Thiết kế nhà máy xử lý rác thải sinh hoạt quy mô 20000 dân ” theo phương pháp ủ sinh học cho khu vực Hoà Khánh – Liên Chiểu

Trong những năm gần đây cùng với sự phát triển của nền kinh tế đất nước thì tốc độ đô thị hoá diễn ra nhanh chóng, dân cư ngày càng tập trung đông đúc đến các thành phố lớn đã tạo cho các nhà quản lý không ít khó khăn trong việc quản lý xã hội. Ngoài vấn đề nhà ở, nghề nghiệp, trật tự xã hội thì vấn đề ô nhiễm môi trường là một trong những vấn đề cấp bách nhất hiện nay.Các tác nhân gây ô nhiễm môi trường như các chất thải công nghiệp, chất thải nông nghiệp, rác thải sinh hoạt, rác thải y tế, ngày càng tăng lên theo thời gian mà chưa có các biện pháp xử lý triệt để và an toàn. Trong đó việc xử lý rác thải sinh hoạt đang là một bài toán khó cho các nhà quản lý môi trường. Hầu hết rác thải sinh hoạt ở nước ta đều xử lý bằng phương pháp chôn lấp lộ thiên, hiệu quả xử lý rất thấp và tiêu tốn diện tích lớn. Bên cạnh đó các bãi rác này còn gây ô nhiễm không khí, ô nhiễm nguồn nước ngầm, chứa các mầm bệnh gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe của những người dân xung quanh. Một số phương pháp khác của nước ngoài như phương pháp chôn lấp tích cực, phương pháp đốt, phân loại rác và ủ compost rác hữu cơ trong các bioreactor…Có thể áp dụng, nhưng chi phí vận hành rất cao không phù hợp với điều kiện kinh tế nước ta.Như vậy vấn đề đặt ra cho các nhà công nghệ là làm thế nào để xử lý rác thải sinh hoạt có hiệu quả nhất mà lại phù hợp với điều kiện tự nhiên và điều kiện kinh tế của nước ta.Với đặc điểm tự nhiên và đặc điểm của rác thải sinh hoạt ở Việt Nam là lượng rác hữu cơ trong rác thải sinh hoạt rất lớn (chiếm 5572%), thì việc xây dựng một nhà máy xử lý rác thải theo phương pháp ủ sinh học sau công đoạn phân loại rác là rất phù hợp và có hiệu quả cao. Do chi phí vận hành nhà máy thấp, vừa tận dụng được những phế liệu có thể tái chế, vừa tạo được lượng phân mùn hữu cơ rất lớn cho sản xuất nông nghiệp và lượng rác đem chôn lấp còn lại là rất thấp.Đà Nẵng một thành phố lớn ở khu vực miền Trung với dân số trên một triệu dân, dân cư lại trập trung không đồng đều, tập trung đông đúc ở khu trung tâm thành phố và một số khu vực có nhiều trường đại học, khu công nghiệp. Trong đó thì khu vực Hoà Khánh Liên Chiểu là nơi tập trung của nhiều trường đại học, cao đẳng, khu công nghiệp. Nơi đây tập trung đông đúc nhiều sinh viên, công nhân vì vậy lượng rác thải thải ra mỗi ngày ở đây là rất lớn. Do đó việc “ Thiết kế nhà máy xử lý rác thải sinh hoạt quy mô 20000 dân ” theo phương pháp ủ sinh học cho khu vực Hoà Khánh – Liên Chiểu là rất cần thiết.

MỞ ĐẦU



Trong những năm gần đây cùng với sự phát triển của nền kinh tế đất nướcthì tốc độ đô thị hoá diễn ra nhanh chóng, dân cư ngày càng tập trung đông đúcđến các thành phố lớn đã tạo cho các nhà quản lý không ít khó khăn trong việcquản lý xã hội Ngoài vấn đề nhà ở, nghề nghiệp, trật tự xã hội thì vấn đề ônhiễm môi trường là một trong những vấn đề cấp bách nhất hiện nay

Các tác nhân gây ô nhiễm môi trường như các chất thải công nghiệp, chấtthải nông nghiệp, rác thải sinh hoạt, rác thải y tế, ngày càng tăng lên theo thờigian mà chưa có các biện pháp xử lý triệt để và an toàn Trong đó việc xử lý rácthải sinh hoạt đang là một bài toán khó cho các nhà quản lý môi trường Hầu hếtrác thải sinh hoạt ở nước ta đều xử lý bằng phương pháp chôn lấp lộ thiên, hiệuquả xử lý rất thấp và tiêu tốn diện tích lớn Bên cạnh đó các bãi rác này còn gây ônhiễm không khí, ô nhiễm nguồn nước ngầm, chứa các mầm bệnh gây ảnh hưởngxấu đến sức khỏe của những người dân xung quanh Một số phương pháp kháccủa nước ngoài như phương pháp chôn lấp tích cực, phương pháp đốt, phân loạirác và ủ compost rác hữu cơ trong các bioreactor…Có thể áp dụng, nhưng chi phívận hành rất cao không phù hợp với điều kiện kinh tế nước ta

Như vậy vấn đề đặt ra cho các nhà công nghệ là làm thế nào để xử lý rácthải sinh hoạt có hiệu quả nhất mà lại phù hợp với điều kiện tự nhiên và điều kiệnkinh tế của nước ta

Với đặc điểm tự nhiên và đặc điểm của rác thải sinh hoạt ở Việt Nam làlượng rác hữu cơ trong rác thải sinh hoạt rất lớn (chiếm 55-72%), thì việc xâydựng một nhà máy xử lý rác thải theo phương pháp ủ sinh học sau công đoạnphân loại rác là rất phù hợp và có hiệu quả cao Do chi phí vận hành nhà máythấp, vừa tận dụng được những phế liệu có thể tái chế, vừa tạo được lượng phânmùn hữu cơ rất lớn cho sản xuất nông nghiệp và lượng rác đem chôn lấp còn lại

là rất thấp

Đà Nẵng một thành phố lớn ở khu vực miền Trung với dân số trên một triệudân, dân cư lại trập trung không đồng đều, tập trung đông đúc ở khu trung tâm

thành phố và một số khu vực có nhiều trường đại học, khu công nghiệp Trong đóthì khu vực Hoà Khánh - Liên Chiểu là nơi tập trung của nhiều trường đại học,cao đẳng, khu công nghiệp Nơi đây tập trung đông đúc nhiều sinh viên, côngnhân vì vậy lượng rác thải thải ra mỗi ngày ở đây là rất lớn

Do đó việc “ Thiết kế nhà máy xử lý rác thải sinh hoạt quy mô 20000 dân ”

theo phương pháp ủ sinh học cho khu vực Hoà Khánh – Liên Chiểu là rất cần thiết

CHƯƠNG 1

LẬP LUẬN KINH TẾ VÀ KỸ THUẬT

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

Dân số càng tăng, tốc độ đô thị hóa, dân cư ngày còn tập trung đến cácthành phố lớn, nhu cầu sinh hoạt càng tăng, theo đó lượng chất thải do con ngườigây ra ngày càng nhiều, nhất là ở các đô thị Theo số liệu thống kê mới đây của

cơ quan môi trường cho thấy: Thành phố Hà Nội thải ra mỗi ngày khoảng 1.368tấn rác sinh hoạt, thành phố Hồ Chí Minh thải ra khoảng 3.752 tấn, thành phố ĐàNẵng khoảng 1.123 tấn Dự kiến đến năm 2020 tổng lượng rác thải sinh hoạt của

ba thành phố này sẽ vào khoảng 3.318.823 tấn/năm

Với lượng rác thải ra rất lớn như vậy nhưng hầu hết lượng rác thải sinh hoạt

ở nước ta đều chưa được xử lý hợp vệ sinh, phần lớn là chôn lấp lộ thiên Theothống kê cả nước có 149 bãi rác chôn lấp không hợp vệ sinh (chủ yếu là lộ thiên)

và phần lớn các bãi rác này đang trong tình trạng quá tải Các bãi rác này đanggây ô nhiễm đất, ô nhiễm nguồn nước, ô nhiễm không khí nghiêm trọng và chứanhiều tác nhân gây bệnh ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người Trong khi đócác phương pháp xử lý rác thải sinh hoạt của các nước tiên tiến như phương phápđốt, phương pháp chôn lấp tích cực, ủ sinh học trong các bioreactor…nếu ápdụng chưa chắc đã cho hiệu quả cao, do sự khác biệt về điều kiện khí hậu gây ra

sự khác biệt lớn về các thông số kỹ thuật Mặt khác các phương pháp này có chiphí vận hành rất cao không phù hợp với điều kiện kinh tế nước ta

Đối với thành phố Đà Nẵng, phần lớn rác thải sinh hoạt đều được đưa về bãirác Khánh Sơn Theo thiết kế thì bãi rác này sẽ hoạt động đến năm 2005, tuynhiên hiện nay bãi rác này vẫn đang hoạt động trong tình trạng quá tải, gây ônhiễm nghiêm trọng đến môi trường xung quanh mà chưa có giải pháp nào đểthay thế

Do đó việc thiết kế xây dựng một nhà máy xử lý rác thải sinh hoạt theophương pháp ủ sinh học, với các thông số kỹ thuật phù hợp với điều kiện khí hậuViệt Nam và chi phí vận hành thấp tại Đà Nẵng là hết sức cần thiết Không

những góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường mà còn quay vòng tái sử dụngnhững chất thải có thể tái chế.

Việc xây dựng nhà máy dựa trên nhiều nguyên tắc:

- Vị trí đặt nhà máy hoặc gần vùng nguyên liệu hoặc gần vùng tiêu thụ

- Thuận lợi cho việc liên hiệp hoá

- Cung cấp điện năng và nhiên liệu dễ dàng

- Cấp thoát nước thuận lợi

- Giao thông vận chuyển thuận tiện

- Khả năng cung cấp nhân lực cho nhà máy

1.2 Vị trí nhà máy

Một nhà máy được xây dựng và đi vào hoạt động lâu dài phụ thuộc vàonhiều yếu tố Trong đó việc lựa chọn vị trí thích hợp sẽ rất quan trọng Địa điểmxây dựng nhà máy phải gần đường giao thông, vùng nhiên liệu để thuận lợi choviệc vận chuyển, lưu thông hàng hoá

Thành phố Đà Nẵng nằm ở 15o55' đến 16o14' vĩ Bắc, 107o18' đến 108o20'kinh Đông, Bắc giáp tỉnh Thừa Thiên - Huế, Tây và Nam giáp tỉnh Quảng Nam,Đông giáp Biển Đông

Nằm ở vào trung độ của đất nước, trên trục giao thông Bắc - Nam về đường

bộ, đường sắt, đường biển và đường hàng không, cách Thủ đô Hà Nội 764 km vềphía Bắc, cách thành phố Hồ Chí Minh 964 km về phía Nam

Trong phạm vi khu vực và quốc tế, thành phố Đà Nẵng là một trong nhữngcửa ngõ quan trọng ra biển của Tây Nguyên và các nước Lào, Campuchia, TháiLan, Myanma đến các nước vùng Đông Bắc Á thông qua hành lang kinh tế ĐôngTây với điểm kết thúc là Cảng biển Tiên Sa Nằm ngay trên một trong nhữngtuyến đường biển và đường hàng không quốc tế, thành phố Đà Nẵng có một vị tríđịa lý đặc biệt thuận lợi cho sự phát triển nhanh chóng và bền vững

Khu công nghiệp Hoà Khánh, nơi đây cơ sở hạ tầng đã được đầu tư và pháttriển Ngoài ra nó còn gần vùng nguyên liệu – Bãi rác Khánh Sơn, đồng thờithành phố Đà Nẵng chưa có nhà máy xử lý rác thải nào Vậy việc xây dựng nhàmáy xử lý rác thải tại khu công nghiệp Hòa Khánh là việc làm cần thiết và cấp bách

Khu công nghiệp Hoà Khánh nằm ở phía tây thành phố Đà Nẵng, cáchtrung tâm thành phố 10 km, ở đây có địa hình bằng phẳng, mật độ dân cư khôngcao thích hợp cho việc xây dựng nhà máy Giá đất tính theo m2 không cao, việcxây dựng nhà máy gần thành phố nên cơ sở hạ tầng đầy đủ và giá đầu tư thấp,tăng khả năng thu hồi vốn

Sau khi tiến hành khảo sát thì thấy khu công nghiệp Hoà Khánh - quận LiênChiểu thành phố Đà Nẵng là nơi có nhiều ưu điểm thuận lợi cho việc xây dựngnhà máy xử lý rác thải sinh hoạt của thành phố

1.3 Đặc điểm tự nhiên

Đà Nẵng nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa điển hình, nhiệt độ cao

và ít biến động Khí hậu Đà Nẵng là nơi chuyển tiếp đan xen giữa khí hậu miềnBắc và miền Nam, với tính trội là khí hậu nhiệt đới điển hình ở phía Nam Mỗinăm có 2 mùa rõ rệt: mùa mưa kéo dài từ tháng 8 đến tháng 12 và mùa khô từtháng 1 đến tháng 7, thỉnh thoảng có những đợt rét mùa đông nhưng không đậm

và không kéo dài

Nhiệt độ trung bình hàng năm khoảng 25,9oC; cao nhất vào các tháng 6, 7, 8,trung bình từ 28-30oC; thấp nhất vào các tháng 12, 1, 2, trung bình từ 18-23oC

Độ ẩm không khí trung bình là 83,4%; cao nhất vào các tháng 10, 11, trungbình từ 85,67-87,67%; thấp nhất vào các tháng 6, 7, trung bình từ 76,67-7,33%.Lượng mưa trung bình hàng năm là 2504,57 mm/năm; lượng mưa cao nhất vàocác tháng 10, 11, trung bình từ 550 - 1000 mm/tháng; thấp nhất vào các tháng 1,

2, 3, 4, trung bình từ 23-40 mm/tháng

Số giờ nắng bình quân trong năm là 2156,2 giờ; nhiều nhất là vào tháng 5, 6,trung bình từ 234 đến 277 giờ/tháng; ít nhất là vào tháng 11, 12, trung bình từ 69đến 165 giờ/tháng

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

1.4 Hệ thống giao thông vận tải

Thành phố Đà Nẵng nằm ở vị trí chiến lược của nước ta, giao thông thuận lợi cả về đường bộ, đường hàng không, đường sắt, đường biển và ngày càng

được nâng cao, mở rộng Tạo điều kiện cho việc tiêu thụ sản phẩm của nhà máy được rộng rãi.

Tổng số km đường trên địa bàn thành phố (không kể các hẻm, kiệt và đườngđất) là 382,583 km Trong đó: quốc lộ 70,865 km, tỉnh lộ 99,716 km, đườnghuyện 67 km, đường nội thị 181,672 km Chiều rộng trung bình của mặt đường là8m Mật độ đường bộ phân bố không đều, ở trung tâm là 3 km/km2, ngoại thành

là 0,33 km/km2

Tuyến đường sắt Bắc Nam chạy ngang qua thành phố Đà Nẵng có chiều dàikhoảng 30 km, với các ga Đà Nẵng, Liên Chiểu, Kim Liên, Hải Vân Nam Trong

đó, ga Đà Nẵng là một trong những ga lớn của Việt Nam

Nằm ở trung độ cả nước, vấn đề giao thông đường biển của thành phố kháthuận lợi Từ đây, có các tuyến đường biển đi đến hầu hết các cảng lớn của ViệtNam và trên thế giới Với 2 cảng hiện có là cảng Tiên Sa và cảng Sông Hàn nằm

ở vị trí khá thuận lợi, trang thiết bị hiện đại và một đội ngũ công nhân lành nghề,Cảng Đà Nẵng đảm bảo thực hiện tốt việc vận chuyển hàng hóa đến các nơi kháctrên thế giới

Khu công nghiệp Hoà Khánh - quận Liên Chiểu thành phố Đà Nẵng đượcxây dựng cách trung tâm thành phố không xa nên rất thuận lợi cho giao thông

Từ đây có thể lưu thông hàng hóa đến các địa bàn quan trọng như Quảng Nam,Huế, Quảng Ngãi…và tập trung nhiên liệu, nguyên liệu và tiêu thụ sản phẩm.Phía Đông thông với cảng Đà Nẵng, đây là điều kiện thuận lợi cho xuất khẩuhàng hóa bằng đường biển

Khu công nghiệp Hoà Khánh đặt sát thành phố Đà Nẵng, là thành phố trọngyếu của miền trung Trong những năm gần đây, chủ trương của thành phố là đẩynhanh tốc độ hiện đại hóa, công nghiệp hóa, thu hút các nhà đầu tư vào thànhphố Đó cũng là thuận lợi đối với nhà máy khi đưa vào hoạt động

ra là rất lớn Với vị trí và điều kiện giao thông thuận lợi của nhà máy thì việc thunhập nguyên liệu đã giảm được thời gian và chi phí vận chuyển là rất lớn.

1.6 Nguồn cung cấp điện

Nhà máy sử dụng nguồn điện do điện lực Đà Nẵng cung cấp từ mạng điệnlưới quốc gia, thông qua hệ thống cung cấp điện cho khu vực Khánh Sơn Nhàmáy phải có hệ thống tải điện và đặt trạm biến thế riêng

Ngoài ra nhà máy cần có máy phát điện dự phòng để đảm bảo nguồn điện được cung cấp liên tục

1.7 Hệ thống cấp và thoát nước

Do đặc điểm sản xuất của nhà máy, lượng nước sử dụng không lớn lắm, chủyếu là nước dùng cho sinh hoạt và vệ sinh thiết bị nhà xưởng Do đó ta có thể lấynước trực tiếp từ hệ thống cung cấp nước cho khu vực Khánh Sơn do nhà máynước Đà Nẵng cung cấp

Lượng nước thải ra của nhà máy không lớn nhưng có chứa nhiều vi sinh vật gây bệnh cần được xử lí trước khi thải vào hệ thống thoát nước chung

1.8 Nguồn cung cấp nhiên liệu

Nhiên liệu được sử dụng trong nhà máy là dầu DO và xăng, được cung cấp

từ hệ thống cung cấp của thành phố

1.9 Nguồn nhân lực

Đối với lực lượng kỹ thuật và quản lý của nhà máy, lấy từ nguồn nhân lựcđược đào tạo tại đại học Đà Nẵng và tại các trường đào tạo khác trong cả nước.Với lực lượng lao động phổ thông có thể lấy ngay tại những khu vực xungquanh khu công nghiệp, các khu vực khác của thành phố hoặc từ nơi khác đến

1.10 Khu vực tiêu thụ sản phẩm

Khu vực tiêu thụ sản phẩm của nhà máy là rất rộng lớn, nhà máy có thểcung cấp các phế liệu có thể tái chế cho các nhà máy nhựa, nhà máy luyệnkim… đang hoạt động ở khu công nghiệp Hòa Khánh, cung cấp phân mùn hữu

cơ cho các nhà máy sản xuất phân vi sinh hoặc sử dụng phân mùn hữu cơ trựctiếp cho sản xuất nông nghiệp ở các khu vực lân cận như Quảng Nam, QuảngNgãi hay tại chính thành phố Đà Nãng

Để xử lý 1 lượng lớn rác thải sinh hoạt của thành phố, nhà máy cần phảihợp tác chặt chẽ với nơi cung cấp men vi sinh và chế phẩm EM, nhà máy sảnxuất phân bón, …

Nhà máy cũng cần liên doanh với các nhà máy trong khu công nghiệp HoàKhánh để sử dụng chung những công trình về điện, nước, giao thông…nhằmgiảm chi phí đầu tư, rút ngắn thời gian hoàn vốn và hạ giá thành sản phẩm, đồngthời tạo nên hệ thống xử lý nước thải, tránh ô nhiễm môi trường

CHƯƠNG 2

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Tổng quan về rác thải sinh hoạt

2.1.1 Tình hình ô nhiễm rác thải trên thế giới [4]

Trong vài thập kỷ vừa qua, do sự phát triển của khoa học kỹ thuật dẫn đến

sự phát triển mạnh mẽ về kinh tế, do sự bùng nổ dân số nhu cầu sinh hoạt ngàycàng cao, theo đó lượng các chất thải do con người gây ra càng nhiều và đa dạng

về thành phần

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 quốcgia đang phát triển

Nếu tính bình quân mỗi người một ngày đưa vào môi trường 0,5kg 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 Tình hình ô nhiễm rác thải ở Việt Nam

Cùng với sự phát triển kinh tế thì vấn đề môi trường cũng bị ảnh hưởngtheo 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 côngnghiệp khoảng 2,7 triệu tấn; lượng rác thải y tế khoảng 2,1 vạn tấn, lượng rác thảiđộc hại trong công nghiệp là 13 vạn tấn và rác thải trong nông nghiệp (kể cả hóachất khoảng 4,5 vạn tấn)…Dự kiến đến năm 2010, lượng rác thải hàng năm sẽ

lên tới 23 triệu tấn và đương nhiên tỉ lệ rác độc hại sẽ tăng lên Với khối lượngrác thải ngày càng gia tăng cùng với các giải pháp xử lý chưa khả thi nên ô nhiễmrác thải sinh hoạt đang diễn ra hằng ngày, hằng giờ Theo thống kê hiện nay trên

cả nước có 91 bãi rác lớn, chỉ có 17 bãi hợp vệ sinh, chiếm chưa tới 19% Trongkhi đó có 49 bãi rác (chiếm gần 54%) đang gây ô nhiễm nghiêm trọng Các bãirác chôn lấp không hợp vệ sinh và các bãi rác lộ thiên gây ra ô nhiễm nước ngầm

và nước mặt do nước rác không được xử lý, các chất ô nhiễm không khí, tạo ranhiều mùi hôi thối hoặc các loại con trùng, ruồi muỗi, chuột, bọ Gây ảnh hưởngrất lớn đến người dân đặc biệt là những người dân sống cạnh bãi rác Nguyênnhân gây tình trạng ô nhiễm rác thải sinh hoạt hiện nay xuất phát từ thực trạngquản lý môi trường và ý thức của người dân Để giải quyết vấn đề này một cáchtriệt để cần có sự kết hợp chặt chẽ giữa các nhà quản lý, nhà khoa học và ngườidân nhằm tìm ra giải pháp hợp lý trong việc giảm thiểu, tái sử dụng và quay vòngrác thải đô thị

2.1.3 Phân loại rác thải

Rác thải được sinh ra trong mọi lĩnh vực của đời sống xã hội, trong sản xấtcông nghiệp, hoạt động kinh tế, thương mại và trong hoạt động sống hàng ngàycủa con người Ta có thể chia ra thành các nguồn chính sau:

- Rác thải sinh hoạt: Là những chất thải liên quan đến hoạt động của conngười, nguồn tạo thành chủ yếu từ các khu dân cư, các cơ quan, trường học, cáctrung tâm thưong mại, dịch vụ Chất thải bao gồm các thành phần như: kim loại,sành sứ, thủy tinh, gạch ngoái vỡ, đất, đá, cao su, chất dẻo, thực phẩm dư thừahoặc quá hạn, xương động vật, tre, gỗ, rơm rạ, xác động vật, vỏ rau quả

- Rác thải công nghiệp: Là tất cả các vật chất rắn được thải vào môitrường sau quá trình sản xuất công nghiệp Đặc điểm của dạng chất thải này là cóthành phần tương đối đồng nhất

- Các rác thải từ các hệ thống cơ sở hạ tầng kỹ thuật như: Trạm xử lý nướcthiên nhiên, nước thải sinh hoạt, bùn cặn từ các công trình cấp thoát nước thành phố

- Rác thải đô thị: Là tất cả các chất không còn sử dụng vào sinh hoạt và sảnxuất mà người dân sinh sống ở các thành phố thải ra môi trường Chất thải đô thị

là hỗn hợp các chất hữu cơ dễ phân huỷ, khó phân huỷ, các chất vô cơ, các chấtđộc hại và cả những vi sinh vật có khả năng gây bệnh.

- Rác thải xây dựng: Là các phế thải như đất, đá, gạch, ngói, bê tông vữa docác hoạt động xây dựng, phá bỏ các công trình, nhà cửa Loại chất thải này chủyếu là các chất vô cơ

- Rác thải nông nghiệp: Là những chất thải sinh ra trong các hoạt động sảnxuất nông nghiệp như trồng trọt, thu hoạch các cây trồng, các sản phẩm thải ra từcác lò giết mổ

2.1.4 Nguồn gốc và đặc điểm của rác thải sinh hoạt

- Nguồn gốc:

Rác thải sinh hoạt được tạo ra trong hoạt động sống của con người, nguồntạo thành chủ yếu từ các hộ gia đình, các khu dân cư, các cơ quan, trường học,các trung tâm, dịch vụ, thương mại Bao gồm các thành phần như: kim loại, sành

sứ, thủy tinh, đất đá, nhựa, ni lông, các thực phẩm dư thừa, quá hạn, xương độngvật, tre, gỗ, giấy, rơm rạ, xác động vật, vỏ rau quả, có thể phân ra các nguồnphát sinh chất thải sau:

+ Chất thải thực phẩm bao gồm các thức ăn thừa, rau quả, Các loại này cóbản chất dễ phân hủy sinh học, quá trình phân hủy tạo ra mùi khó chịu, đặc biệttrong điều kiện thời tiết nóng ẩm

+ Chất thải trực tiếp của động vật: Chủ yếu là phân, bao gồm cả phân người

+ Các chất thải từ đường phố có thành phần chủ yếu là lá cây, củi, ni lông,thủy tinh, bao, gói

- Đặc điểm:

Chất thải sinh hoạt thường có đặc điểm là không đồng nhất, chúng bao gồm cảnhững chất hữu cơ dễ phân hủy, các chất hữu cơ khó phân hủy và cả các chất vô cơ.Đặc điểm này gây khó khăn rất lớn cho các quá trình xử lý sau này

Nhìn chung rác thải sinh hoạt của nước ta có những đặc điểm cơ bản sau:

- Rác thải sinh hoạt chiếm tỷ lệ rất lớn trong các loại rác thải chiếm đến80% tổng lượng rác thải (12,8 triệu tấn), trong đó các loại chất thải từ nguồn thựcvật chiếm số lượng nhiều hơn cả

- Chất thải hữu cơ từ rác thải sinh hoạt có nguồn gốc chủ yếu từ thực vậtnên chúng có hàm lượng nước rất cao, kết hợp với các chất dinh dưỡng và vi sinhvật có sẵn trong chất thải tạo nên hiện tượng thối rữa nhanh, gây ra hiện tượng ônhiễm đất, nước và không khí nghiêm trọng Đặc điểm này đòi hỏi khi tiến hành

xử lý phải đảm bảo xử lý triệt để khả năng ô nhiễm của chất thải hữu cơ

- Rác thải sinh hoạt ở Việt Nam chưa được phân loại tại nguồn Do đó, trongchất thải ở khu tập trung cũng như tại địa điểm tiến hành xử lý thường chứa cảnhững chất hữu cơ dễ phân hủy, khó phân hủy, các loại nhựa, polime, các chất vô cơđất đá, các kim loại, các chất độc hại và chứa cả những vi sinh vật gây bệnh Ngoài

ra còn chứa cả các chất thải từ xây dựng và cả các chất thải từ nhiều nhà máy khácnhau Đây là đặc điểm cần phải lưu ý và phải được giải quyết trước tiên

2.1.5 Thành phần và một số tính chất hóa lý của rác thải sinh hoạt

2.1.5.1 Thành phần các chất thải trong rác thải sinh hoạt

Do không được phân loại tại nguồn nên thành phần các loại chất thải trong rácthải sinh hoạt rất đa dạng và phức tạp Trong đó tỷ lệ rác thải hữu cơ dễ phân hủychiếm tỷ lệ lớn từ 55-72% [22] Thành phần cụ thể được thống kê trong bảng sau:

Bảng 2.1: Thành phần chất thải rắn của một số đô thị Việt Nam – năm 2000

2 Thức ăn thừa, phế thải chế biến thức ăn 0,4

Dựa vào các bảng trên ta thấy thành phần của rác thải chủ yếu là chất hữu

cơ lớn hơn 50% nên thuận lợi cho việc xử lý rác thải bằng phương pháp sinh học.Nếu có các biện pháp loại bỏ các chất rắn, kim loại, nhựa, cao su, thì việc sửdụng các phương pháp sinh học càng có hiệu quả, sản phẩm của quá trình còn cóthể được sử dụng làm phân bón để cải tạo đất, dẫn đến giảm thiểu đáng kể lượngrác thải, cải tạo môi trường

2.1.5.2 Độ ẩm trung bình, tỷ lệ C/N của rác thải sinh hoạt

Xác định độ ẩm trung bình có ý nghĩa lớn trong việc đánh giá mức độ phânhủy Nếu độ ẩm thấp quá trình phân hủy các chất hữu cơ diễn ra chậm, độ ẩm caokhó thoát khí tạo thành trong các quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ

Ngoài việc xác định độ ẩm ban đầu của rác chúng ta cần chú ý đến tỷ lệC/N Tỷ lệ C/N nói lên mức độ phân hủy các chất thải hữu cơ và mức cân bằngdinh dưỡng trong khối ủ, báo hiệu thời điểm kết thúc của quá trình ủ Tỷ lệ C/Nthích hợp nhất cho ủ hiếu khí khoảng từ 25/1-40/1

2.2 Tính đa dạng sinh học trong rác thải sinh hoạt

Rác thải sinh hoạt chứa nhiều chất thải có nguồn gốc động vật và thực vậtchúng là môi trường rất thuận lợi cho vi sinh vật và các sinh vật khác phát triển.Trong đó có mặt của các loại sinh vật sau:

- Vi sinh vật (cả vi sinh vật có lợi và vi sinh vật gây bệnh)

- Trứng giun, sán

- Các động vật nguyên sinh

- Hạt của một số thực vật

Các sinh vật có trong chất thải thường xuất hiện từ hai nguồn cơ bản:

- Sinh vật có sẵn trong chất thải từ nguồn sinh ra nó, trong đó vi sinh vật,giun, sán thường có sẵn trong chất thải ngay từ khi bỏ chất thải này vào môitrường, đây là nguồn sinh vật nhiều nhất và tập trung nhất

- Sinh vật nhiễm vào chất thải từ không khí, đất, nước trong quá trình thunhận, vận chuyển và cả trong quá trình xử lý

Vi sinh vật chiếm số lượng lớn nhất và phát triển mạnh trong rác thải Nhờtốc độ sinh sản nhanh, cộng với khả năng trao đổi chất mạnh nên chúng ức chế sựphát triển của các sinh vật khác Sau một thời gian trong khối chất thải chỉ còn visinh vật, tăng về số lượng và đa dạng về loài [8, tr 36-37]

2.3 Vi sinh vật và các quá trình chuyển hóa trong rác thải sinh hoạt

Các quá trình chuyển hóa vật chất có trong chất thải sinh hoạt chủ yếu do visinh vật Các quá trình này xảy ra liên tục, đan xen nhau rất phức tạp

2.3.1 Vi sinh vật chuyển hóa carbon

Sự chuyển hóa vật chất carbon hữu cơ có trong rác thải sinh hoạt bao gồm

cả hai quá trình:

- Quá trình tổng hợp do vi sinh vật

- Quá trình phân giải do vi sinh vật

2.3.2 Quá trình tổng hợp carbon hữu cơ nhờ vi sinh vật

Quá trình này xảy ra không mạnh, nhưng luôn luôn xảy ra với cường độ khácnhau, tùy thuộc vào điều kiện cụ thể Các vi sinh vật thực hiện quá trình này chủ

yếu là các vi khuẩn quang hợp và đều thuộc bộ Rhodospirillales gồm các họ sau:

- Họ Rhodospirillaceae gồm các chi: Rhodospirillum, Rhodopsrendomonas…

- Họ Chromatiaceae gồm các chi: Chromatium, Thiosarsina, Thiospirillum

- Họ Chlorobium gồm các chi: Chlorobium, Chloropsendomonas

Đặc điểm chung của chúng là tồn tại ở dạng hình cầu, hình que, hình dấuphẩy hay hình xoắn, chúng có kích thước chiều ngang khoảng 0,3-0,6 m

Các vi khuẩn trên thường tiến hành quang hợp trong điều kiện yếm khí, CO2

được đồng hóa thông qua chu trình pentose phosphate dạng khử và các phản ứngkết hợp CO2 Phần lớn các vi khuẩn này, ngoài khả năng tổng hợp quang năngcòn có khả năng cố định nitơ phân tử nên chúng vừa có khả năng làm giàu chấthữu cơ carbon vừa làm giàu hợp chất nitơ cho rác thải [8, tr 40-42]

2.3.3 Quá trình phân giải carbon hữu cơ nhờ vi sinh vật

Bao gồm các quá trình phân giải monosaccharide, oligosaccharide và

polysaccharide [8, tr 47-57]

- Với monosaccharide, oligosaccharide quá trình phân giải xảy ra cả trong

điều kiện yếm khí và hiếu khí bởi các enzyme của vi sinh vật có sẵn trong nhữngchất thải đó Các loại đường đơn thường bị phân giải rất nhanh

- Với polysaccharide tiêu biểu cho hợp chất hữu cơ chứa carbon từ nguồn

thực vật thì sự phân giải bao gồm:

* Sự phân giải tinh bột

Nhiều loại vi sinh vật có khả năng sản sinh hệ enzyme amylase ngoại bào,phân giải tinh bột thành glucose, maltose và dextrin Một số vi sinh vật tham giasinh tổng hợp amylase cao và có nhiều ý nghĩa trong phân giải tinh bột:

- Vi sinh vật tổng hợp -amylase: Aspergillus awomorii, Asp oryzae, Asp.

niger, Bacillus amyloliquefaciens, Clostridium acetobutylinon

- Vi sinh vật tổng hợp -amylase: Aspergillus awamorii, asp niger, asp.

oryzae, Saccharomyces cerevisiae, Clostridium acetobutylium

- Vi sinh vật tổng hợp -amylase: Asp awamorii, Asp usamii, Sacch.

Cerevisiae

* Sự phân giải cellulose

Trong rác thải sinh hoạt có nguồn gốc thực vật, hàm lượng cellulose chiếm

số lượng nhiều nhất Đây cũng là lượng vật chất cần được chuyển hóa lớn nhấtkhi tiến hành xử lý

Cellulose được phân giải bởi các enzyme trong hệ enzyme cellulase ngoạibào của vi sinh vật Tham gia vào quá trình phân giải các chất cellulose bao gồmrất nhiều loài vi sinh vật khác nhau, trong đó có cả các loài thuộc nhóm vi khuẩn,các loài thuộc nhóm xạ khuẩn và các loài thuộc nhóm nấm sợi Các loài thuộcnhóm vi khuẩn thường phát triển trước, khi đó nhiệt độ chưa cao và sự thay đổi

pH trong khối ủ chưa mạnh, sau đó là sự phát triển mạnh của các loài thuộcnhóm nấm sợi và sau cùng là nhóm xạ khuẩn Khi nhiệt độ trong khối ủ tăng lênthì chỉ có các loài vi khuẩn và xạ khuẩn chịu nhiệt trong khối ủ

Trong điều kiện hiếu khí quá trình phân giải cellulose xảy ra chủ yếu là do

các vi khuẩn Bacillus sp Trong điều kiện yếm khí, quá trình phân giải chủ yếu là

- Nấm sợi: Asp fumigatus, Asp niger, Mucor pusillus, Penicillim notatum,

Fusarium moniforme, F solani, Piricularia oryzae, Myrothecium verucarium

- Xạ khuẩn: Streptomyces antibioticus, Str cellulosae, Str celluloflavus,

Str thermodiastaticus, Thermosporafusca, Nocardia cellulans.

* Sự phân giải xylan

Xylan là một trong những thành phần quan trọng của thực vật, phân giảixylan có ý nghĩa quan trọng trong xử lý chất thải hữu cơ Trong thực vật xylanđược xem như chất keo liên kết các sợi cellulose với nhau, việc phá vỡ chất keonày có ý nghĩa rất lớn trong quá trình thủy phân celllulose có trong thực vật

Có nhiều loài vi sinh vật tham gia phân giải xylan, chúng có khả năng tổnghợp enzym xylanase, dưới tác dụng của enzym này xylan được chuyển hóa thànhnhiều sản phẩm khác nhau và cuối cùng chuyển hóa thành đường

Những loài vi sinh vật tham gia phân giải xylan:

- Vi khuẩn: Bacillus subtilis, B.xylophagus, B polymyxa, Clostridium sp,

Micromonospora chalcea, Cellvibriofulvus.

- Nấm sợi: Aspergillus niger, Asp oryzae, Asp amstelodami, Alternaria

kikuchiana, Chaetonium globosun, Fomes annosus, F igniarus, Fusarium moniliforme, Gibberella sanbenetti, Myrothecium cyclopium…

- Xạ khuẩn: Streptomyces albogriseolus, Streptomyces albus, Streptomyces

xylopplagus, Streptomyces olivaceus.

* Sự phân giải pectin

Trong khối ủ chất thải hữu cơ, có các loài vi sinh vật thuộc nhóm nấm sợi

và vi khuẩn tham gia phân giải pectin mạnh, do chúng tổng hợp được các enzympectinase thủy phân pectin, điển hình như:

- Nấm sợi: Aspergilus flavus, Rhizopustritici, Selerotina libetina

- Vi khuẩn: Bacillus polymyxa, Clostridium multifermentans, Erwinia

aroideae.

* Sự phân giải lignin

Lignin có nhiều trong thực vật, có nhiều loài vi sinh vật tham gia phân giải

hợp chất lignin, trong đó đáng chú ý nhất là các loài: Polysticus versicolor,

stereum hirsutum,pholiota Sp., lenzies Sp., poria Sp., trametes Sp Quá trình phân

giải lignin của những loài vi sinh vật này giúp quá trình phân giải cellulose trongchất thải thực vật tốt hơn.

2.3.4 Sự chuyển hóa nitơ trong rác thải

Sự chuyển hoá các hợp chất chứa nitơ trong chất thải bao gồm các quá trình sau:

* Quá trình amôn hóa [8, tr 59-65]

Quá trình amôn hóa là quá trình phân giải các chất hợp hữu cơ chứa nitơ.Tham gia quá trình này là các vi sinh vật có khả năng tổng hợp protease vànhững enzyme khử amin Như vậy quá trình amôn hóa protein gồm hai giai đoạn:

- Giai đoạn phân giải protein

- Giai đoạn khử amin

Các loài vi sinh vật tham gia vào quá trình amôn hóa:

- Nấm sợi: Aspergillus.oryzae, Asp flavus, Asp candidus, Mucos pusilus,

Penicillium caseicolum, P notatum, Ryzopus chimesis, Fusarium solani

- Nấm men: Saccharomyces carls bengensis, S cerevisiae, Candide

albicans, Endorycopsis fibuligera, Turolopsis insigeniosa

- Vi khuẩn: Bacillus polymyxa, B cereus, B themoproteplyticus, B subtilis,

Clostridium botulinum, E coli, Proteus vulgaris, Micrococcus Sp.,Str lactis

- Xạ khuẩn: Streptomyces, Thermonospora fusca, Thermoactinomyces

vulgaries.

* Quá trình nitrat hóa [8, tr 65-68]

Quá trình nitrat hóa được thực hiện qua hai giai đoạn:

- Giai đoạn 1: Giai đoạn nitrit hóa Đây là giai đoạn chuyển hoá NH3, NH4  NO2

-Vi khuẩn tham gia vào giai đoạn này: Nitrosomonas, Nitrosospira,

Nitrosococcus, Nitrosolobus.

- Giai đoạn 2: Giai đoạn nitrat hóa Giai đoạn chuyển hoá NO2-  NO3

-Vi khuẩn tham gia vào giai đoạn này: Nitrobacter, Nitrospina, Nitrococcus.

Nhờ hoạt động của các vi khuẩn các chất hữu cơ chứa nitơ được vô cơ hóatạo ra các chất vô cơ chứa nitơ hòa tan Đây là quá trình có lợi cho việc xử lý rácthải hữu cơ, cần được thúc đẩy trong quá trình ủ

*Quá trình phản nitrat hóa [8, tr 68-70]

( NO3-  NO2-  NO  N2O  N2  )

Các vi khuẩn tham gia quá trình này như: Thiobacillus denitritficans,

Bacillus licheniformis, Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas stutzeri.

Đây là quá trình giải phóng nitơ có hại cho quá trình ủ chất thải, cần hạn chếquá trình này

- Vi khuẩn tham gia chuyển hóa phospho: Bacillus mycoides, Pseudomonas

spp, Actinomyces spp, Mycobacterium cyaneum, Flavobacterium aurantiacus

2.4 Các chế phẩm vi sinh vật thường dùng để xử lý rác thải sinh hoạt

2.4.1 Chế phẩm EM

EM (Effective Microorgarmism) có nghĩa là các vi sinh vật hữu hiệu Chế

phẩm này do Giáo sư Tiến sĩ Teruo Higa-trường đại học tổng hợp Ryukyus,Okinawoa, Nhật Bản nghiên cứu và áp dụng thực tiễn vào đầu năm 1980 Trongchế phẩm này có khoảng 80 loài vi sinh vật kỵ khí và hiếu khí thuộc các nhóm: vikhuẩn quang hợp, vi khuẩn lactic, nấm men, nấm mốc, xạ khuẩn [3, tr 1]

Chế phẩm gốc có tên gọi là EM1, EM1 có màu nâu, thơm, vị chua ngọt, độ

pH < 3,5, bảo quản ở nhiệt độ bình thường, ổn định, tránh ánh nắng mặt trời trựctiếp rọi vào, thời gian bảo quản từ 6 tháng đến 1 năm

Từ chế phẩm EM1 có thể chế ra các chế phẩm khác như EM thứ cấp, EMBokashi B (làm thức ăn cho gia súc) và EM Bokashi C (để xử lý môi trường)

EM thứ cấp: Nguyên liệu cần dùng để tạo ra bao gồm chế phẩm EM1, rỉđường hoặc đường nâu, nước sạch Cách làm: Pha trộn các vật liệu trên theo tỷ lệEM1: rỉ đường : nước là 1:1:20 Trước tiên hòa tan rỉ đường hoặc đường nâu vớinước sạch, sau đó đổ EM1 vào và trộn đều Cho hỗn hợp này vào can nhựa sạch

và để trong thời gian từ 5 đến 10 ngày, tùy theo nhiệt độ không khí Khi đo thấy

độ pH < 4,0 là sử dụng được

EM Bokashi B: Dung dịch EM1, rỉ đường (hoặc đường nâu), nước sạch, đượcpha trộn theo tỷ lệ 3:3:100 Sau đó phun dung dịch trên vào thức ăn và trộn đều chođến khi độ ẩm đạt khoảng 30 đến 40% là được Cho vào bao hoặc thùng chứa, baokín để lên men kỵ khí Sau 7-10 ngày, khi hỗn hợp lên men, thơm mùi rượu, có mốctrắng trên bề mặt, nghĩa là EM Bokashi B đã làm xong và có thể đem dùng.

EM Bokashi C: Vật liệu khô là cám gạo và mùn cưa được pha trộn theo tỷ

lệ 1:1 Dung dịch EM được chuẩn bị như trên Cách làm tương tự như đối với

EM Bokashi B

Tác dụng của EM trong xử lý môi trường: [16] & [3, tr 2]

Do có tác dụng tiêu diệt vi sinh vật gây thối rữa (sinh ra các loại khí H2S,

SO2, NH3 ) nên khi phun EM vào rác thải sẽ khử mùi hôi một cách nhanhchóng Đồng thời làm giảm hẳn số lượng côn trùng bay như ruồi, muỗi

EM giúp cho quá trình sinh ra các chất chống oxi hóa như inositol,ubiquinon, saponine, polysaccharide phân tử thấp, polyphenol và các muốichelate Các chất này có khả năng kìm hãm các vi sinh vật có hại và kích thíchcác vi sinh vật có lợi

Do đó làm tăng nhanh quá trình mùn hóa rác thải hữu cơ

EM làm chậm quá trình ăn mòn kim loại, giảm được chi phí bảo trì máymóc và thiết bị

2.4.2 Men vi sinh vật phân hủy rác thải

Men vi sinh vật là hỗn hợp của nhiều vi sinh vật khác nhau, có khả năngtương hỗ nhau cùng phát triển trong môi trường phân lập và môi trường sản xuất.Các vi sinh vật có trong men vi sinh là các vi sinh vật dị dưỡng, hiếu khí hoặchiếu khí tùy tiện có khả năng sinh enzyme phân hủy các hợp chất hữu cơ cao, đặcbiệt là khả năng phân hủy cellulose, chúng bao gồm cả vi khuẩn, nấm sợi, nấm

men và xạ khuẩn Các chủng vi sinh vật phân giải chất xơ (Trichoderma,

Streptomyces), chủng vi sinh vật phân giải chất hữu cơ (Bacillus, Candida) và

chủng vi sinh vật kích thích sinh trưởng (Azotobacter)

Men vi sinh ủ được với liều lượng 2kg hoặc 2lít/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,phân bắc hoặc phế thải động vật đã qua ủ sơ bộ với liều lượng từ 10-20% so vớitổng số nguyên liệu sử dụng.

Các vi sinh vật có thể được phân lập trực tiếp từ rác thải của địa phương nơixây dựng nhà máy, sau đó được hoạt hóa để tăng khả năng hoạt động phân giảicủa chúng trong rác thải Các vi sinh vật phân lập cần có những đặc điểm sau:+ Có khả năng sinh trưởng và phát triển mạnh trong môi trường là rác thảicủa địa phương nơi phân lập

+ Có khả năng sinh enzyme phân hủy các hợp chất hữu cơ có trong rác thảisinh hoạt cao như: enzyme amylase, cellulase, chitinase, lignin-peroxydase,xylanase, pectinase, protease…

Dưới đây là sơ đồ phân lập và sản xuất tổng quát của men vi sinh

Hình 2.1: Sơ đồ phân lập và sản xuất chế phẩm men vi sinh

Sau phân lập men vi sinh vật được bảo quản đông khô hoặc lạnh đông trongcác ống nghiệm

2.5 Các phương pháp sinh học xử lý chất thải rắn

2.5.1 Các tiêu chí đối với vấn đề xử lý rác thải để phát triển bền vững [4]

Có ba vấn đề mang tính chất định hướng cho quốc gia, mọi ngành nghề khitiến hành thiết kế, vận hành một nhà máy xử lý chất thải Đó là:

+ Tái sử dụng chất thải (waste reuse): Ngay khi thiết kế quy trình côngnghệ, ta phải đặt vấn đề là chất thải được tạo ra từ quá trình công nghệ này có thểtái sử dụng chất thải của nó được hay không

+ Quay vòng chất thải hay tái chế chất thải (recycling): Là quá trình biếnđổi tính chất của chất thải để có thể sử dụng lại chúng Kết quả vừa tạo ra sảnphẩm, tăng thu nhập cho xã hội vừa loại được chất thải

+ Giảm thiểu chất thải (reduce): Đây là vấn đề không những liên quan đếncông nghệ mà còn liên quan đến quản lý, cả cấp vi mô lẫn vĩ mô Bằng cách đưa

ra những bộ luật, những quy định về quản lý chất thải, hay các chính sách khuyếnkhích cũng có thể làm giảm một lượng lớn chất thải vào môi trường

Dung dịch mẫu Pha loãng Cấy trải trên đĩa petri

Ba vấn đề trên cần phải thực hiện đồng bộ Nhiều quốc gia cho đây là mộttrong những nội dung cơ bản của quản lý môi trường, gọi là nguyên lý 3R.Nguyên lý này không những đòi hỏi sự hiểu biết của các nhà quản lý mà còn đòihỏi sự hiểu biết sâu sắc về mọi kiến thức liên quan đến môi trường của các nhà

a Phương pháp 1: Phương pháp đổ rác thành đống ngoài trời (opendump)

Đây là phương pháp được sử dụng nhiều nhất, rác được thu gom vậnchuyển đến địa điểm xác định để xử lý [8, tr 84-86]

* Ưu điểm: Là phương pháp đơn giản nhất và ít tốn kém nhất Bên cạnh những

ưu điểm thì nó còn có nhiều hạn chế

b Phương pháp 2: Phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh (Landfill) [4]

Đây là phương pháp chôn lấp rác vào các hố đào có tính toán về dunglượng, có gia cố cẩn thận để kiểm soát khí thải và kiểm soát lượng nước rò rỉ.Nền tảng của phương pháp này là tạo môi trường yếm khí để vi sinh vật tham giaphân hủy các thành phần hữu cơ có trong rác thải có kiểm soát hiện tượng ônhiễm nước, đất, không khí

* Ưu điểm: Phương pháp này có ưu điểm là kiểm soát được hiện tượng ô nhiễm

môi trường

* Nhược điểm:

- Chi phí đầu tư xây dựng cao.

- Phương pháp chôn lấp đơn giản, nước mưa thấm vào bãi rác tạo ra lượng nước

rò rỉ rất lớn, rửa trôi các chất dễ phân hủy gây ô nhiễm nguồn nước nghiêm trọng

- Rác chôn lấp chưa được phân loại, chứa rất nhiều các chất khó phân hủy,các chất độc hại có sẵn trong rác và các chất độc phát sinh trong quá trình ủ tạo

ra mối nguy hiểm rất lớn cho môi trường đất

- Bãi rác chứa rất nhiều vi sinh vật gây bệnh, do chôn lấp lộ thiên các tácnhân gây bệnh này sẽ tác động trực tiếp tới sức khỏe của những người sống gầnkhu vực bãi rác

- Khi quá tải, phải tốn chi phí rất lớn cho việc quản lý bãi rác, để đảm bảobãi rác không gây ô nhiễm môi trường xung quanh

- Với phương pháp landfill, chi phí cho lớp lót, hệ thống thu và xử lý khí vànước rác rất lớn [8, tr 86-88]

c Phương pháp 3: Phương pháp đốt [22]

Rác thải được đốt trong các lò đốt, có thể thu nhiệt để chạy máy phát điện

* Ưu điểm

- Tiêu diệt được mầm bệnh, loại bỏ được các chất độc hại trong chất thải.

- Hạn chế được vấn đề ô nhiễm liên quan đến nước rác

- Cho phép xử lý nhiều loại rác

- Tiết kiệm được diện tích đất cho chôn lấp

* Nhược điểm

- Chi phí vận hành và bảo trì thiết bị rất cao

- Gây ô nhiễm môi trường không khí nghiêm trọng, khó kiểm soát lượng khíthải chứa dioxin và furan, gây hiệu ứng nhà kính và các bệnh đường hô hấp

- Tốn nhiều nguyên liệu đốt.

Phương pháp này chỉ thích hợp với rác thải công nghiệp, rác thải y tế.Không thích hợp cho xử lý rác thải sinh hoạt có hàm lượng rác hữu cơ cao như ởViệt Nam

d Phương pháp 4: Phương pháp ủ chất thải (composting) [8, tr109-112]

Quá trình ủ là quá trình phân giải một loạt các chất hữu cơ có trong chất thải sinhhoạt, bùn cặn, phân gia súc, hầm cầu, các chất thải hữu cơ nông nghiệp Quá trình ủchất thải được thực hiện cả trong điều kiện hiếu khí và cả trong điều kiện kỵ khí

- Ủ hiếu khí: Là quá trình chuyển hoá các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật khi cómặt của oxi Sản phẩm cuối cùng của quá trình phân giải hiếu khí là CO2, NH3,nước, nhiệt các chất hữu cơ đã ổn định và sinh khối vi sinh vật Quá trình thườngdiễn ra nhanh hơn

- Ủ kỵ khí: Là quá trình chuyển hóa các chất hữu cơ bởi các vi sinh vật khikhông có mặt của oxi Sản phẩm cuối cùng là CO2, CH4, NH3 và một số loại khíkhác với một lượng nhỏ, các axít hữu cơ, nhiệt, các chất hữu cơ ổn định, sinhkhối vi sinh vật Quá trình thường diễn ra chậm

* Ưu điểm:

- Làm ổn định chất thải: Khi chất thải được ủ, nhờ hoạt động sống của visinh vật, các chất thải sẽ được chuyển hóa sang trạng thái ổn định, do đó khichuyển chất thải vào đất sẽ không gây ra hiện tượng ô nhiễm môi trường Quátrình ủ là quá trình đã được kiểm soát nên rất có lợi cho môi trường

- Ức chế hoặc tiêu diệt mầm bệnh: Chất thải là môi trường tự nhiên rất tốtcho vi sinh vật hoạt động Khi ủ nhiệt độ trong khối ủ tăng lên khoản 50 – 60oC

và kéo dài ở nhiệt độ này trong nhiều ngày Ở nhiệt độ này, thời gian keo dài thìhầu hết các vi sinh vật gây bệnh bị tiêu diệt

- Làm tăng chất dinh dưỡng cho cây trồng (làm phân hữu cơ): Các hợp chấthữu cơ sau khi ủ sẽ có sự chuyển hoá hoá học rất cơ bản, chúng bị phân giải, giảiphóng N, P, K Sau đó các vi sinh vật khác chuyển hóa sang dạng các chất vô cơhòa tan, khi đó thực vật mới có khả năng sử dụng để tiến hành các quá trình đồnghóa để sinh trưởng và phát triển

- Làm giảm độ ẩm cho khối ủ: Những chất thải chứa nhiều nước khi ủ nước sẽ tách

ra khỏi chất thải nhờ nhiệt độ cao của khối ủ làm tăng hiệu quả kinh tế và xử lý rất cao

* Nhược điểm:

- Sản phẩm của quá trình là phân ủ, chất lượng phân ủ phụ thuộc vào thànhphần các chất có trong rác thải Nếu chất thải chưa phân loại chứa nhiều chất độchại, kim loại nặng thì không phù hợp với sự phát triển của cây trồng Do đó nênphân loại rác thải trước khi đem ủ

- Quá trình ủ xảy ra nhiều phản ứng sinh hóa do đó làm giảm khối lượng cácchất hữu cơ, nhất là nitơ Do đó, quá trình ủ cũng được xem là lãng phí năng lượng

- Quá trình ủ tạo ra một lượng lớn khí thải có mùi hôi thối gây ô nhiễm môitrường không khí và tạo ra một lượng nước ở đáy khối ủ Do đó để quá trình ủtriệt để cần phải thêm cả quá trình xử lý nước thải và khí thải

- Tuy còn có nhiều nhược điểm nhưng so với ba phương pháp xử lý trên tathấy phương pháp ủ sinh học mang lại hiệu quả kinh tế cao, thỏa mãn được tiêu chí3R, mà không làm ảnh hưởng đến môi trường Vì vậy chọn phương pháp ủ sinhhọc là phương pháp để xử lý rác thải của khu dân cư Hòa Khánh – Liên Chiểu

2.5.3 Một số phương pháp ủ sinh học đã được sử dụng trên thế giới và ở Việt Nam 2.5.3.1 Phương pháp ủ kỵ khí trong Bioreactor hoặc bể ủ tạo gas cho phát điện

Rác hữu cơ sau phân loại được cho vào bioreactor hoặc các bể ủ kỵ khí,nước rỉ rác được thu gom thông qua hệ thống ống dẫn và được xử lý trước khithải ra môi trường tự nhiên Khí gas sinh ra được thu gom, qua công đoạn táchnước được đưa đến máy chiết và máy thổi khí nén trước khi đưa vào chạy động

cơ của máy phát điện Phương pháp này đang áp dụng ở nhà máy xử lý rác GòCát, thành phố Hồ Chí Minh [19]

* Ưu điểm

- Biến rác thải sinh hoạt thành điện năng

- Giảm diện tích chôn lấp, hạn chế ô nhiễm đất, nguồn nước và không khí

- Rác sau khi phân hủy hoàn toàn có thể dùng làm phân hữu cơ cho nông nghiệp

* Nhược điểm

- Chi phí đầu tư ban đầu lớn

- Tốc độ phân hủy rác thải chậm.

- Chất lượng phân hữu cơ sau ủ không cao

- Nếu ủ trong bioreactor thì chi phí vận hành rất cao

2.5.3.2 Phương pháp ủ compost

Phương pháp này đang được áp dụng ở một số nhà máy như: [22]

- Nhà máy xử lý rác Cầu Diễn- công nghệ và thiết bị Tây Ban Nha

- Nhà máy xử lý rác Nam Định- công nghệ cộng hòa Pháp

Các công nghệ này chỉ xử lý phần rác hữu cơ sau khi phân loại phần còn lạiđược đem chôn lấp

* Ưu điểm

- Việc áp dụng phương pháp làm phân compost kết hợp với các bãi chôn lấp

sẽ kéo dài tuổi thọ của các bãi chôn lấp và giảm được diện tích đất ban đầu

- Ngăn chặn sự thoái hóa môi trường vì các thành phần hữu cơ thay vì đưavào các bãi rác chôn lấp, sẽ được đưa vào nhà máy chuyển thành sản phẩm có giátrị là phân compost

- Kỹ thuật composting là kỹ thuật mang đến khả năng thu hồi cao nhất cácnguyên liệu chất thải

* Nhược điểm

- Nhà máy vẫn cần bãi chôn lấp và tỷ lệ chôn lấp vẫn còn cao trên 50%

- Chất lượng phân hữu cơ vi sinh không cao

- Nhiều thông số kỹ thuật chưa phù hợp với điều kiện khí hậu Việt Nam

2.5.3.3 Công nghệ Seraphin [19] & [20] & [21]

Seraphin là ứng dụng công nghệ vi sinh cơ khí hóa dây chuyền, là sự kếthợp giữa ba công nghệ chủ yếu: công nghệ xé, tách và tuyển rác; công nghệ ủ visinh; công nghệ tái chế phế liệu

Quy trình tóm tắt như sau: Rác được đưa tới khu tập kết của nhà máy vàđược phun chế phẩm vi sinh khử mùi, sau đó được phân loại sơ bộ trên băngtruyền, qua máy xé bao, sau đó được phân loại tinh qua hệ thống máy phân loại.Rác hữu cơ sau phân loại được cắt nhỏ với kích thước thích hợp, phối trộn chếphẩm vi sinh phân hủy rác và đưa vào ủ, thời gian ủ kéo dài 30-40 ngày

Công nghệ này đang được áp dụng tại nhà máy xử lý rác Đông Vinh-Thànhphố Vinh, nhà máy xử lý rác Ninh Thuận, nhà máy Thủy Phương Huế.

- Lượng rác chôn lấp chỉ còn 10% nên tiết kiệm được diện tích chôn lấp

- Quay vòng tái chế các phế phẩm có thể tái sinh

* Nhược điểm

- Để làm được phân compost từ rác, cần có diện tích nhà xưởng, hầm ủ lớn,dẫn đến chi phí xây dựng cơ bản lớn

- Quá trình ủ hiếu khí không có đảo trộn nên thời gian ủ kéo dài 30-40 ngày

- Chất lượng phân hữu cơ chưa cao

2.5.3.4 Công nghệ ansinh-ASC

Được công ty Tâm Sinh Nghĩa sở hữu và phát triển hoàn thiện Công nghệnày được phát triển trên nền tảng của công nghệ Seraphin được áp dụng ở nhàmáy Thủy Phương-Huế So với công nghệ Seraphin thì công nghệ ansinh hoànthiện được những khuyết điểm của công nghệ Seraphin, cho công suất cao hơn,phân loại rác tỷ mỉ hơn, nâng cao được chất lượng các sản phẩm tái chế từ rác

2.5.3.5 Công nghệ ủ hiếu khí trong các bioreactor

Đây là công nghệ mới được phát triển ở các nước phát triển Tất cả các côngđoạn được cơ khí hóa và tự động hóa, rác hữu cơ được ủ hiếu khí trong cácbioreactor có hệ thống đảo trộn và cấp khí tự động, rút ngắn được thời gian xử lý.Công nghệ này có hiệu suất xử lý, tạo phân hữu cơ có chất lượng rất cao Tuy nhiên,công nghệ này đòi hỏi lực lượng lao động phải có trình độ cao, chi phí vận hành nhàmáy cao và chi phí đầu tư ban đầu rất lớn do sử dụng những thiết bị đắt tiền

2.6 Kết luận

Từ việc tìm hiểu các phương pháp và công nghệ sử lý rác thải sinh hoạt hiện

có, thông qua các ưu điểm và nhược điểm của các công nghệ xử lý Ta thấy việcxây dựng một nhà máy xử lý rác cho thành phố Đà Nẵng theo công nghệ Ansinh,trên nền tảng cải tiến công nghệ Seraphin là phù hợp nhất

CHƯƠNG 3

CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN

CÔNG NGHỆ

3.1 Chọn dây chuyền xử lý rác thải sinh hoạt

Công nghệ xử lý chất thải rắn (rác thải sinh hoạt) trên thế giới và tại ViệtNam khác nhau do đặc điểm rác thải của từng nước

Trong quản lý xã hội các nước phát triển, họ có quy hoạch ra khu côngnghiệp, khu sản xuất nông nghiệp, khu vui chơi giải trí, khu hành chính sựnghiệp…do đó chất thải rất đặc trưng cho từng khu vực

Ở các nước đang phát triển và kém phát triển, sự phân chia khu vực đó chưa

rõ ràng nên toàn bộ chất thải được gộp chung lại Như vậy ở những nước này,chất thải thường rất phức tạp và có chiều hướng tăng rất nhanh

Dựa vào đặc trưng của rác thải đô thị 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, xây dựng một thành phố Đà Nẵng “xanh-sạch-đẹp”

Đặc điểm của công nghệ:

Mang tính chất một dây chuyền thiết bị đồng bộ từ khâu tiếp nhận rác thảiđến 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 từ 25% đến30% so với trọng lượng rác tươi Tỷ lệ thu hồi plastic từ 7% đến 10% so vớitrọng lượng rác tươi

3.2 Sơ đồ dây chuyền công nghệ

Rác thải sinh hoạt

Cân định lượng

Nạp liệu lên băng truyền

Phân loại sơ bộ trên băng truyền(Băng tải chuyển và tuyển lựa rác, phân loại rác)

Máy xé bao, đập cắt và làm tơi

Chất trơ

Chôn lấpKim loại

Kim loạiCải tạo đất

Chất dẻoTái chếBãi tập kết rác

Phun chế phẩm EM

Phối trộnNhân giống

Ủ sơ bộ

Ủ chín

Hỗn hợp phân mùn hữu cơ đã ủ

Nạp liệu lên băng truyền

Phân mùn hữu cơ

Sàng lồng 2(tách tuyển mùn thô)

Sản phẩm

Máy đánh tơi

Mùn thô không phân hủy

Lò đốt

3.3 Thuyết minh dây truyền công nghệ

3.3.1 Cân

+ Mục đích: Rác sau khi thu gom được xe chở đến khu xử lý Trước khi xử

lý cân rác thải do xe rác chở đến để xác định khối lượng rác thải đưa đi xử lý, xácđịnh lượng chế phẩm EM cần phun

+ Tiến hành: Rác thải được các xe rác chở đến cho lên cân dùng cho cả xe

và rác trên xe, trừ đi khối lượng của xe ta được khối lượng rác trên xe

3.3.2 Phun chế phẩm EM

+ Mục đích: Sau khi rác được tập kết tại bãi tập trung, phun chế phẩm EMnhằm hạn chế sự phát triển của sinh vật gây bệnh, ruồi nhặng, khử mùi hôi, đảmbảo sức khỏe cho công nhân phân loại rác sơ bộ cũng như các công nhân trongnhà máy Đồng thời kích thích sự phát triển của vi sinh vật mùn hóa rác hữu cơ.+ Tiến hành: Rác được thu nhận vào nơi tập kết, chế phẩm EM được phunđồng thời bằng máy bơm phun hóa chất EM được phun với tỷ lệ là: 2 lít/1 tấn rác

a) b)

Hình 3.1: a- Phun EM khử mùi b- Nạp liệu lên phểu nạp liệu 3.3.3 Phân loại sơ bộ trên băng truyền

+ Mục đích: Tách những loại rác có kích thước lớn và không có khả nănglên men được như: Phế liệu xây dựng, các chất trơ, nhựa dẻo, kim loại, các chất

có thể đốt như cao su, vải, bông, giấy phế liệu, cành cây lớn, gỗ

+ Tiến hành: Rác sau khi ủ với EM được nạp liệu lên băng tải, công nhânđược bố trí hai bên băng tải để tuyển lựa sơ bộ rác thải Các phế liệu được tách ratheo từng nhóm và đưa vào khu tập kết riêng

Hình 3.2: Phân loại sơ bộ trên băng chuyền 3.3.4 Xé bao, đập và làm tơi

+ Mục đích: Rác thải sinh hoạt được chứa nhiều trong những bao nilon, vìvậy cần phải qua máy xé bao để giải phóng rác ra khỏi bao nilon và làm tơi, tạođiều kiện cho quá trình phân loại tiếp theo được thuận lợi và tăng khả năng táchloại rác

+ Tiến hành: Rác sau phân loại sơ bộ trên băng tải được đưa vào máy xé baovới cơ cấu cơ khí được thiết kế hợp lý, các bao chứa rác sẽ được phá vỡ và nhờ tácđộng lực đập của máy rác được làm tơi trước khi vào công đoạn tiếp theo

3.3.5 Phân loại bằng sức gió lần 1

+ Mục đích: Các bao nilon sau khi được xé ra trong máy xé và các loạimàng mỏng nhựa dẻo vẫn còn sau phân loại sơ bộ, cần phải được loại bỏ để tăng

độ sạch cho rác hữu cơ

+ Tiến hành: Rác sau khi qua máy xé bao và làm tơi, được băng tải chuyểnđến máy phân loại bằng sức gió, với áp lực của quạt đẩy được tính toán đủ để đẩycác loại màng mỏng nhựa dẻo ra khỏi hỗn hợp rác mà không làm mất mát nhiều

mùn hữu cơ Hỗn hợp màng mỏng sau khi tách ra sẽ được đưa đến bãi tập trung

và được chở đi tái chế

3.3.6 Sàng lồng 1

+ Mục đích: Đất, cát trong hỗn hợp rác sẽ làm giảm hiệu suất tách tuyểntinh sạch và ảnh hưởng không tốt đến quá trình ủ sau này, vì vậy cần phải đượctách loại ra khỏi hỗn hợp

+ Tiến hành: Rác sau phân loại bằng sức gió, được băng tải chuyển vàosàng lồng, với độ nghiêng và lỗ sàng đã được tính toán Tại đây đất, cát và mùnhữu cơ có kích thước lọt lỗ sàng được loại ra và được băng tải chuyển ra ngoài.Hỗn hợp này có thể được dùng để cải tạo đất rừng, đất bạc màu và đất bị rửa trôi

3.3.8 Tách tuyển từ tính

+ Mục đích: Thành phần kim loại có trong hỗn hợp mà không thể tách bằngtay được sẽ ảnh hưởng đến các quá trình chuyển hóa trong khi ủ và sự phát triểncủa vi sinh vật, đồng thời có thể phá hỏng các bộ phận của máy cắt nhỏ rác hữu

cơ và làm giảm chất lượng phân hữu cơ, vì vậy chúng cần phải được loại bỏ.+ Tiến hành: Rác từ băng tải tách tuyển bằng tay, được chuyển vào máytách tuyển từ tính Tại đây dưới tác dụng của lực từ kim loại được tách ra khỏihỗn hợp (chủ yếu là nắp ken và kim loại có kích thước nhỏ) Kim loại sau khitách ra kéo theo một lượng nhỏ rác hữu cơ sẽ được đưa qua sàng rung để phânloại tiếp Mùn hữu cơ đưa trở lại máy cắt nhỏ rác hữu cơ, còn kim loại được tậptrung tại nơi tập kết và được đưa đi tái chế

3.3.9 Sàng rung

+ Mục đích: Tách vụn hữu cơ bám theo kim loại sau khi tách từ tính và đưatrở 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 kíchthước lỗ sàng phù hợp, tại đây kim loại và mùn hữu cơ được tách ra Kim loạiđược đưa đi tái chế, phần mùn hữu cơ được tách ra và chuyển trở lại dây chuyền.

3.3.10 Băm cắt nhỏ rác hữu cơ

+ Mục đích: Tạo kích thước đồng đều sẽ thuận lợi cho quá trình phối trộnsau này đảm bảo men vi sinh được rải đều trong hỗn hợp, tăng hiệu suất và rútngắn thời gian ủ Đồng thời làm tăng hệ số chứa đầy trong bể ủ nhờ đó giảmđược diện tích nhà ủ

+ Tiến hành: Rác hữu cơ sau khi được tách tuyển từ tính được đưa vào máy cắtvới hệ thống dao cắt phù hợp, rác được cắt với kích thước cố định khoảng 5-6 cm

3.3.11 Phân loại bằng sức gió lần 2

+ Mục đích: Loại bỏ những màng mỏng có kích thước và những chất không

có khả năng lên men khác có trọng lượng nhỏ còn sót lại, nhằm làm sạch hơn hỗnhợp rác hữu cơ trước khi ủ

+ Tiến hành: Rác hữu cơ sau khi qua máy cắt được đưa vào máy phân loạibằng sức gió, dưới áp lực của quạt đẩy, những chất này sẽ được đẩy ra khỏi hỗn hợp

3.3.12 Phối trộn

+ Mục đích: Để bổ sung hỗn hợp vi sinh vật phân giải (chế phẩm vi sinh),nhằm tăng cường các quá trình sinh học xảy ra trong khối ủ, nhờ đó rút ngắnđược thời gian ủ rất nhiều so với quá trình ủ chỉ sử dụng hệ vi sinh vật tự nhiên.+ Tiến hành: Hỗn hợp rác hữu cơ sau khi cắt nhỏ được băng tải đưa vàomáy trộn, giống từ ống giống sau khi được nhân lên tạo men vi sinh sẽ được bơmvào máy đồng thời từ tank chứa thông qua hệ thống ống dẫn và bơm với tỷ lệ là 2lít/1 tấn rác hữu cơ Phối trộn xong hỗn hợp được chở đến nhà ủ sơ bộ

3.3.13 Ủ sơ bộ

+ Mục đích: Tạo điều kiện cho quá trình tăng sinh khối của vi sinh vật phângiải tự nhiên và vi sinh vật bổ sung Ở giai đoạn đầu, nhiệt độ của khối ủ sẽ tăngrất nhanh có thể đạt 60-700C, những sinh vật gây bệnh cũng bị tiêu diệt ở quátrình ủ sơ bộ này và thay vào đó là sự phát triển rất nhanh của xạ nấm sợi, vikhuẩn ưa nhiệt, đặc biệt là sự phát triển rất nhanh của xạ khuẩn

+ Tiến hành: Sau khi phối trộn mùn rác hữu cơ được chuyển vào nhà ủ sơ

bộ, không khí được cấp cho khối ủ bằng máy nén khí thông qua hệ thống ống dẫnđặt bên dưới nền bể ủ Quá trình ủ sơ bộ kết thúc sau 9 ngày ủ

3.3.14 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 khôngnhững có tác dụng đảo trộn và làm tơi mùn mà còn làm giảm nhiệt độ khối ủ.Tạo điều kiện cho xạ khuẩn và những vi khuẩn có bào tử phát triển mạnh,những loài vi sinh vật này làm tăng nhanh quá trình mùn hóa

+ Tiến hành: Kết thúc quá trình ủ sơ bộ 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 ủ sơ bộ Quá trình ủ chín kết thúc sau 27 ngày ủ, phân hữu cơ được chuyểnđến bãi tập kết, trước khi vào công đoạn tiếp theo

3.3.15 Đánh tơi phân mùn hữu cơ

+ Mục đích: Sau khi ủ chín phân mùn hữu cơ bị vón cục, đóng bánh rấtnhiều do không được đảo trộn liên tục bằng cơ khí Do đó cần phải đưa qua máyđánh tơi để làm tơi, đồng thời tạo điều kiện cho quá trình tách mùn hữu cơ thôchưa được phân hủy hoặc những thành phần không phân hủy trong quá trình ủđược thuận lợi

+ Tiến hành: Phân mùn được chuyển vào máy đánh tơi, tại đây phân mùnhữu cơ được làm tơi nhờ các cánh đập của máy

P, K để làm phân vi sinh, hoặc có thể bón trực tiếp cho cây trồng để cải tạo đất

3.4 Bản chất và mục đích của ủ chất thải [8, tr270]

3.4.1 Bản chất của quá trình ủ

- Quá trình ủ các chất thải hữu cơ do vi sinh vật gây ra

- Sản phẩm cuối cùng của quá trình ủ là các chất hữu cơ đã được ổn định

3.4.2 Mục đích của phương pháp ủ

- Làm ổn định chất thải: Các quá trình sinh học xảy ra khi ủ chất thải hữu cơ

là chuyển hoá các chất thải hữu cơ dễ phân huỷ thành chất hữu cơ ổn định Phầnlớn các chất vô cơ được giải phóng khỏi các hợp chất hữu cơ và chúng đượcchuyển vào đất hoặc nước

- Tiêu diệt các vi sinh vật gây bệnh: Do nhiệt độ lên cao trong quá trình ủ(nhiệt độ có thể lên đến 75oC, trung bình khoảng 55-60oC), các vi sinh vật gâybệnh sẽ bị tiêu diệt sau 4-5 ngày ủ

- Làm cho các chất hữu cơ trở thành phân bón có giá trị cao: Phần lớn cácchất dinh dưỡng như N.P.K có trong thành phần các hợp chất hữu cơ, cây xanhkhông thể hấp thụ được Sau khi ủ, các chất này được chuyển sang dạng vô cơnhư NO3-, PO4- rất thuận lợi cho cây hấp thụ Mặt khác sau khi ủ, các chất nàythường là những chất không hòa tan, hoặc khó hòa tan nên hạn chế được hiệntượng trôi rửa

3.5 Các quá trình sinh học cơ bản xảy ra khi ủ chất thải

* Sự phát triển của vi sinh vật

Các chất thải hữu cơ bao giờ cũng chứa rất nhiều loại vi sinh vật khác nhau.Trong đó tồn tại cả vi sinh vật có lợi và có hại Ở giai đoạn đầu, các loại vi sinhvật sẽ phát triển nhanh về số lượng, nhiệt độ sẽ tăng dần đến tối đa (khoảng 60-

65oC) Ở nhiệt độ này, phần lớn vi sinh vật ưa ấm bị tiêu diệt, còn lại những visinh vật ưa nóng phát triển Các loại vi sinh vật này thay phiên nhau phân giảichất thải và chuyển dần chúng sang trạng thái ổn định Sau đó nhiệt độ sẽ giảmdần và luôn thay đổi trong khoảng 35-45oC Theo đó số loài vi sinh vật cũng tăng

Nitrosomonas Nitrobacter

Xảy ra rất mạnh vào ngày thứ hai của quá trình ủ Đây là những quá trìnhxảy ra rất phức tạp Vì trong cùng một thời gian xảy ra hàng loạt các quá trìnhphân giải khác nhau, đan chéo nhau Tất cả các quá trình này đều được thực hiệnbởi enzyme của vi sinh vật có trong khối ủ [8, tr112]

* Quá trình thuỷ phân tế bào sinh vật

Quá trình này sẽ giải phóng ra protein của tế bào Các nhà khoa học chorằng chính protein của tế bào kết hợp với các sản phẩm thủy phân cellulose,lignin, pectin có trong chất thải sẽ tạo ra hợp chất keo Đây là tiền chất chuyểnhóa thành mùn [8, tr112]

* Quá trình vô cơ hóa hợp chất hữu cơ

Đây là quá trình chuyển hóa các hợp chất hữu cơ thành các khoáng vô cơ.Quá trình này thường được thực hiện qua hai giai đoạn nhờ hoạt động của nhiều

3.6 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ủ

3.6.1 Tỷ lệ C/N

Tỷ lệ C/N có một ý nghĩa vô cùng quan trọng, nói lên mức độ phân hủy cácchất thải hữu cơ và mức cân bằng dinh dưỡng có trong khối ủ, báo hiệu thời điểm

kết thúc của quá trình ủ, nếu tỷ lệ C/N quá cao điều đó chứng tỏ hàm lượng Cnhiều, N thiếu [8, tr 31].

- Tỷ lệ C/N nhỏ hơn 25, quá trình phân giải xác thực vật sẽ nhanh, quá trìnhnày sẽ tạo ra nhiều khí CO2, NH3

- Tỷ lệ C/N lớn hơn 25 thì thời gian phân giải ban đầu sẽ tạo ra nhiều khí

CO2, không có sự tích lũy nitơ vô cơ [8, tr 79]

Do đó cần phải điều chỉnh hàm lượng C/N thích hợp, để đảm bảo quá trìnhphân giải nhanh chóng và tạo nhiều hợp chất vô cơ hòa tan có giá trị, nhất là hợpchất nitơ vô cơ hòa tan

3.6.2 Tỷ lệ vi sinh vật bổ sung khi phối trộn

Vi sinh vật bổ sung vào hỗn hợp rác hữu cơ có một vai trò quan trọng, nólàm tăng quá trình mùn hóa, rút ngắn thời gian ủ Vi sinh vật bổ sung vào cầnphải đa dạng về chủng loại, nhưng có tác dụng tương hỗ nhau cùng phát triển.Kích thích sự phát triển của hệ vi sinh vật tự nhiên có ích, hạn chế sự phát triểncủa vi sinh vật gây bệnh

3.6.3 Độ ẩm của khối ủ

Xác định độ ẩm của khối ủ có ý nghĩa lớn trong đánh giá mức độ phân hủy.Nếu độ ẩm của khối ủ nhỏ hơn 20% vi sinh vật sẽ phát chậm hoặc ngừng pháttriển, nếu độ ẩm quá cao sẽ xảy ra các quá trình sau:

- Làm nhiệt độ khối ủ không tăng lên được

- Là điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật gây bệnh phát triển mạnh

Do đó làm giảm tốc độ chuyển hóa mùn hữu cơ, giảm chất lượng dinhdưỡng của phân hữu cơ

Độ ẩm của khối ủ thích hợp nằm trong khoảng 50-70%, độ ẩm thích hợpnhất trong quá trình ủ là 60%

3.6.4 Hàm lượng oxy cung cấp cho khối ủ

Vì quá trình ủ là hiếu khí nên nếu thiếu oxy sẽ hạn chế sự phát triển của visinh vật hiếu khí và một số vi sinh vật hiếu khí tùy tiện sẽ chuyển sang hoạt động

kỵ khí Do đó làm giảm tốc độ mùn hóa rác hữu cơ và sinh nhiều loại khí có mùi

khó chịu Tuy nhiên nếu lượng oxy được cung cấp quá nhiều sẽ làm giảm nhanhnhiệt độ và độ ẩm của khối ủ.

Oxy được cung cấp bởi máy nén khí với lưu lượng phụ thuộc vào thể tích và

hệ số chứa đầy của bể ủ

3.6.5 Nhiệt độ và pH

* Nhiệt độ:

Nhiệt độ tối ưu cho sự phân hủy rác là 45-550C Nếu tăng nhiệt độ quá 550C

và chưa đạt đến 450C, tốc độ phân hủy sẽ chậm lại [8, tr 22]

Năm 1985 Mc Kinley cho rằng nhiệt độ thích hợp nhất cho các phản ứngsinh học trong khối ủ là 550C Mặt khác, các vi sinh vật gây bệnh đều bị tiêu diệt

Nếu pH quá cao hoặc quá thấp đều kiềm chế sự phát triển của vi sinh vậtphân giải

3.7 Thời điểm kết thúc quá trình ủ

Có rất nhiều quan điểm khác nhau về việc đánh giá khi nào và như thế nào