Thiết kế nhà máy sản xuất phân vi sinh từ rác thải sinh hoạt, năng suất 10 tấn rácgiờ

MỞ ĐẦUNền kinh tế Việt Nam đang có những bước chuyển mình mạnh mẽ. Quá trình công nghiệp hóa – hiện đại hóa diễn ra hết sức khẩn trương, bộ mặt xã hội đã có nhiều chuyển biến tích cực.Cùng với sự phát triển kinh tế, đời sống người dân ngày càng được cải thiện đáng kể. Mức sống người dân ngày càng cao thì nhu cầu tiêu dùng các sản phẩm xã hội càng cao, điều này đồng nghĩa với việc gia tăng lượng rác thải sinh hoạt. Rác thải sinh hoạt thải ra môi trường ngày càng nhiều gây ra ô nhiễm môi trường.Vấn đề ô nhiễm môi trường do rác thải sinh hoạt gây đó là vấn đề nhức nhối đối với toàn xã hội. Ở các đô thị lớn của nước ta rác thải sinh hoạt đã và đang gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng, chúng không những gây ảnh hưởng đến môi trường, đến mỹ quan đô thị mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe người dân. Theo 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. 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.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. Hiện nay rác thải của thành phố được tập trung và xử lý tại bãi rác Khánh Sơn.Xuất phát từ những thực trạng trên nhằm tìm ra phương pháp xử lý thích hợp giảm thiểu mức độ gây ô nhiễm môi trường do rác thải sinh hoạt, em xin chọn đề tài “Thiết kế nhà máy sản xuất phân vi sinh từ rác thải sinh hoạt, năng suất 10 tấn rácgiờ”. Đề tài này bên cạnh giải quyết được vấn đề ô nhiễm môi trường do rác thải sinh hoạt nó còn có ý nghĩa thực tiễn trong việc cung cấp phân bón phục phụ cho ngành nông nghiệp.

MỞ ĐẦU

Nền kinh tế Việt Nam đang có những bước chuyển mình mạnh mẽ Quá trìnhcông nghiệp hóa – hiện đại hóa diễn ra hết sức khẩn trương, bộ mặt xã hội đã cónhiều chuyển biến tích cực

Cùng với sự phát triển kinh tế, đời sống người dân ngày càng được cải thiệnđáng kể Mức sống người dân ngày càng cao thì nhu cầu tiêu dùng các sản phẩm

xã hội càng cao, điều này đồng nghĩa với việc gia tăng lượng rác thải sinh hoạt.Rác thải sinh hoạt thải ra môi trường ngày càng nhiều gây ra ô nhiễm môitrường

Vấn đề ô nhiễm môi trường do rác thải sinh hoạt gây đó là vấn đề nhức nhốiđối với toàn xã hội Ở các đô thị lớn của nước ta rác thải sinh hoạt đã và đang gây

ô nhiễm môi trường nghiêm trọng, chúng không những gây ảnh hưởng đến môitrường, đến mỹ quan đô thị mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe người dân.Theo số liệu thống kê mới đây của cơ quan môi trường cho thấy: Thành phố HàNội mỗi ngày thải ra khoảng 1.368 tấn rác sinh hoạt, thành phố Hồ Chí Minh thải

ra khoảng 3.752 tấn Hiện tượng rác thải bị ứ đọng ở một số thành phố và các địaphương khác đã trở thành vấn đề đáng báo động

Tại Đà Nẵng tình hình ô nhiễm môi trường do rác thải sinh hoạt cũng đang làvấn đề cấp bách cần được giải quyết Hiện nay rác thải của thành phố được tậptrung và xử lý tại bãi rác Khánh Sơn

Xuất phát từ những thực trạng trên nhằm tìm ra phương pháp xử lý thích hợpgiảm thiểu mức độ gây ô nhiễm môi trường do rác thải sinh hoạt, em xin chọn đề

tài “Thiết kế nhà máy sản xuất phân vi sinh từ rác thải sinh hoạt, năng suất

10 tấn rác/giờ” Đề tài này bên cạnh giải quyết được vấn đề ô nhiễm môi trường

do rác thải sinh hoạt nó còn có ý nghĩa thực tiễn trong việc cung cấp phân bónphục phụ cho ngành nông nghiệp

CHƯƠNG 1

LẬP LUẬN KINH TẾ1.1 Sự cần thiết xây dựng nhà máy phân vi sinh

Đà Nẵng là một thành phố trực thuộc trung ương, thành phố trọng điểm củakhu vực miền trung vì vậy vấn đề vệ sinh môi trường luôn là mục tiêu hàng đầucủa các cấp lãnh đạo thành phố Tuy nhiên trong những năm gần đây mức độdân số tăng nhanh cùng với lượng khách du lịch tăng đã một phần làm cho môitrường đô thị bị ảnh hưởng và có chiều hướng bị ô nhiễm Luợng chất thải rắnsinh hoạt thải ra trong một ngày tương đối lớn nhưng chỉ thu gom được khoảng70% số rác còn lại người dân đem chôn tự do và vất bỏ bừa bãi gây ảnh huởngcảnh quan đô thị, ô nhiễm môi truờng Luợng rác thải sau khi thu gom được đemđến bãi xử lý và được chôn một cách uổng phí trong khi thành phần hữu cơchiếm một tỷ lệ rất cao Với thực trạng như thế này thì việc đầu tư xây dựng mộtnhà máy sản xuất phân bón vi sinh từ rác thải sinh hoạt ở Đà Nẵng là một việclàm cấp thiết và hợp lý Việc thành lập nhà máy sản xuất phân vi sinh sẽ nhằmgiảm bớt sức ép đối với bãi rác của thành phố, góp phần giải quyết vấn đề ônhiễm môi trường, cung cấp phân bón hữu cơ sinh học phục vụ cho nông nghiệp

1.2 Đặc điểm thiên nhiên

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 nhấtvào các tháng 10, 11, trung bình từ 85,67-87,67%, thấp nhất vào các tháng 6, 7trung bình từ 76,67 - 77,33%

Lượng mưa trung bình hằng năm là 2504,57 mm/năm, lượng mưa cao nhấtvào các tháng 10, 11 trung bình từ 550-10000 mm/tháng, thấp nhất vào cáctháng 1, 2, 3, 4 trung bình từ 23-40 mm/ tháng

Hướng gió chủ yếu là Đông Nam vào mùa nóng và Đông Bắc vào mùalạnh, tốc độ gió trung bình 3-4m/s [18]

1.3 Vị trí đặt nhà máy

Vị trí đặt nhà máy cần phải gần nguồn nguyên liệu, cấp thoát nước thuận lợi,giao thông vận tải thuận tiện cho quá trình vận chuyển nguyên liệu, sản phẩm vàcần phải có nguồn nhân lực dồi dào

Sau quá trình tìm hiểu, lựa chọn dựa trên những yêu cầu trên về vị trí đặt nhàmáy tôi xin chọn vị trí đặt nhà máy nằm gần bãi rác Khánh Sơn Thành Phố ĐàNẵng

1.4 Hệ thống giao thông vận tải

Cùng với sự phát triển của xã hội hệ thống giao thông của thành phố trongnhững năm trở lại đây ngày càng được mở rộng Thành phố Đà Nẵng có đầy đủcác loại hình giao thông đường bộ, đường sắt, đường thủy và đường hàng không

Vị trí đặt nhà máy nằm gần quốc lộ 1A, đầu mối giao thông quan trọng của đấtnước Thành phố Đà Nẵng có cảng Tiên Sa, có sân bay quốc tế, đó cũng là nhữngđiều kiện giao thông hết sức thuận lợi cho nhà máy đi vào hoạt động hiệu quả [18]

1.5 Cấp thoát nước

Nhà máy sản xuất phân vi sinh sử dụng một lượng nước tương đối ít trong quátrình sản xuất, trong quá trình vệ sinh các thiết bị Lượng nước chủ yếu dùng vàotrong quá trình sinh hoạt Lượng nước này sẽ được cung cấp từ nhà máy nước củathành phố Nước thải của nhà máy sau khi được xử lý sẽ được thoát ra ngoài theo

hệ thống thoát nước chung của thành phố

1.6 Nguồn cung cấp nhiên liệu

Nhà máy sử dụng nguồn nhiên liệu chính là dầu DO và xăng được cung cấp

từ các trạm xăng dầu của thành phố Ngoài ra còn có nguồn nhiên liệu than đá,được cung cấp bởi các doanh nghiệp kinh doanh trên địa bàn thành phố

1.7 Nguồn cung cấp điện

Nhà máy sử dụng nguồn điện chính từ mạng lưới điện quốc gia do điện lực

Đà Nẵng cung cấp qua máy biến thế riêng của nhà máy

Nhà máy còn trang bị máy phát điện dự phòng để đảm bảo sự hoạt động liên

1.8 Nguồn cung cấp nguyên liệu

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

1.9 Nguồn nhân lực

Nhà máy xây dựng tại thành phố Đà Nẵng có dân cư đông đúc, có khả năng thuhút nguồn nhân công đông đảo từ các tỉnh miền Trung Do được xây dựng tại khuvực tập trung nhiều trường đại học, cao đẳng, nhà máy có cơ hội thu hút nguồn nhânlực trẻ năng động

1.10 Sự hợp tác hóa

Hiện nay quá trình sản xuất phân vi sinh từ rác thải sinh hoạt chỉ mới xử lýđược với các loại rác có thành phần là chất hữu cơ Vì thế việc phân loại rác phảitách được gần như hoàn toàn rác hữu cơ ra khỏi các chất vô cơ Các loại chất vô

cơ như nhựa plastic sẽ là nguyên liệu cho ngành công nghiệp khác như côngnghiệp nhựa, nên có thể hợp tác với các nhà máy sản xuất nhựa trong khu côngnghiệp Hoà Khánh để có thể tận dụng được phế liệu, giảm được giá thành đầu tư

và hạ giá thành sản phẩm đến mức thấp nhất có thể, việc tiêu thụ sản phẩm vàcác phế phẩm của nhà máy sẽ nhanh hơn, nhà máy sẽ có điều kiện để hoạt độngtốt hơn Ngoài ra công ty cần phải tạo mối quan hệ chặt chẽ với công ty môitrường đô thị thành phố

1.11 Nguồn tiêu thụ

Sản phẩm sản xuất ra sẽ được tiêu thụ rộng rãi trên khắp các địa bàn của cảnước nhưng nhà máy vẫn ưu tiên tập trung vào thị trường tiêu thụ ở địa khungoại ô Thành Phố Đà Nẵng và các tỉnh lân cận như Quảng Nam, Quảng Ngãi,Bình Định và khu vực Tây Nguyên Ở các vùng này có nhu cầu sử dụng lượngphân bón cho cây trồng lớn

có thành phần bao gồm kim loại, sành sứ, thủy tinh, đá dất, cao su, chất dẻo, thựcphẩm dư thừa hoặc quá hạn sử dụng, xương động vật, tre, gỗ, lông gà, lông vịt, giấy rơm rạ, xác động vật, vỏ rau quả…[16].

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, dân số tăng nhanh, nhu cầu sinh hoạt, đời sốngcủa con người ngày càng cao, theo đó lượng các chất thải trong sinh hoạt ngàycàng 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 cấp thiết cầngiải quyết Rác thải sinh hoạt không những gây ảnh hưởng đến sức khỏe cộngđồng mà còn làm ảnh hưởng đến mỹ quan thành phố, và thực tế rác thải sinh hoạtgây ô nhiễm môi trường đã trở nên ngày càng trầm trọng hơn, đặc biệt là ở cácquốc gia đang phát triển

Nếu tính bình quân mỗi người một ngày thải 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 tấnrác 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 ráctập trung vẫn tồn tại và ngày càng có xu hướng gia tăng Điều này do nhiềunguyên nhân, từ thiếu vốn đầu tư, thiếu thiết bị đến thiếu kiến thức về chuyênmôn, không nhận thức đầy đủ về tầm quan trọng trong việc quản lý rác Rác cóthể gây ô nhiễm toàn diện đến môi trường đất, nước, không khí

2.1.2 Tại Việt Nam

Việt Nam 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 côngnghiệp khoảng 2,7 triệu tấn; lượng rác thải y tế khoảng 2,1 vạn tấn, lượng rácthải độc hại trong công nghiệp là 13 vạn tấn và rác thải trong nông nghiệp (kể cảhóa chất khoảng 4,5 vạn tấn) Năm 2010 lượng rác thải lên tới 23 triệu tấn vàđương nhiên tỉ lệ rác độc hại sẽ tăng lên [Bộ tài nguyên và môi trường ViệtNam] Với khối lượng rác thải ngày càng gia tăng cùng với các giải pháp xử lýchưa thật sự hợp lý nên ô nhiễm rác thải sinh hoạt đang diễn ra hằng ngày, hằnggiờ Theo thống kê hiện nay trên cả nước có 91 bãi rác lớn, chỉ có 17 bãi hợp vệsinh, chiếm chưa tới 19% Trong khi đó có 49 bãi rác (chiếm gần 54%) đang gây

ô nhiễm nghiêm trọng [Bộ tài nguyên và môi trường Việt Nam] Các bãi rác chônlấp không hợp vệ sinh và các bãi rác lộ thiên gây ra ô nhiễm nguồn nước vàkhông khí xung quanh rác không được xử lý Nguyên nhân gây tình trạng ônhiễm rác thải sinh hoạt hiện nay xuất phát từ thực trạng quản lý môi trường và ýthức của người dân Để giải quyết vấn đề này một cách triệt để cần có sự kết hợpchặt chẽ giữa các nhà quản lý, nhà khoa học và người dân nhằm tìm ra giải pháphợp lý trong việc giảm thiểu, tái sử dụng và quay vòng rác thải sinh hoạt

2.1.3 Nguồn phát sinh rác thải sinh hoạt

Rác thải sinh hoạt được hình thành trong quá trình sinh hoạt hàng ngày của người dân, bao gồm:

- Các chất thải tạo ra từ các bếp ở các gia đình hay các nhà bếp tập thể.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 loạibao bì từ cellulose

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

đa dạng

2.1.4 Thành phần rác thải

Chất thải sinh hoạt là loại chất thải phức tạp được tạo ra từ nhiều nguồn khácnhau Thành phần của nó gồm:

Bảng 2.1 Thành phần chất thải sinh hoạt

Chất hữu cơCao su, nhựaGiấy, carton, giẻ vụnThủy tinh, gốm, sứKim loại

Đất đá, cát, gạch vụnXương, vỏ hộp Tạp chất (10 mm)

Độ ẩm

Độ tro

Tỷ trọng

41,987,191,751,420,596,891,233,640,110,90,38Nguồn: (http://www.urenco.com.vn)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 [5, 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 [5, tr36]

2.1.6 Tác hại của rác thải sinh hoạt

2.1.6.1 Tác hại của rác thải sinh hoạt đến môi trường

 Môi trường đất

- Rác thải sinh hoạt nằm rải rác khắp nơi không được thu gom đều được giữlại trong đất, một số loại chất thải khó phân hủy như túi nylon vỏ chai,hydrocacbon… nằm lại trong đất làm ảnh hưởng đến môi trường đất: thay đổi cơ

 Môi trường nước

- Lượng rác thải rơi vãi đầy, ứ đọng lâu ngày khi gặp mưa lượng rác này sẽchảy theo dòng nước, các chất độc hòa tan vào nước, qua cống rãnh, ao hồ, sôngngòi gây ô nhiễm nguồn nước mặt tiếp nhận [16]

- Rác thải không thu gom hết ứ đọng trong các ao hồ là nguyên nhân gây mất

vệ sinh và ô nhiễm các thủy vực Khi các thủy vực bị ô nhiễm thì có nguy cơ ảnhhưởng đến các loài thủy sinh, do hàm lượng oxy hòa tan trong nước giảm, khảnăng tiếp nhận ánh sáng giảm dẫn đến ảnh hưởng đến khả năng quang hợp củacác loài thực vật thủy sinh [16]

- Ở bãi chôn lấp rác các chất ô nhiễm có trong nước rỉ rác là tác nhân gây ônhiễm nguồn nước ngầm trong khu vực và các ao hồ sông suối khu vực lân cận[16]

 Môi trường không khí

- Rác thải sinh hoạt sinh ra các mùi hôi bay vào không khí Khi rác thải tiếnhành phân hủy nó sẽ tạo ra khí metan và các loại khí khác gây ô nhiễm môitrường không khí

2.1.6.2 Tác hại của rác thải sinh hoạt đến sức khỏe con người

- Tác hại của rác thải sinh hoạt lên sức khỏe con người thông qua ảnh hưởngcủa chúng lên các thành phần môi trường Môi trường bị ô nhiễm tất yếu ảnhhưởng đến sức khỏe con người thông qua chuỗi thức ăn

- Tại các bãi rác, nếu không áp dụng kỹ thuật chôn lấp và xử lý thích hợp, cứ

đổ dồn rồi san ủi, chôn lấp thông thường, không có lớp lót, lớp phủ thì bãi rác trởthành nơi phát sinh ruồi, muỗi là mầm mống lan truyền dịch bệnh

- Rác thải tồn động ở các khu vực, ở các bãi rác không hợp vệ sinh là nguyênnhân dẫn đến phát sinh các ổ dịch bệnh, là nguy cơ đe dọa đến sức khỏe conngười

2.1.6.3 Rác thải sinh hoạt làm giảm mỹ quan đô thị

- Rác thải sinh hoạt nếu không được thu gom, vận chuyển đến nơi xử lý, thugom không hết, vận chuyển rơi vãi dọc đường, tồn tại các bãi rác nhỏ lộ thiên…

đều là những hình ảnh gây mất vệ sinh môi trường và làm ảnh hưởng đến mỹquan đô thị.

- Một nguyên nhân nữa làm giảm mỹ quan đô thị là do ý thức của người dânchưa cao Tình trạng người dân đỗ rác bừa bãi ra lòng lề đường, cống rãnh vẫncòn rất phổ biến [16]

2.2 Các nguyên liệu phụ trong sản xuất phân vi sinh

2.2.1 Chế phẩm EM

Chế phẩm EM có nghĩa là các vi sinh vật hữu hiệu Trong chế phẩm này có khoảng 80 loài vi sinh vật kỵ khí và hiếu khí thuộc các nhóm : vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn lactic, nấm men, nấm mốc, xạ khuẩn 80 loài vi sinh vật này đuợc lựa chọn từ hon 2000 loài sử dụng phổ biến trong công nghiệp thực phẩm và công nghệ lên men

Trong quá trình xử lý rác thải thường dùng EM ở dạng bột pha thành dạng dung dịch lỏng để phun lên rác thải nhằm khử mùi hôi

2.2.2 Men vi sinh phân hủy rác

Trong sản xuất phân vi sinh thường dùng men vi sinh vật phân hủy rác là loạimen vi sinh tổng hợp sản xuất từ các chủng vi sinh vật phân giải cenlulose

(Trichoderma, Streptomyces), vi sinh vật phân giải chất hữu cơ (Bacillus, Candida), chủng vi sinh vật kích thích sinh trưởng (Azotobacter)

Hình 2.1 Nấm Trichoderma Hình 2.2 Streptomyces

2.2.3. Phân lân

Phân lân hay còn gọi là phân superphosphate đơn có màu xám xanh dạng bộtmịn, khi gặp ẩm dễ vón cục Trong đề tài này sử dụng phân lân giạng bột có côngthức hoá học: Ca(H2PO4)2

2.2.4 Phân kali

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

2.3.2 Phương pháp đốt

Đây là phương pháp tạm thời khi lượng rác quá nhiều Tuy nhiên phươngpháp này đòi hỏi kinh phí cao do tốn nhiều nhiên liệu đốt, ngoài ra phương pháp

Hình 2.4 Azotobacter Hình 2.3 Azotobacter

và các loại bệnh về đường hô hấp Phương pháp này thích hợp với thải côngnghiệp, rác thải y tế có nhiều thành phần độc hại [3, tr45].

2.3.3 Phương pháp sinh học

Hiện nay, sử dụng biện pháp sinh học để sử lý chất thải rắn là biện pháp tối

ưu nhất Biện pháp sinh học là dùng công nghệ vi sinh vật để phân hủy chất thải.Muốn thực hiện được phương pháp này điều quan trọng là phải phân loại đượcchất thải vì trong chất thải chứa nhiều thành phần khó phân hủy như túipolyetylen, vỏ chai bằng thủy tinh và nhựa các loại phế liệu rắn bền phân giải lâu[3, tr45]

Một số phương pháp sinh học xử lý chất thải rắn bằng công nghệ vi sinh vật:

 Phương pháp sản xuất khí sinh học (Biogas)

- Cơ sở của phương pháp này là nhờ sự hoạt động của vi sinh vật các chất khóphân hủy như cellulose, lignin, hemicellulose và các chất cao phân tử khác đưpựcchuyển thành các chất dễ phân hủy Sau đó chuyển hóa tiếp thành các chất khítrong đó chủ yếu là khí metan [3, tr45]

- Ưu điểm của phương pháp này là có thể thu được nhiều loại khí, có thể cháyđược và cho nhiệt lượng cao sử dụng làm chất đốt, không gây ô nhiễm môitrường Phế thải sau khi lên men được chuyển hóa thành phân hữu cơ có hàmlượng dinh dưỡng cao để bón cho cây trồng

- Nhược điểm của phương pháp này là khó lấy các chất thải sau lên men, làquá trình hiếu khí bắt buộc nên việc thiết kế bể ủ rất phức tạp, vốn đầu tư lớn,khó khăn trong việc tuyển chọn nguyên liệu

 Phương pháp ủ phế thải thành đống, lên men tự nhiên có đảo trộn

Phế thải chất thành đống có chiều cao từ 1,5 – 2,0 m dảo trộn mỗi tuần mộtlần Nhiệt độ khối ủ là 55 – 600C, độ ẩm 50 – 70% Sau 3 – 4 tiếp không đảotrộn Phương pháp này đơn giản, nhưng mất vệ sinh, gây ô nhiễm nguồn nước vàkhông khí [3, tr45]

 Phương pháp ủ phế thải thành đống không đảo trộn và có thổi khí

Phế thải chất thành đống có chiều cao từ 1,5 – 2,0 m Phía dưới được lắp đặtmột hệ thống phân phối khí Nhờ có hệ thống thổi khí cưỡng bức, mà các quátrình chuyển hóa nhanh hơn, nhiệt độ ổn định, ít ô nhiễm môi trường [3, tr45].

 Phương pháp ủ phế thải hữu cơ làm phân ủ

Chất thải sẽ được tái chế thành các sản phẩm cung cấp cho nông nghiệp

Cơ sở của phương pháp này là dựa vào sự hoạt động của vi sinh vật phân hủycác hợp chất hữu cơ tạo ra mùn và các chất khác

Phương pháp này còn một số hạn chế là vốn chi phí vận hành tương đối lớn,diện tích sử dụng khá lớn, quá trình phân loại phế thải mất rất nhiều công[3,tr46]

Nhu cầu phân bón (bao gồm các thành phần chính là nitơ (N), photpho (P) vàkali (K) sẽ tăng 3% lên 178,2 triệu tấn trong niên vụ 2011/12

Nhu cầu phân nitơ trong vụ mùa này dự báo sẽ tăng 3,1%, lên 107,7 triệu tấn,phân photpho sẽ tăng 1% lên 41,1 triệu tấn, và phân kali sẽ tăng 5,7% lên 29,4triệu tấn

Vụ 2010/11, tiêu thụ phân bón toàn cầu đã tăng 6,2% đạt kỷ lục 173 triệu tấn.Nhu cầu phân bón ở tất cả các khu vực sẽ đều tăng, 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, nhưngcho biết triển vọng sẽ còn phụ thuộc và tình hình kinh tế ở các nước phát triển

2.4.1.2 Tại Việt Nam

Hiện nay nước ta vẫn là nước sản xuất nông nghiệp là chủ yếu, nên nhu cầu

về phân bón phục phụ nông nghiệp lớn Hàng năm cần khoảng 7,5 – 8,5 triệu tấn

phân bón các loại Hiện nay nguồn cung cấp trong nước chỉ đạt khoảng 50% cònnước ta phải nhập khẩu từ các nước khác về.

Tổng nhu cầu sử dụng phân bón ở nước ta trong năm 2008 là 7,5 – 8.5 triệutấn, trong đó: phân NPK là 33%, phân Urê 25%, phân Kali 9%, phân lân 17%,phân SA 7%, phân DAP 9%

Nhu cầu sử dụng phân bón trong cả nước năm 2009 khoảng 8,0 – 8,5 triệutấn Trong đó nhập khẩu 4,5 triệu tấn, sản xuất trong nước 2,38 triệu tấn, tồn khonăm trước 2 triệu tấn

2.4.2 Phân vi sinh và thành phần của phân vi sinh

2.4.2.1 Phân vi sinh là gì?

Phân bón vi sinh vật (phân vi sinh) là sản phẩm chứa vi sinh vật sống, đãđược tuyển chọn có mật độ phù hợp với tiêu chuẩn ban hành, thông qua các hoạtđộng sống của chúng tạo nên các chất dinh dưỡng mà cây trồng có thể sử dụngđược (N, P, K, S, Fe ) hay các hoạt chất sinh học, góp phần nâng cao năng suất,

chất lượng nông sản Phân vi sinh phải bảo đảm không gây ảnh hưởng xấu đến

người, động, thực vật, môi trường sinh thái và chất lượng nông sản

2.4.2.2 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 vàhàm lượng các chất dinh dưỡng có trong phân bao gồm các thành phần như sau:

2.4.2.3 Phân loại phân vi sinh và số loại phân vi sinh trên thị trường

a Phân loại phân vi sinh

 Tùy theo công nghệ sản xuất người ta chia phân vi sinh thành 2 loại

- Phân vi sinh trên nền chất mang khử trùng (chế phẩm vi sinh vật): là sản

phẩm được tạo thành từ sinh khối vi sinh vật tuyển chọn và cơ chất (chất mang)

đã tiệt trùng, có mật độ vi sinh hữu ích > 109 vi sinh vật/gam và mật độ vi sinhvật tạp nhiễm thấp hơn 1/1000 so với vi sinh vật hữu ích Phân bón dạng nàyđược sử dụng dưới dạng nhiễm hạt hoặc tưới phun với liều lượng 1-1,5 kg (lít)/hacanh tác

- Phân vi sinh trên nền chất mang không khử trùng được sản xuất bằng cáchtẩm nhiễm trực tiếp sinh khối vi sinh vật hữu ích vào cơ chất không cần thôngqua công đoạn khử trùng Phân bón dạng này có mật độ vi sinh vật hữu ích lớnhơn 106 vi sinh vi sinh vật/g(ml) và được sử dụng với số lượng từ vài trăm đếnhàng ngàn kg (lít)/ha

 Dựa trên cơ sở tính năng tác dụng của các chủng loại vi sinh vật sửdụng, phân bón vi sinh còn được gọi dưới các tên:

- Phân VSV cố định nitơ (phân đạm vi sinh) chứa các vi sinh vật sống cộngsinh với cây bộ đậu, hội sinh trong vùng rễ cây trồng cạn hay tự do trong đất,nước có khả năng sử dụng nitơ từ không khí tổng hợp thành đạm cung cấp chođất và cây trồng

- Phân vi sinh vật phân giải hợp chất photpho khó tan (phân lân vi sinh) Làsản phẩm chứa một hay nhiều chủng vi sinh vật sống đã được tuyển chọn chấtphotpho khó tan thành dạng dễ tiêu cung cấp cho đất và cây trồng, tạo với mật độ

tế bào đạt tiêu chuẩn hiện hành, có khả năng chuyển hoá hợp điều kiện nâng caonăng suất và hoặc chất lượng nông sản

- Phân vi sinh vật kích thích, điều hoà sinh trưởng thực vật chứa các vi sinhvật có khả năng sản sinh các hoạt chất sinh học có tác dụng điều hoà, kích thíchquá trình trao đổi chất của cây chất của cây

- Phân vi sinh vật chức năng là sản phẩm có chứa không chỉ các vi sinh vậtlàm phân bón như cố định nitơ, phân giải lân, kích thích sinh trưởng thực vật màcòn có các loại vi sinh vật có khả năng ức chế, tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh câytrồng

b Một số loại phân vi sinh trên thị trường

 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 visinh vật cố định đạm; : 4,0x106-107 vi sinh vật phân giải lân và trên 8,4% chấtmang bao gồm các chất hữu cơ đã được xử lý như mùn rác, than mùn… sảnphẩm được đóng gói trong bao nilon với khối lượng tịnh 25kg với độ ẩm 20 –25%

 Phân vi sinh cố định đạm được bán trên thị trường dưới các tên thươngphẩm 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 hữu cơ vi sinh LẠC HỒNG 1 của công ty cổ phần hóa sinh nôngnghiệp Lạc Hồng Có thành phần như sau:

bị tiêu diệt sau 4-5 ngày ủ.

- Làm cho chất hữu cơ có giá trị phân bón cao: Phần lớn các chất dinh dưỡngnhư N.P.K có trong thành phần các chất hữu cơ, khi ta đem bón cho cây thì câykhông thể hấp thụ được, sau khi ủ thì các chất này sẽ chuyển sang vô cơ nhưNO3-, PO43-, Rất thuận lợi cho cây hấp thụ

- Làm tơi xốp: Sau khi ủ chất hữu cơ trở thành dạng mùn xốp dễ dàng vận

chuyển và cây dễ hấp thụ.

2.4.3.2 Các pha trong quá trình ủ rác

Các giai đoạn chính trong quá trình ủ được biểu diễn bằng đồ thị sau

Trong quá trình ủ dưới tác dụng của vi sinh vật có mặt trong khối ủ sẽ tiến hànhquá trình phân giải các hợp chất hữu cơ thành CO2, nước và tạo ra mùn đồng thờisinh ra nhiệt làm cho nhiệt độ khối ủ tăng lên

Quá trình ủ thường qua ba pha như sau:

- Pha nhiệt độ ôn hòa, pha này thường kéo dài vài ngày

- Pha nhiệt độ cao

- Pha nhiệt độ thấp

Trong mỗi pha của qúa trình ủ có sự chiếm ưu thế của các loài vi sinh vậtkhác nhau Vào thời kì đầu của quá trình ủ chủ yếu được thực hiện bằng các visinh vật không ưa nhiệt, chúng phân huỷ nhanh các hợp chất dễ tan và giảiphóng nhiệt làm cho nhiệt độ khối ủ tăng lên

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

Hình 2.5 Đồ thị biễn diễn nhiệt độ quá trình ủ theo thời gian

sinh vật gây bệnh cho người và cây trồng bị tiêu diệt Trong pha này do nhiệt độcao nên sẽ nhanh chóng phân huỷ cấu trúc protein, chất béo và cáccarbonhydrate phức hợp như cellulose, hemicellulose.

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

2.4.3.3 Các vi sinh vật tham gia vào quá trình ủ

Trong quá trình ủ rác thải hữu cơ có sự tham gia của nhiều loại vi sinh vậtnhư vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm

a Vi khuẩn

Vi khuẩn là nhóm vi sinh vật phổ biến nhất, có mặt ở các môi trường sốngkhác nhau kể cả những môi trường khắc nghiệt

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, Acetobacter

luôn chiếm ưu thế trong phân hủy sinh học các chất thải hữu cơ

b Xạ Khuẩn

Nhóm VSV này có cấu tạo giống cả vi khuẩn và nấm Thuộc nhóm gramdương và phân bố rất rộng trong các môi trường sinh thái khác nhau Có một sốchi và loài tạo các chất kháng sinh khác nhau nhưng lại có loài chuyển hóa hữu

cơ rất tốt, kể cả các chất độc và khó chuyển hóa Đây là nhóm vi sinh vật chuyểnHình 2.6 Vi khuẩn Pseudomonas Hình 2.7 Vi khuẩn Acetobacter

hóa và tạo mùn lớn nhất trong đất Chi

Streptomyces là chi 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 có vai trò rất lớn trong xử lý rác thải có nguồngốc hữu cơ Trong ô nhiễm chất thải rắn, xạ khuẩn luôn chiếm ưu thế

c Nấm

Nấm bao gồm nấm mốc và nấm men, chúng có nhiệm vụ phân huỷ các hợpchất polymer trong đất và phân ủ Đối với quá trình phân ủ chung đóng vai tròquan trọng vì chúng phân huỷ nhiều hợp chất bền thành các hợp chất đơn giảnhơn dễ phân huỷ

Một số loài nấm thường gặp trong quá trình ủ: Aspergullus, Penicillium, Fusarium, Clodosporium, Rhizactonia, Rhizopus…chúng có sinh khối lớn hơn cả

vi khuẩn và xạ khuẩn

Hình 2.8 Hình dạng xạ khuẩn

Hình 2.9 Hình dạng nấm

2.4.3.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ủ

a Thần phần phân nguyên liệu

Thành phần nguyên liệu ảnh hưởng đến quá trình ủ như thời gian chất lượngmùn, các khí tạo thành…

Thành phần nguyên liệu được biểu thị qua tỉ lệ C/N C và N là 2 nguyên tốquan trọng trong quá trình ủ C cung cấp năng lượng và cũng là nguyên liệu xâydựng tế bào, N cần thiết cho sự tăng trưởng của vi sinh vật, nếu N bị giới hạn thìquần thể vi sinh vật bị suy giảm và mất một thời gian khá lâu để phân huỷ rác.Nếu N vượt quá lượng giới hạn thì khối ủ sẽ có mùi khó chịu như NH3 gây ônhiễm môi trường ủ

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

b 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 bịt các lỗ khí làm giảm nồng độ O2 tạoquá trình phân giải kị khí Qua nghiên cứu thì kích thước vật liệu thích hợp nhất

là từ 1,2-5cm

c Độ ẩm

Độ ẩm ảnh hưởng đến hoạt động sống của vi sinh vật và nồng độ O2 trong

Hình 2.10 Nấm Aspergullus Hình 2.11 Nấm Penicillium

khối ủ Nếu độ ẩm cao sẽ làm giảm nồng độ O2 trong hỗn hợp như thế sẽ có quátrình 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 dưỡnghoà tan thấp và vi sinh vật sẽ tạo bào tử.

Nếu độ ẩm quá cao sẽ rửa trôi chất dinh dưỡng, là 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 khoảng55-60% kết thúc quá trình độ ẩm khoảng 40-45%

d Nhiệt độ

Nhiệt độ rất quan trọng trong quá trình ủ Nếu ủ tốt thì nhiệt độ tăng 40-50

oC sau 2-3 ngày Nếu nhiệt độ tăng quá 60oC thì làm giảm sự phân huỷ tạo mùihôi còn nếu thấp thì quá trình phân huỷ chậm Nhiệt độ thường trong khoảng 55-

60oC, với việc kiểm tra nhiệt độ tại những điểm khác nhau của các đống ủ ta sẽxác định được đồ thị nhiệt độ từ đó có thể kiểm soát được nhiệt độ của quá trình

ủ Nhiệt độ tối ưu cho quá trình ủ là 50-55oC ở mức nhiệt độ này các vi sinh vậtgây bệnh được tiêu diệt và tác dụng thúc đẩy quá trình phản ứng sinh hoá

e Độ pH

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

g Nồng độ O2, CO2

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

2.4.3.5 Các yếu tố nhận biết quá trình ủ kết thúc

Quá trình ủ kết thúc khi:

- Thành phần chất hữu cơ trong khối ủ giảm Được xác định bằng cách xácđịnh hàm lượng COD, hàm lượng cacbon, tro và tỉ lệ C/N.

- Phần trăm lượng nitrat và sự không có mặt của NH3

- Không có các loại côn trùng ở giai đoạn cuối cùng

- Không có mùi khó chịu

- Xuất hiện các sợi màu trắng hoặc xám trắng của các sợi actinomyces

2.5 Các quá trình biến đổi xảy ra trong sản xuất phân vi sinh

2.5.1 Sự chuyển hóa các hợp chất cacbon

2.5.1.1 Quá trình phân giải cellulose [3, tr7]

- Vi sinh vật phân giải cellulose:

+ Vi khuẩn: các giống Bacillus, giống Clostridium

+ Xạ khuẩn: Streptomyces

+ Nấm mốc: Aspergillus, Penicillium, Fusarium

- Cơ chế của quá trình phân giải:

Muốn phân giải được cellulose, các loại vi sinh vật phải tiết ra men cellulose.Quá trình phân giải cellulose diễn ra như sau:

Cellulose … disacarit  monosacarit

2.5.1.2 Sự phân giải xilan [3, tr8]

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

Hình 2.12 Vi khuẩn Clotridium Hình 2.13 Nấm mốc Fusarium

- 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

Vi sinh vật phân giải xilan: các vi sinh vật có khả năng phân giải cellulosekhi sản sinh

ra men cellulose thường sinh ra men xilanase Trong đất chua thì nấm là loại visinh vật đầu tiên tác động vào xilan Trong đất trung tính và kiềm, vi khuẩn lànhóm tác động đầu tiên vào xilan

2.5.1.3 Phân giải pectin [3, tr9]

- Vi sinh vật phân giải pectin: Bacillus, Mucor, Fusarium, Clostridium

- Cơ chế phân giải:

+ vi sinh vật phân giải pectin nhờ

có enzym protopectinase biến

protopectin không

tan thành pectin hòa tan

+ Tiếp theo, dưới tác dụng của

pectinase, pectin hòa tan sẽ tạo thành

axit pectic rồi tiếp tục tạo thành các axit

D-galactouronic

2.5.1.4 Sự phân giải lignin [3, tr8]

- Vi sinh vật 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 mộtkhối màu trắng, chúng chủ yếu tập trung tác động lên lignin nhưng hầu nhưkhông phân giải cellulose Các loài vi khuẩn có hoạt tính phân giải lignin cao

thường thuộc về các giống Pseudomonas, Flavobacterium, Agrobacterium, v.v

2.5.1.5 Sự phân giải tinh bột [3, tr9]

- Vi sinh vật phân giải tinh bột

Hình 2.14 Nấm mốc Mucor

Có nhiều loại vi sinh vật có khả năng sinh ra enzym amylase ngoại bào sẽphân giải tinh bột thành các thành phần đơn giản hơn như maltose, các oligomer,glucose.

Một số loài vi sinh vật có hoạt tính amylase cao và có ý nghĩa nhiều trongviệc phân giải tinh bột:

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

enzyme -amylase

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

2.5.2 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 vi sinh vật để hình thành các hợp chất hữu cơ đơn giản hơnnhư NH4+

2.5.2.1 Quá trình amôn hóa protein

- Đây là quá trình phân giải protein thành NH3 dưới tác dụng của vi sinh vật

- Vi sinh vật chủ yếu: vi khuẩn hiếu khí, yếm khí, xạ khuẩn, nấm

- Cơ chế: dưới tác dụng của enzym proteinase, các protein được phân giảithành các hợp chất đơn giản là polypeptit, oligopeptit Các chất này được tiếp tụcphân giải thành axit amin nhờ tác dụng của emzym peptidase ngoại bào Các chấtnày cũng có thể trực tiếp hấp thụ vào tế bào vi sinh vật, sau đó được tiếp tụcchuyển hóa thành axit amin Các axit amin này sẽ được sử dụng một phần vào Hình 2.15 Asp.niger Hình 2.16 Bacillus subilis

quá trình sinh tổng hợp protein của vi sinh vật, một phần được tiếp tục phân giải

để tạo ra NH3, CO2 và nhiều sản phẩm trung gian khác [3, tr9]

2.5.2.2 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.Chúng phát triển tốt trong môi trường trung tính hoặc hơi kiềm Chúng không sửdụng được cacbon trong urê, urê chỉ được dùng làm nguồn cung cấp nitơ chochúng Chúng có men urease làm xúc tác quá trình phân giải urê thành NH3, CO2,H2O Còn với axit uric, chúng sẽ được phân giải thành urê và axit tactronic dưới

tác dụng của vi sinh vật [3, tr10].

Tạp chất

Đất cát và mùn hữu cơMàng mỏng dẻo

Vụn hữu cơ

giốngNhân giống

Phối trộn N, P, K, men

vi sinh cố định đạmỦ chín (30 ngày)

Tạo hạtSàng mùn, phân loại

Sấy

Sàng lồng (2)Phối trộn

Màng mỏng

nhựa dẻo

Làm tơi mùn

3.2 thuyết minh quy trình 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

số thông số vật lý, hóa học,…nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho các công đoạntiếp theo

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

sương mù lên rác, giữ rác 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 khác nhau Không chỉ riêng chất hữu cơ mà còn nhiều thành phần khácnhư: chất trơ, chất dẻo, kim loại, giấy vụn, gỗ, vải, bông, cao su Vì vậy côngđoạn này giúp loại bỏ các thành phần phi hữu cơ có kích thước tương đối lớn, tạođiều kiện thuận lợi cho quá trình làm nhỏ rác về 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 chuyền xử lý sẽ được côngnhân đứng hai bên băng tải phân loại bằng tay các loại rác như: lốp cao su, thâncây to, ra khỏi hỗn hợp rác ban đầu Các phế liệu được tách ra sẽ được chuyểnvào 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 làm nhỏ các loại rác màng mỏng nhựa dẻo Tạođiều kiện cho quá trình phân loại rác phi hữu cơ bằng sức gió sau này

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

máy xé bao Tại đây, các loại rác có kích thước lớn, đặc biệt là bao nilon sẽ bị xénhỏ ra, đồng thời rác cũng được làm tơi nhờ cơ cấu đập cắt của máy

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 khỏi hỗn hợp rác

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

chuyển đến máy phân loại bằng sức gió Tại đây hỗn hợp rác sẽ gặp luồng khôngkhí Dưới tác dụng của luồng không khí này, những thành phần có trọng lượngnhẹ như màng mỏng nhựa dẻo sẽ bị cuốn theo luồng không khí và như vậy chúng

sẽ được tách ra khỏi hỗn hợp rác

3.2.5 Sàng lồng tách đất cát và mùn vụn hữu cơ

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

hỗn hợp nhằm làm tăng hiệu quả của quá trình

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 tảichuyển ra ngoài Hỗn hợp này có thể dùng để cải tạo đất Phần trên sàng tiếp tục

đi đến các công đoạn xử lý tiếp theo

Mục đích: Tách kim loại ra khỏi hỗn hợp rác Giúp cho quá trình ủ, nghiền

xảy ra nhanh, đồng thời tránh va đập phá hỏng các bộ phận làm việc của 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 ráchữu cơ bám theo, do vậy kim loại này sẽ tiếp tục được chuyển qua sàng rung đểthu lại vụn hữu cơ còn bám trên chúng Kim loại đem đi tái chế, mùn hữu cơđược đưa trở lại vào phần rác hữu cơ và rác tiếp tục đưa qua băng chuyền xử lýtiếp 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 Phân loại bằng sức gió lần 2

Mục đích: Rác sau khi nghiền nhỏ vẫn còn lẫn màng mỏng nhựa dẻo Vì vậy

mục đích của công đoạn này là tách thành phần màng mỏng nhựa dẻo còn sót lạitrong hỗn hợp rác tạo điều kiện cho quá trình ủ

Cách tiến hành: Trong quá trình vận chuyển rác trên băng tải có bố trí cácquạt thổi Dưới tác dụng của quạt, những thành phần nhẹ như màng mỏng nhựadẻo sẽ bay ra khỏi băng tải và sao đó được tập trung vào một chỗ, còn phần ráctrên băng chuyền sẽ tiếp tục vận chuyển đến công đoạn tiếp theo

3.2.10 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 chấtlượng phân 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 cấunghiền của máy nghiền

3.2.11 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 phốitrộn cho đều Tỉ lệ men vi sinh sử dụng 1,5% so với lượng rác hữu cơ cần ủ

3.2.12 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 đoạnđầu, nhiệt độ của khối ủ sẽ tăng rất nhanh có thể đạt 60-700C, những sinh vật gây

bệnh cũng bị tiêu diệt ở quá trình lên men này và thay vào đó là sự phát triển rấtnhanh của nấm sợi, vi khuẩn ưa nhiệt, đặc biệt là các loài xạ khuẩn phát triển rấtnhanh [5, tr83].

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, khôngkhí được cấp cho khối ủ bằng máy nén khí thông qua hệ thống ống dẫn đặt bêndưới nền bể ủ Quá trình này kết thúc sau 6 ngày ủ

3.2.13 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

có tác dụng đảo trộn và làm tơi mùn mà còn làm giảm nhiệt độ khối ủ Tạo điềukiện cho xạ khuẩn và những vi khuẩn có bào tử phát triển mạnh, những loài visinh vật này làm tăng nhanh quá trình mùn hóa [5, tr83]

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

nhà 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

3.2.14 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

3.2.15 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 cácthành phần không lên men có kích thước trên sàng được tách ra đem đi đốt và

3.2.16 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 đápứng tiêu 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 vớicác loại phân ure, superphotphat, kali và các loại men vi sinh đưa vào theo một tỷ

lệ nhất định được trộn đều với nhau tạo thành môt hỗn hợp đồng đều đảm bảotheo tiêu chuẩn chất lượng của nhà máy

3.2.17 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

3.2.18 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% sẽđược băng tải chuyển qua công đoạn tiếp theo

3.2.19 Sàng lồng 2

Mục đích: Làm cho kích thước hạt thành phẩm có độ đồng đều cao

Cách tiến hành: Phân hữu cơ sau khi sấy được băng tải đưa vào sàng lồng

có kích thước lỗ sàng, tốc độ quay và độ nghiêng thích hợp Tại đây các thànhphần nhỏ hơn kích thước lỗ sàng sẽ được tách ra còn phần trên tiếp tục mang điđóng bao

3.2.20 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

CHƯƠNG 4

TÍNH CÂN BẰNG SẢN PHẨM4.1 Các số liệu ban đầu

- Năng suất: 10 tấn rác/h

- Nguyên liệu ban đầu: Rác thải sinh hoạt

- Lượng chế phẩm EM: 2 lít/tấn rác thải

- Lượng men vi sinh bổ sung vào: 1,5% lượng rác ủ

- Chọn các số liệu ban đầu:

+ Độ ẩm trước khi ủ sơ bộ: 60%

+ Độ ẩm sau khi ủ sơ bộ: 55%

+ Độ ẩm trước khi ủ chín: 55%

+ Độ ẩm sau khi ủ chín: 45%

+ Độ ẩm trước khi làm tơi: 45%

+ Độ ẩm sau khi làm tơi: 40%

+ Độ ẩm trước khi tách tuyển mùn thô: 40%

+ Độ ẩm sau tách tuyển mùn thô: 38%

+ Độ ẩm trước khi sấy: 38%

+ Độ ẩm sau khi sấy: 28%

4.2 Kế hoạch sản xuất của nhà máy

- Nhà máy làm việc ngày 1 ca mỗi ca làm việc 8 giờ

- Nhà máy được nghỉ ngày chủ nhật ngoài ra được nghỉ vào các ngày lễ theo quy định của nhà nước

- Trong một năm thì nhà máy nghỉ hoạt động 10 ngày để sủa chữa bảo dưỡng thiết bị

Bảng 4.1 Bảng kế hoạch sản xuất của nhà máy

Tháng Số ngày làm việc Lượng nguyên liệu sử dụng

4.3.1 Tiêu hao qua từng công đoạn

4.3.1.1 Phân loại rác, thu rác hữu cơ

- Phân loại sơ bộ trên băng chuyền: 10%

4.3.1.2 Giai đoạn ủ tạo mùn hữu cơ

 Phối trộn

- Chọn hao hụt ở công đoạn này là 1,5%

- Lượng men vi sinh bổ sung vào để phối trộn là 1,5%

- Vậy tiêu hao ở công đoạn này là 0%

 Ủ sơ bộ

- Ở công đoạn ủ sơ bộ, độ ẩm giảm từ 60% xuống còn 55%

- Gọi M1, W1 lần lượt là khối lượng và độ ẩm của rác trước khi ủ sơ bộ

- Gọi M2, W2 lần lượt là khối lượng và độ ẩm của rác sau khi ủ sơ bộ

- Gọi M0 là khối lượng chất khô

Ta có tỷ lệ hao hụt khối lượng được tính theo công thức sau:

Vậy tỉ lệ hao hụt ở công đoạn này là:

- Ngoài ra hao hụt tại công đoạn này là 1,5%

- Vậy tổng hao hụt của giai đoạn này là 11,111 + 1,5 = 12,511

 Ủ chín

- Ở công đoạn này độ ẩm giảm từ 55% xuống còn 45%

- Theo công thức 4.1 ta có tỷ lệ hao hụt khối lượng do ẩm là:

- Ngoài ra hao hụt ở công đoạn này là 2%

- Vậy tổng hao hụt công đoạn này là 18,182 + 2 = 20,182

4.3.1.3 Xử lý mùn và sản xuất phân

- Đánh tơi mùn

Ở công đoạn đánh tơi độ ẩm giảm từ 45% xuống còn 40%

Theo công thức 4.1 thì tỉ lệ hao hụt khối lượng là

Ngoài ra hao hụt ở công đoạn này là 2%

Vậy tổng hao hụt ở công đoạn này là: 8,333 + 2 = 10,333%

- Sàng lồng tách tuyển mùn thô

Ở công đoạn này độ ẩm giảm từ 40% xuống còn 38%

Theo công thức 4.1 thì tỉ lệ hao hụt khối lượng là

Ngoài ra hao hụt ở công đoạn này là 5%

Vậy tổng hao hụt ở công đoạn này là: 3,226 + 5 = 8,226%

- Sấy tách ẩm

Ở công đoạn này độ ẩm giảm từ 38% xuống còn 28%

Theo công thức 4.1 thì tỉ lệ hao hụt khối lượng là

Ngoài ra hao hụt ở công đoạn này là 1%

Vậy tổng hao hụt ở công đoạn này là: 13,889 + 1= 14,889%

Bảng 4.2 Bảng tổng kết tiêu hao nguyên liệu qua từng công

đoạn

(%)

4.3.2.1 Phân loại rác để thu rác hữu cơ

1 Nạp liệu lên băng chuyền xử lý

- Khối lượng rác thải hao hụt ở công đoạn nạp liệu là

(tấn/h)

- Vậy lượng rác còn lại sau công đoạn nạp liệu là:

2 Phân loại sơ bộ trên băng tải

- Khối lượng rác thải hao hụt ở công đoạn phân loại là

- Vậy lượng rác còn lại sau công đoạn này là:

3 Công đoạn xé bao, làm tơi

- Khối lượng rác thải hao hụt ở công đoạn xé bao làm tơi là

- Vậy lượng rác còn lại sau công đoạn xé bao, làm tơi là:

4 Công đoạn phân loại bằng sức gió

- Khối lượng rác thải hao hụt ở công đoạn phân loại bằng sức gió là

6 Công đoạn tuyển tách bằng tay

- Khối lượng rác thải hao hụt ở công đoạn tuyển tách bằng tay là:

- Vậy lượng rác còn lại sau công đoạn tuyển tách bằng tay là:

7 Công đoạn tách tuyển kim loại

- Khối lượng kim loại được tách ra khỏi máy tách tuyển từ tính là:

8 Công đoạn băm cắt, làm nhỏ

- Khối lượng rác vào trong công đoạn băm cắt làm nhỏ là

9 Phân loại bằng sức gió lần 2

- Lượng rác thải hao hụt qua công đoạn phân loại bằng sức gió lần 2:

- khối lượng rác đem vào phối trộn là 6,12 (tấn/h)

- Phần trăm hao hụt rác ở công đoạn này bằng 1,5% và bằng với lượng men

vi sinh bổ sung vào Nên lượng rác còn lại ở công đoạn này là 6,12 (tấn/h)

- Lượng men vi sinh bổ sung vào khối rác bằng 1,5% Vậy lượng men vi sinh cần dùng là: