbio: + Thành phần hữu cơ: 20%

+ Vi sinh vật:

VSV(X): 1.107 CFU/gVSV(N) 1.106 CFU/g

- Phân hữu cơ vi sinh vật hỗn hợp cố định Nitơ, phân giải lân của Viện

Trang 16

2.4 Chế phẩm EM

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

2.4.1 Hoạt động của các VSV có trong chế phẩm EM

Mỗi loại VSV trong chế phẩm EM có một chức năng hoạt động riêng củachúng Các VSV này là VSV có lợi chung sống trong một môi trường và hỗ trợ chonhau, do vậy hiệu quả hoạt động của chế phẩm EM tăng lên gấp nhiều lần

Trong chế phẩm EM, loài VSV hoạt động chủ chốt là vi khuẩn quanghợp Sản phẩm của quá trình trao đổi ở vi khuẩn quang hợp lại là nguồn dinh dưỡngcho các VSV khác như vi khuẩn lactic và xạ khuẩn Mặt khác vi khuẩn quang hợpcũng sử dụng các chất do các VSV khác sản sinh ra Hiện tượng này gọi là cùng tồntại và hỗ trợ nhau EM sử dụng các chất do rễ cây tiết ra cho các sự tăng trưởng nhưhydratcacbon, axit amin, axit nucleic, vitamin và hormon là những chất dễ hấp thụcho cây Vì vậy cây xanh phát triển trong vùng đất có EM

2.4.2 Hiệu quả tác dụng của EM

- EM có hiệu quả khử mùi rất tốt, nó có tác dụng khống chế mùi hôi trong rácthải, nước thải, giảm một số thông số vật lý, hóa học để đảm bảo về mặt vệ sinh môitrường Do đó bất cứ loại chất hữu cơ nào cũng có thể sử dụng làm compost với EMđược 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 thụvào trong đất Đó là sự khác biệt với mọi phương pháp bình thường khác khi muốnphân hủy hữu cơ phải mất nhiều tháng trời

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

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

Trang 17

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

- EM có khả năng biến các loại chất thải thành loại có ích, không độc hại, baogồm 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 thếmáy móc

Chúng ta hiểu rằng EM không phải là một hóa chất nông nghiệp và vì vậykhông được sử dụng như hóa chất nông nghiệp Ngược lại, EM là một hỗn hợp cácchủng VSV được phân lập từ các hệ sinh thái Nó là một thực thể sống, không chứabất kỳ một tổ chức nào do kỹ thuật di truyền tạo ra Nó được phép sản xuất ở cácnước 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 thànhphân compost, phân hủy các chất hữu cơ làm sạch môi trường, kiểm soát được sâuhại và bệnh tật, tất cả điều đó thực hiện được là nhờ việc đưa EM - một tổ hợp cácVSV có ích vào môi trường cây trồng Do vậy, sâu hại và các tác nhân gây bệnhđược 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

2.5 Men vi sinh phân hủy rác hữu cơ

Quá trình chuyển hóa rác thải sinh hoạt thành phân bón hữu cơ là quá trình oxyhóa 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 vànấm Mỗi một loài VSV đóng một vai trò nhất định trong quá trình phân hủy rácthải 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)

Trang 18

Men vi sinh được ủ với liều lượng 2 kg hoặc 2 lít/tấn cơ chất cần ủ trong quytrình tạo phân bón từ phế thải.

Trong trường hợp không có men vi sinh vật, có thể sử dụng phân chuồng, phânbắc hoặc phế thải động vật đã qua ủ sơ bộ với liều lượng từ 10 – 20% so với tổng sốnguyên liệu sử dụng [4]

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

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

Các nhóm hay gặp nhất tham gia vào chu trình cacbon, nitơ, hidro, lưu huỳnh…

Các chi hay gặp nhất: Pseudomonas, Athrobacter, Alcaligenes, Acetobacter, Bacillus, Nitrosomonas,…Trong đó chi Pseudomonas, Athrobacter luôn chiếm ưu

thế trong phân hủy sinh học các chất thải hữu cơ

- Xạ khuẩn:

Nhóm VSV này có cấu tạo giống cả vi khuẩn và nấm, đóng vai trò rất quantrọng trong quá trình xâm nhập chất ô nhiễm Thuộc nhóm gram dương và phân bốrất rộng trong các môi trường sinh thái khác nhau nên xạ khuẩn là một trong banhóm chiếm ưu thế Có một số chi và loài tạo các chất kháng sinh khác nhau nhưnglại có loài chuyển hóa hữu cơ rất tốt, kể cả các chất độc và khó chuyển hóa Đây là

nhóm VSV chuyển hóa và tạo mùn lớn nhất trong đất Chi Streptomyces là chi

Trang 19

chiếm ưu thế và có thể chiếm đến 90% tổng các đại diện của thế giới xạ khuẩn.Những chi xạ khuẩn trước kia là vi khuẩn nay được xếp lại là xạ khuẩn

Mycobacterium, Terrabacterm Nocardia Các chi này có khả năng chuyển hóa,

phân hủy các hợp chất clo khó phân hủy Nhóm xạ khuẩn chịu nhiệt và ưa nhiệt cóvai trò rất lớn trong xử lý rác thải có nguồn gốc hữu cơ Trong ô nhiễm chất thảirắn, xạ khuẩn luôn chiếm ưu thế

- Nấm:

Nấm lớn như nấm đảm đã được sử dụng rất nhiều để xử lý ô nhiễm các chất

hữu cơ khó phân hủy Các chi nấm sợi khác như Aspergullus, Penicillium, Fusarium, Clodosporium, Rhizactonia, Rhizopus…có sinh khối lớn hơn cả vi khuẩn

và xạ khuẩn Đồng thời đóng vai trò chủ đạo trong quá trình làm sạch rất nhiều chấthữu cơ ô nhiễm trong đó có đường, axit hữu cơ và đa hợp chất như lignoxenlulo,đặc biệt trong môi trường axit nhóm VSV này phân hủy các hợp chất hữu cơ cóhiệu quả cao Đối với ô nhiễm hữu cơ ở thể rắn cũng giống như xạ khuẩn nhóm

VSV này đóng vai trò phân hủy rác rất hiệu quả [2, tr27]

2.5.2 Vi sinh vật phân giải và sự chuyển hóa các hợp chất

2.5.2.1 Sự chuyển hóa các hợp chất cacbon [11, tr99]

* Quá trình phân giải cellulose:

- VSV phân giải cellulose:

+ Vi khuẩn: các giống Bacillus, giống Clotridium

+ Xạ khuẩn: Streptomyces

+ Nấm mốc: Aspergillus, Penicillium, Fusarium

- Cơ chế của quá trình phân giải:

Muốn phân giải được cellulose, các loại VSV phải tiết ra men cellulase Cellulase làenzym ngoại bào và cơ chế chung của quá trình phân giải cellulose là

Cellulose … disacarit  monosacarit

* Sự phân giải xilan:

Trang 20

Xilan là hợp chất hidratcacbon, phân bố rộng trong tự nhiên Xilan có nhiềutrong xác thực vật.

Cơ chế phân giải:

Dưới tác dụng của xilanase ngoại bào, xilan sẽ phân giải thành các phần khácnhau: những đoạn dài xilanbiose và xilose

VSV phân giải xilan: các VSV có khả năng phân giải cellulose khi sản sinh ramen cellulose thường sinh ra men xilanase Trong đất chua thì nấm là loại VSV đầutiên tác động vào xilan Trong đất trung tính và kiềm, vi khuẩn là nhóm tác độngđầu tiên vào xilan

* Phân giải pectin:

- VSV phân giải pectin: Bacillus, Mucor, Fusarium, Clostridium

- Cơ chế phân giải:

+ VSV phân giải pectin nhờ có enzym protopectinase biến protopectin khôngtan thành pectin hòa tan

+ Tiếp theo, dưới tác dụng của pectinase, pectin hòa tan sẽ tạo thành axitpectic rồi tiếp tục tạo thành các axit D-galactouronic

* Sự phân giải lignin:

- VSV phân giải lignin:

Nấm mốc Bacidomycetes có thể chia thành hai nhóm Một nhóm có thể

chuyển hóa nhanh chóng gỗ thành khối màu đỏ, chủ yếu là phá hủy cellulose vàhemicellulose, không có tác dụng lên lignin Một nhóm phân giải gỗ thành một khốimàu trắng, chúng chủ yếu tập trung tác động lên lignin nhưng hầu như không phângiải cellulose Các loài vi khuẩn có hoạt tính phân giải lignin cao thường thuộc về

các giống Pseudomonas, Flavobacterium, Agrobacterium, v.v

* Sự phân giải tinh bột:

- VSV phân giải tinh bột:

Có nhiều loại VSV có khả năng sinh ra enzym amylase ngoại bào sẽ phân giảitinh bột thành các thành phần đơn giản hơn như maltose, các oligomer, glucose

Trang 21

Một số loài VSV có hoạt tính amylase cao và có ý nghĩa nhiều trong việc phângiải tinh bột:

+ Aspergillus cadidus, Asp.niger, Bacillus sulitilis có khả năng tiết ra enzym

-amylase

+ Asp Awamori, Asp Oryzae tiết ra -amylase.

+ Asp Awamori, Asp Niger, Asp Oryzae tiết ra glucoamylase.

2.5.2.2 Quá trình phân giải các hợp chất chứa nitơ

Quá trình amôn hóa là quá trình phân hủy, chuyển hóa các hợp chất hữu cơdưới tác dụng của VSV để hình thành các hợp chất hữu cơ đơn giản hơn như NH4

* Quá trình amôn hóa protein:

- Đây là quá trình phân giải protein thành NH3 dưới tác dụng của VSV

- VSV chủ yếu: vi khuẩn hiếu khí, yếm khí, xạ khuẩn, nấm

- Cơ chế: dưới tác dụng của enzym proteinase, các protein được phân giải thànhcác hợp chất đơn giản là polypeptit, oligopeptit Các chất này được tiếp tục phângiải thành axit amin nhờ tác dụng của emzym peptidase ngoại bào Các chất nàycũng có thể trực tiếp hấp thụ vào tế bào VSV, sau đó được tiếp tục chuyển hóathành axit amin Các axit amin này sẽ được sử dụng một phần vào quá trình sinhtổng hợp protein của VSV, một phần được tiếp tục phân giải để tạo ra NH3, CO2 vànhiều sản phẩm trung gian khác

* Quá trình amôn hóa urê, axit uric:

Vi khuẩn amôn hóa urê: Micrococus ureae, Bacillus hesmogenes, Sarcina ureae…Ngoài ra, nhiều loại xạ khuẩn và nấm mốc cũng có khả năng này.

Vi khuẩn urê thường thuộc loại hiếu khí hoặc yếm khí không bắt buộc Chúngphát triển tốt trong môi trường trung tính hoặc hơi kiềm Chúng không sử dụngđược cacbon trong urê, urê chỉ được dùng làm nguồn cung cấp nitơ cho chúng.Chúng có men urease làm xúc tác quá trình phân giải urê thành NH3, CO2, H2O Cònvới axit uric, chúng sẽ được phân giải thành urê và axit tactronic dưới tác dụng của

VSV [3, tr105]

Trang 22

Trang 23

CHƯƠNG 3 CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ

3.1 CHỌN DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT PHÂN VI SINH

Tùy thuộc vào đặc điểm của chất thải mà ta có các biện pháp xử lý khác nhau

Ở các nước phát triển, họ có quy hoạch ra khu công nghiệp, khu sản xuất nôngnghiệp, khu vui chơi giải trí, khu hành chính sự nghiệp…do đó chất thải rất đặctrưng cho từng khu vực

Ở các nước đang phát triển như Việt Nam, sự phân chia khu vực đó chưa rõràng nên toàn bộ chất thải được gộp chung lại Như vậy ở những nước này, chất thảithường rất phức tạp và có chiều hướng tăng rất nhanh [1, tr23]

Dựa vào đặc trưng của rác thải sinh hoạt từ các thành phố của Việt Nam mà cụ

thể là thành phố Đà Nẵng, ta chọn Công nghệ An sinh-ASC để giải quyết vấn đề ô

nhiễm môi trường của thành phố và tạo ra phân vi sinh từ rác thải sinh hoạt

3.1.1 Đặc điểm công nghệ

Công nghệ An sinh – ASC với các đặc điểm như:

-Mang tính chất một dây chuyền thiết bị đồng bộ từ khâu tiếp nhận rác thải đến

công đoạn sản xuất ra sản phẩm cuối cùng

-Phù hợp với điều kiện địa phương

-Giá thành rẻ hơn so với dây chuyền thiết bị xử lý rác nhập ngoại

-Giảm thiểu chôn lấp: Tỷ lệ chôn lấp không quá 10%

-Phù hợp với xử lý rác thải sinh hoạt tươi của các đô thị Việt Nam Rác thảiđược nhà máy thu gom chưa có phân loại từ đầu nguồn: tỷ lệ thu hồi phế thải từ

Trang 24

25% đến 30% so với trọng lượng rác tươi Tỷ lệ thu hồi plastic từ 7% đến 10% sovới trọng lượng rác tươi [4, tr11]

Tuy nhiên, phương pháp này có một vài hạn chế như:

-Thời gian để tạo ra sản phẩm tương đối dài

-Tốn diện tích

3.1.2 Sơ đồ dây chuyền công nghệ

Máy xé bao, đập, cắt và làm tơi rác

Phân loại bằng sức gió

Kim loại

Chất trơ

Rác thải sinh hoạtSàn tập kết rác

Kim loại

Trang 26

3.2 THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ

3.2.1 Xử lý EM

Mục đích: Rác sinh hoạt sau khi thu gom được tập kết tại một sân rộng của

nhà máy Tại đây rác sẽ được phun chế phẩm EM nhằm khử mùi hôi, giảm một sốthông số vật lý, hóa học,…nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho các công đoạn tiếptheo

Cách tiến hành: Công nhân sẽ trực tiếp phun chế phẩm EM dưới dạng sương

mù lên rác, giữ trong một khoảng thời gian 6 giờ

3.2.2 Phân loại sơ bộ rác thải

Mục đích: Rác thải sinh hoạt chưa phân loại tại nguồn bao gồm nhiều thành

phần phức tạp Không chỉ riêng chất hữu cơ mà còn nhiều thành phần khác như:chất trơ, chất dẻo, kim loại, giấy vụn, gỗ, vải, bông, cao su Vì vậy công đoạn nàygiúp loại bỏ các thành phần không phải hữu cơ có kích thước lớn, chuẩn bị nguồnnguyên 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 visinh vật Các phế liệu được tách ra theo từng nhóm và chuyển vào khu tập kết riêng

3.2.3 Xé bao, đập cắt và làm tơi

Mục đích: Rác thải sinh hoạt thường chứa đựng nhiều trong những bao nilon,

vì vậy cần phải xé bao để giải phóng rác và làm tăng khả năng tách loại rác, tạo điềukiên thuận lợi cho các công đoạn tiếp theo

Cách tiến hành: Sau khi phân loại sơ bộ, rác thải tiếp tục được đưa vào máy

xé bao Tại đây, các bao chứa rác sẽ được phá vỡ nhờ cơ cấu đập cắt của máy vàqua đó rác cũng được làm tơi trước khi vào công đoạn sau

Trang 27

3.2.4 Phân loại bằng sức gió

Mục đích: các bao nilon sau khi được xé ra trong máy xé và các loại màng

mỏng nhựa dẻo vẫn còn sau phân loại sơ bộ cần được tách ra để tăng độ sạch chorác hữu cơ Rác nilon sẽ được đưa đi tái chế

Cách tiến hành: Rác sau khi qua máy xé bao và làm tơi, được băng tải chuyển

đến máy phân loại bằng sức gió Áp lực của khí được tính toán sao cho hỗn hợpmàng mỏng nhựa dẻo được tách ra mà không làm tổn hao nhiều rác hữu cơ

3.2.5 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 bằng sức gió 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 rangoài Hỗn hợp này có thể dùng để cải tạo đất Phần trên sàng tiếp tục đi đến cáccông đoạn tiếp theo

3.2.6 Tách tuyển bằng tay

Mục đích: Tách tuyển các chất không lên men được còn sót lại mà máy phân

loại chưa tách hết được

Cách tiến hành: Bố trí công nhân đứng dọc hai bên băng tải chạy chậm để

nhặt những phần không lên men còn sót lại ra khỏi hỗn hợp

3.2.7 Tách tuyển từ tính

Mục đích: Làm sạch hỗn hợp hữu cơ khỏi tạp chất kim loại Giúp cho quá

trình ủ, nghiền xảy ra nhanh, đồng thời tránh va đập phá hỏng các bộ phận làm việccủa các thiết bị sử dụng về sau cũng như chất lượng phân hữu cơ sau xử lý

Cách tiến hành: Rác sau khi tách tuyển bằng tay tiếp tục được đưa vào máy

tách tuyển từ tính Dưới tác dụng từ của hệ thống nam châm có trong máy, kim loại

sẽ được tách ra Trong quá trình tách bỏ kim loại, một lượng nhỏ rác hữu cơ bámtheo, do vậy kim loại này sẽ tiếp tục được chuyển qua sàng rung để thu lại vụn hữu

Trang 28

cơ còn bám trên chúng Kim loại đem đi tái chế, mùn hữu cơ được đưa trở lại vàophần rác hữu cơ và rác tiếp tục đưa qua băng chuyền xử lý tiếp theo.

3.2.8 Sàng rung

Mục đích: tách vụn hữu cơ bám theo kim loại sau khi tách từ tính và đưa trở

lại để ủ, còn kim loại được làm sạch trước khi đưa đến nơi tái chế

Tiến hành: Hỗn hợp được băng tải vận chuyển đến sàng rung với kích thước

lỗ sàng phù hợp, tại đây kim loại và mùn hữu cơ được tách ra

3.2.9 Nghiền

Mục đích: Tạo ra kích thước đồng đều, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình ủ,

giúp cho men vi sinh thấm đều trong rác, giảm thời gian ủ cũng như chất lượngphân ủ sau này

Cách tiến hành: Hỗn hợp rác sau khi tách kim loại được đưa vào máy nghiền.

Ở đây rác sẽ được nghiền ra kích thước đồng đều thích hợp nhờ cơ cấu nghiền củamáy nghiền

3.2.10 Phối trộn

Mục đích: Trộn hỗn hợp rác hữu cơ với men vi sinh để chuẩn bị cho quá trình

ủ rác về sau

Cách tiến hành: Rác sau khi đã phân loại và tách hoàn toàn các tạp chất sẽ đưa

vào máy phối trộn Phun men vi sinh phân hủy vào dòng chảy rác để phối trộn chođều Tỉ lệ men vi sinh sử dụng 1,5% so với lượng rác hữu cơ cần ủ

3.2.11 Ủ sơ bộ

Mục đích: Tạo điều kiện cho quá trình tăng sinh khối của vi sinh vật phân giải

tự nhiên và vi sinh vật bổ sung và phân giải một phần rác thải Ở giai đoạn đầu,nhiệt độ của khối ủ sẽ tăng rất nhanh có thể đạt 60-700C, những sinh vật gây bệnhcũng bị tiêu diệt ở quá trình lên men này và thay vào đó là sự phát triển rất nhanhcủa nấm sợi, vi khuẩn ưa nhiệt, đặc biệt là các loài xạ khuẩn phát triển rất nhanh [1,tr83]

Trang 29

Cách tiến hành: Sau khi phối trộn men vi sinh, hỗn hợp rác hữu cơ được

chuyển vào buồng lên men nhờ máy xúc Quá trình lên men là hiếu khí, không khíđược cấp cho khối ủ bằng máy nén khí thông qua hệ thống ống dẫn đặt bên dướinền bể ủ Quá trình này kết thúc sau 6 ngày ủ

3.2.12 Ủ chín

Mục đích: Đây là quá trình mùn hóa mạnh, sản sinh nhiều hợp chất nitơ vô cơ

hòa tan và ổn định phân mùn, vì vậy khi chuyển sang nhà ủ chín không những cótác dụng đảo trộn và làm tơi mùn mà còn làm giảm nhiệt độ khối ủ Tạo điều kiệncho xạ khuẩn và những vi khuẩn có bào tử phát triển mạnh, những loài vi sinh vậtnày làm tăng nhanh quá trình mùn hóa.[1, tr83]

Cách tiến hành: kết thúc quá trình lên men mùn hữu cơ được chuyển qua các

bể ủ chín, oxi cũng được cung cấp liên tục bởi máy nén khí và hệ thống ỗng dẫnnhư quá trình ủ sơ bộ trên Quá trình ủ chín kết thúc sau khoảng 30 ngày ủ, sảnphẩm được chuyển đến bãi tập kết, trước khi vào công đoạn tiếp theo

3.2.13 Làm tơi mùn

Mục đích: Quá trình ủ làm cho mùn hữu cơ bị vón cục do bị chất đống lâu

ngày Do đó cần phải làm tơi mùn tạo điều kiện cho các thành phần hữu cơ chưađược phân hủy bị phân hủy trước khi vào công đoạn tiếp theo

Cách tiến hành: Mùn sau khi ủ chín được băng tải vận chuyển vào máy đánh

tơi Mùn được làm tơi nhờ các cánh quay quanh trục của máy

3.2.14 Tách mùn thô

Mục đích: Loại bỏ những thành phần không phân hủy được sau khi ủ như bã

cellulose và mùn thô không phân hủy đem đi đốt để làm sạch phân vi sinh

Cách tiến hành: Mùn hữu cơ sau khi làm tơi được băng tải đưa vào sàng lồng

có kích thước lỗ sàng, tốc độ quay và độ nghiêng thích hợp Tại đây các thành phầnkhông lên men có kích thước trên sàng được tách ra đem đi đốt và phân hữu cơ tiếptục mang đi phối trộn

Trang 30

3.2.15 Phối trộn N, P, K và các chế phẩm men vi sinh

Mục đích: Để sản xuất phân vi sinh hữu cơ thì công đoạn quan trọng không

thể thiếu là phối trộn các thành phần N, P, K (và đặc biệt là các men vi sinh vậtphân giải lân, vi sinh vật cố định đạm và vinh sinh vật phân giải các chất hữu cơ,)…Nhằm tạo ra phân vi sinh với các thành phần thích hợp và có chất lượng đáp ứngtiêu chuẩn đã đề ra

Cách tiến hành: Phân hữu cơ sau khi sàng sẽ được băng tải đưa vào thiết bị

trộn Nhờ các cánh đảo trộn hoạt động làm cho hỗn hợp phân hữu cơ cùng với cácloại phân ure, superphotphat, kali và các loại men vi sinh đưa vào theo một tỷ lệnhất định được trộn đều với nhau tạo thành môt hỗn hợp đồng đều đảm bảo theotiêu chuẩn chất lượng của nhà máy

3.2.16 Tạo hạt

Mục đích: Tạo ra phân vi sinh ở dạng hạt với kích thước đồng đều thuận tiện

cho quá trình sử dụng của người dân sau này

Cách tiến hành: Hỗn hợp sau khi phối trộn được băng tải vào thiết bị tạo hạt.

Tại đây phân được tạo thành hạt và đem đi sấy

3.2.17 Sấy

Mục đích: Làm giảm độ ẩm của phân hữu cơ đến môt độ ẩm nhất định để

thuận tiện cho các công đoạn tiếp theo và đảm bảo chất lượng bảo sản phẩm saunày

Cách tiến hành: Phân hữu cơ được đưa vào thiết bị sấy nhờ băng tải Tại đây,

lượng ẩm được tách ra và sản phẩm sau khi sấy đạt độ ẩm khoảng 28% sẽ đượcbăng tải chuyển qua công đoạn tiếp theo

3.2.18 Đóng bao

Mục đích: Thuận lợi cho quá trình vận chuyển và bảo quản.

Cách tiến hành: Phân vi sinh dạng hạt sau khi sấy và để nguội sẽ được băng

tải chuyển đến máy đóng bao Sản phẩm sẽ được đóng thành những bao với khốilượng tịnh 50kg nhờ cân và thiết bị đóng bao tự động

Trang 31

CHƯƠNG 4 TÍNH CÂN BẰNG SẢN PHẨM

4.1 Các số liệu ban đầu

- Năng suất ban đầu: 60/8 = 7,5 tấn rác/giờ

- Nguyên liệu: Rác thải sinh hoạt thành phố Đà Nẵng

- Chế phẩm EM và hỗn hợp men vi sinh phân hủy:

+ Lượng EM sử dụng: 2lit/1 tấn rác thải;

+ Lượng men vi sinh thêm vào: 1,5% lượng rác ủ

* Chọn các số liệu ban đầu:

- Độ ẩm trước khi ủ sơ bộ: 75%

- Độ ẩm sau khi ủ sơ bộ: 64%

- Độ ẩm trước khi ủ chín: 64%

- Độ ẩm sau khi ủ chín: 50%

- Độ ẩm trước khi làm tơi: 50%

- Độ ẩm sau khi làm tơi: 44%

- Độ ẩm trước khi tách tuyển mùn thô: 44%

- Độ ẩm sau tách tuyển mùn thô: 42%

- Độ ẩm trước khi sấy: 42%

- Độ ẩm sau khi sấy: 28%

4.2 Kế hoạch sản xuất của nhà máy

Nhà máy làm việc một năm 12 tháng, tuần làm việc 6 ngày, nghỉ Chủ nhật.

Ngày làm việc một ca, mỗi ca 8 giờ

Ngoài ra, các ngày quốc lễ cũng được nghỉ theo quy định

Cụ thể, các ngày nghỉ trong năm:

+ Tết dương lịch 1 ngày (1-1)

Trang 32

+ Ngày giỗ tổ Hùng Vương 1 ngày

+ Ngày quốc tế lao động 1 ngày (1-5)

+ Ngày quốc khánh 1 ngày (2-9)

Bảng 4.1: Biểu đồ sản xuất của nhà máy Tháng

Số ngày làm việc trong tháng

Lượng nguyên liệu

4.3.1 Tiêu hao nguyên liệu qua từng công đoạn

* Công đoạn xử lý phân loại sơ bộ rác thải

- Phân loại sơ bộ trên băng chuyền: 10%

Trang 33

*Công đoạn phối trộn men vi sinh và ủ tạo mùn hữu cơ

- Phối trộn: Khi phối trộn lượng nguyên liệu hao hụt 1,5% tuy nhiên ta bổ sung lượng men vi sinh 1,5% nên coi như hao hụt ở công đoạn này là 0

- Ủ sơ bộ: Ở công đoạn này độ ẩm khối nguyên liệu giảm từ 75% - 64%

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

100.1

100

M m

m: khối lượng nguyên liệu trước khi ủ

M: khối lượng nguyên liệu sau khi ủ

mà mo = m(100 – w) = M (100 – W)

mo: khối lượng chất khô

w: độ ẩm nguyên liệu trước khi ủ

W: độ ẩm nguyên liệu sau khi ủ

W100

6475

Hao hụt công đoạn: 1%

Tỷ lệ hao hụt ở công đoạn ủ sơ bộ là: 30,556% + 1% = 31,556%

- Ủ chín:

Ở giai đoạn ủ chín độ ẩm giảm từ 64% xuống 50%

Áp dụng công thức (4.1) , hao hụt do giảm ẩm:

%28100.50100

Trang 34

Tỷ lệ hao hụt ở công đoạn ủ chín: 28% + 2% = 30%

* Công đoạn xử lý mùn, phối trộn và tạo phân thành phẩm

- Làm tơi:

` Ở giai đoạn đánh tơi ẩm giảm từ 50% xuống 44%

Áp dụng công thức (4.1), hao hụt do giảm ẩm:

%714,10100.44100



x

Hao hụt công đoạn: 1,5%

Tỷ lệ hao hụt ở công đoạn đánh tơi: 10,714% + 1,5% = 12,214%

- Sàng lồng tách tuyển mùn thô

Ta có phần trên sàng chiếm 4% gồm mùn thô và các chất không có khả

năng phân huỷ sinh học, đem đi làm chất đốt

Ngoài ra ở giai đoạn tách mùn thô độ ẩm còn giảm từ 44% xuống 42%

Tỷ lệ hao hụt trong giai đoạn sàng tách tuyển mùn tính theo công thức (4.1): .100 3,448%

42100



x

Vậy tỷ lệ hao hụt trong giai đoạn này: 4% + 3,448% = 7,448%

- Phối trộn N, P, K và các chế phẩm men vi sinh

Lượng phân urê, superphotphat và kali cần bổ sung lần lượt có tỉ lệ: 3%,3%, 5% so với lượng mùn trước khi trộn

Lượng men vi sinh cố định đạm và phân giải lân cần bổ sung có tỉ lệ là 2%

so với lượng mùn

- Tạo hạt

- Sấy

Ở giai đoạn sấy độ ẩm giảm từ 42% xuống 28%

Áp dụng công thức (4.1), ta có tỷ lệ hao hụt trong giai đoạn sấy:

Trang 35

.100 19,444%

28100

2842

Hao hụt công đoạn: 1%

Tỷ lệ hao hụt ở công đoạn sấy: 19,444% + 1% = 20,444%

- Đóng bao: Hao hụt công đoạn 0,4%

Bảng 4.2: Hao hụt qua các công đoạn

hao hụt ở công đoạn phân loại:

75,0100

105,

- Năng suất của công đoạn xé bao:

6,75 – 0,068 = 6,682 (t/h)

1 Phân loại sơ bộ trên băng chuyền 10

Trang 36

c Phân loại bằng sức gió

- Khối lượng rác thải sinh hoạt hao hụt ở công đoạn phân loại bằng sức gió:

267,0100682,

- Năng suất của công đoạn tách đất cát:

6,415 – 0,577 = 5,838 (t/h)

4.3.2.2 Công đoạn làm sạch và nghiền chất thải hữu cơ

a Công đoạn tách tuyển bằng tay

- Khối lượng rác thải sinh hoạt hao hụt ở giai đoạn tách tuyển bằng tay:

175,0100838,

- Năng suất của công đoạn tách tuyển từ tính:

5,663 – 0,509 = 5,154 (t/h)Hao hụt ở công đoạn này là 9%, trong đó 2% vụn hữu cơ được quay lại, 7% phếliệu kim loại

- Khối lượng vụn hữu cơ tách từ sàng rung:

113,0509

,0

Trang 37

- Khối lượng kim loại tách từ sàng rung:

- Khối lượng rác hao hụt qua công đoạn phối trộn men bằng lượng men vi sinh

bổ sung nên coi như hao hụt: 0%

- Lượng rác hữu cơ còn lại sau phối trộn: 5,215 (t/h)

- Lượng men vi sinh bổ sung vào khối rác hữu cơ bằng 1,5% so với lượng rác,

100

5 , 1 215 ,

,

5 31,556  (t/h)

- Năng suất của công đoạn ủ sơ bộ:

5,215 – 1,646 = 3,569 (t/h)

Trang 38

c Ủ chín

- Khối lượng mùn hữu cơ hao hụt ở công đoạn ủ chín:

071,1100

214 , 12

,

2 7,448  (t/h)

- Năng suất của công đoạn tách tuyển mùn thô:

2,193 – 0,163 = 2,03 (t/h)

c Phối trộn N, P, K, men vi sinh cố định đạm và phân giải lân

- Lượng phân urê, superphotphat và kali cần bổ sung lần lượt có tỉ lệ: 3%, 3%,5% so với lượng mùn trước khi trộn

- Lượng phân urê cần bổ sung:

061 , 0 100

3 03 ,

- Lượng superphotphat cần bổ sung:

061 , 0 100

3 03 ,

- Lượng phân kali cần bổ sung:

Trang 39

102 , 0 100

5 03 ,

- Lượng men vi sinh cố định đạm và phân giải lân cần bổ sung có tỉ lệ là 2% sovới lượng mùn:

041 , 0 100

2 03 ,

5 , 0 295 ,

5 , 0 284 ,

444 , 20

,

1 0,4  (t/h)

Trang 40

- Năng suất của công đoạn này:

b Men vi sinh phân hủy rác

Lượng men vi sinh bổ sung vào khối rác hữu cơ bằng 1,5% so với lượng rác,tức bằng: 0,078 (t/h) (đã tính ở phần trên)

c Men vi sinh cố định đạm và phân giải lân

Lượng men vi sinh cố định đạm và phân giải lân cần bổ sung chiếm 2% sovới lượng mùn, theo đã tính lượng men vi sinh cố định đạm và phân giải lân cầndùng là 0,041 (t/h)

Bảng 4.3: Tổng kết cân bằng vật chất

Công đoạn

Lượng nguyên liệu đầu vào (t/h)

% hao hụt

Lượng tiêu hao (t/

h)

Năng suất (t/h)

Năng suất (t/ ngày)

Định dạng
Số trang	94
Dung lượng	2,25 MB