Nghiên cứu, khảo sát và lựa chọn công nghệ thích hợp để chuyển hóa chất thải rắn hữu cơ thành phân bón hữu cơ vi sinh phục vụ sự phát triển nông nghiệp sạch

Mục tiêu và nội dung nghiên cứu + M ục tiêu: Nghiên cứu và lựa chọn cống nghệ sản xuất phán hữu cơ vi sinh compost thích hợp để chuyển hoá các chất thải hữu cơ trong rác thải sinh hoạt

S ự PHÁT TRIỂN NÔNG NGHIỆP SẠCH

MÃ SỐ: O G -05.17

CHỦ TRÌ ĐỀ TÀI: PGS TS N guvễn Thi Diễm T ran g

CÁC CÁN BÔ THAM GIA: PGS.TS Trần Hồng Côn

PGS.TS Trịnh Lê Hùng PGS.TS Lê Đức Ngọc ThS Nguyễn Vãn Hiếu ThS Hoàng Thị Hòa ThS Nguyền Văn Bình

D ĩ / L l %

HÀ NỘI - 2007

M ỤC LỤC

BÁO CÁO TÓM TẮT .1

SUM M ARY 3

BÁO CÁO C H ÍN H 4

I LỜ I M Ở Đ Ầ U 5

II N Ộ I D U N G C H ÍN H 6

II 1 Thực trạn g tình hình ch ất thải rắn ở V iệt N a m 6

II.1.1 N h à m á y p h â n hữii c ơ C ầu D iễ n 7

ÌỈ Ì.2 N h à m á y c h ế biến p h ế thải V iệt T r ì 8

IỈ.2 Thực n g h iệ m 8

Ị 1.2.ỉ P hán tích m ẩu c h ấ t thải r ắ n 8

Iỉ.2 2 Xác đ ịn h các thành p h ầ n của rác hữu c ơ 12

/ / 2 3 Xây dựng th iế t bị x ử lý rá c hữu c ơ th à n h p h â n c o m p o s t 14

II.2.4 K háo sá t vai trò củ a sản p h ẩ m co m p o st 20

II.3 K ết lu ậ n 21

II.4 Tài liệu th am k h ả o 22

PHỤ LỤC 23

BÁO CÁO TÓM TẮT

a Tên đề tài: Nghiên cứu, khảo sát và lựa chọn công nghệ thích hợp J ể chuyến hóa chất tlnii

rắn hữu cơ thành phán bón hữu cơ vi sinh phục vụ sự phát triển nôtìg nghiệp sụcli

M ã sò: QG-05.17

d Mục tiêu và nội dung nghiên cứu

+ M ục tiêu: Nghiên cứu và lựa chọn cống nghệ sản xuất phán hữu cơ vi sinh (compost) thích

hợp để chuyển hoá các chất thải hữu cơ trong rác thải sinh hoạt tại các vùng vành đai xanh quanh Hà Nội và phế thải từ các nhà máy chế biến hoa quả và thực phẩm thành phân compost nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường và phục vụ cho việc phát triển nông nahiệp sạch

+ Nội dung nghién cứu:

Trẽn cơ sờ phân tích các tài liệu khoa học, các thiết kế cõng nghệ làm phân compost trên thế giới và trong nước, tham quan khảo sát thực tế, nội dung nghiên cứu cua đề tài tập trung vào các điểm chính:

1 Khảo sát khối lượng, thành phần của chất thải sinh hoạt và phân tích các chỉ tiêu chú yếu về thành phần hữu cơ, tỷ lộ C:N, dộ ẩm tại một số điểm trong Hà Nội

2 Xem xét các yếu tố khách quan ảnh hưởng đến quá trình làm compost như khí hậu, thành phần chất thải, Lựa chọn phương pháp thích hợp kiểm tra chất lượng sản phẩm compost

3 Nghiên cứu các điều kiện thích hợp để chuyển hoá chất thái hữu cơ thành phân compost

4 Tính toán, thiết kế và lắp đặt thiết bị lò ủ compost hiếu khí phù hợp với điều kiện Việt Nam, đánh giá chất lượng sản phẩm

5 Bước đầu thử nghiệm sản phẩm compost trên đối tượng đất và cây trồng Đánh giá chất lượng phân compost tự sản xuất với loại sản xuất trên dây chuyền cóng nghiệp Thãm dò khả năng tiêu thụ sàn phẩm

e Các kết quà đ ạt được

Trong thời gian thực hiện đề tài từ năm 2005 đến năm 2007 sàn phẩm cụ thể ciia dề tài

đã đạt được như sau:

1 Hoàn chỉnh nội dung nghiên cứu của 04 chuyên đề:

Chuyên đê I Điều tra thực trạng tình hình chất thải rắn sinh hoạt.

C huyên đé 2: Nghiên cứu các điều kiện thích hợp để chuyển hoá rác thải hữu cơ thành phân

compost.

Chuyên đê 3: Thiết kế và lắp đặt hệ thống làm phân compost hiếu khí kiếu thùng quay qui mò

nhỏ.

Chuyért đề 4: Khảo sát khả năng ứng dụng phân compost.

Nội dung của 04 chuyên đề trên tập trung ớ 03 luận văn thạc sỹ khoa học đã được báo vệ thành cổng (phụ lục 1):

Đé tài luân vãn l : Khảo sát và lựa chọn công nghệ chuyển hóa chất thái rán hữu cơ thành

phân rác hữu cơ phục vụ phát triển nông nghiệp sạch

Đề tài luán văn 2: Đóng góp vào việc nâng cao hiệu quả quy trình sán xuất phân rác hữu cơ

trên thiết bị compost quay

Đề tài luân vãn 3 : Khảo sát vai trò của phân rác hữu cơ đối với đất trổng.

2 Tham gia tổ chức 01 hội thảo khoa học về Quản lý chất thả i rắn tại Hà Nội tháng 05/2005.

3 Có 03 bài báo được đăng trong các hội nghị, hội thảo trong nước và quốc tế (phụ lục 2):

+ “Problems concerning the composting technology from municipal solid waste o f

Hanoi ”, tại Hà Nội 2005.

+ “Planning o f composting schemes fo r selected communities in Greece and Vietnam ”,

AƯNP Granthoders Meeting tại Manila, Philippines 2005

+ "Investigation o f organic waste characterization in H a n o i", Proceedings of Tenth

International Waste and Landfill Symposium, tại Sardinia, Italy 2005

f Tình hình kinh phí của đề tài:

Tổng kinh phí: 60.000.000 đồng (Sáu mươi triệu đồnq) đã sử dụno đúng theo dự toán

kinh phí

KHOA QUẢN LÝ (Ký và ghi rõ họ tên)

CHỦ TRÌ ĐỂ TÀI (Ký và ghi rõ họ tên)

C ơ QUAN CHỦ TRÌ ĐỂ TÀI

1

a Project title: Investigation and selection of suitable composting technology, tor converting organic solid wastes to compost for the development of cleaner agriculture

Code: QG-05.17

b Project m anager: Prof Dr Nguyen Thi Diem Trang

Prof Dr Trinh Le Hung Prof Dr Le Due Ngoc MSc Nguyen Van Hieu MSc Hoang Thi Hoa MSc Nguyen Van Binh

d Aim and content o f project

The project aims to investigate and select a suitable composting technology for converting organic solid wastes to compost for the development of cleaner agriculture

Content

The investigation about municipal solid waste situation especially about organic waste characterization in Hanoi was caưied out They are choosing locations, sampling process and analyzing the compositions Typical parameters such as moisture, water content and composition of carbon and nitrogen, which are important for composting process, were studied

A compost unit with household scale usin° aerobic roll-up system was constructed It intends to be applied in sub-urban districts, where compost product has a direct market

Quality of the self-produced compost was investigated in practical test This situated mainly on properties of soil and plants

3 03 reports were published (annex 2):

+ “Problems concerning the composting technology from municipal solid waste o f

Hanoi", Proceedings of Solid Waste Management Forum, pp 12 - 18 May 24 2005, Hanoi

Vietnam

+ “Planning o f composting schemes fo r selected communities in Greece and Vietnam ”,

AUNP Granthoders Meeting, 25 -26 August Manila, Philippines

+ Investigation o f organic waste characterization in Hanoi", Proceedings of Tenth

International Waste and Landfill Symposium, pp 915 - 916 October 1-7 2005 Sardinia Italy

BÁO CÁO CHÍNH

I LỜI MỞ ĐẨU

Vấn đề xứ lý chất thải rắn hữu cơ đã được nhiều nhà khoa học trong và ngoài nước dặc biệt quan tâm Ngoài phương pháp xử lý yêm khí, kêt quả của quá trình xứ lý hiêu khí tạo ra sản phẩm phân rác hữu cơ được coi là giải pháp quan trọng cho vấn đẽ xứ lý rác thài sinh hoạt hiện nay Kết quả của quá trình xử lý này ngoài việc tạo ra một loại phân bón hữu ích còn dóng góp quan trọng cho việc giảm thiểu khói lượng chất thải phái chuyến đến hãi chôn láp góp phần giảm thiéu hiệu ứng độc hại sinh ra từ bãi chôn lấp như trong tình trạng hiện nay

Ngoài ra, khi tình hình lạm dụng phân bón hoá học trong lĩnh vực nông nghiệp mang dên những biểu hiện không an toàn khi sử dụng sản phẩm nông nghiệp thì việc tãng cường chát lượng phân rác hữu cơ nhằm thúc đẩy thói quen sử dụng phân rác hữu cơ cho nòng nghiệp sẽ là một đóng góp rất đáng kể nhằm nâng cao chất lượng cuộc sống

ở Việt Nam đã xây dựng nhiều nhà máy chế biến phân rác hữu cơ Tuy nhiên khi chi phí vận chuyển rác đưa đến nhà máy để xử lý còn quá lớn nếu nhìn từ góc độ kinh tẽ thì việc nghiên cứu đê’ tim ra mỏ hình xử lý rác hữu cơ tại chỗ ờ quy mỏ nhò tại những nơi có nhu cáu tiêu thụ trực tiếp, có thể được coi Ịà có V nghĩa quan trọng trong thực tiền

Đã có nhiều tác giả nghiên cứu chuyển hoá chất thải hữu cơ theo nguyên lý phân huỷ yếm khí tạo biogas và theo nguyên lý phân huỷ hiếu khí tạo phân rác hữu cơ nhưng những cồng nghệ này vản còn bộc lộ nhiều điểm hạn chế Vì thế nó chưa trớ thành một phương thức được thực tiễn chấp nhận rộng rãi

Với nội dung nghiên cứu đặt ra trong đề tài này, chúng tỏi mong muốn áp dụng thứ nghiệm những kết quả nghiên cứu cùa nhóm chuyên gia CHLB Đức hiện đang thực hiện chương trình hợp tác với trường Đại học Khoa học Tự nhiên trong các để tài mà túc giả đang tham gia là: Đào tạo Cao học về Quàn lý chất thải và x ừ lý vùng ỏ nhiễm”, “Triến khai các phương thức quản lý chất thải tại một số vùng thuộc cộng đồng châu Âu và châu Á” (ISTEAC)

Ngoài ra, nhóm nghiên cứu đang phát triển xây dựng các dự án như "Chia sẻ các giãi pháp đối với các vấn đề trong quản lý chất thải rắn sinh hoạt ò khu vực châu Á" (ISUSWA)

“Nghiên cứu tính khả thi dưới góc độ kỹ thuật, kinh tế và xã hội đôi với các giải pháp trong hệ thống quản lý chất thải ờ châu Á” (TEPS), “ Mò hình chi phí cho thài rác và ý nahĩa kinh tế của

mô hình (PAYT), Đây có thê là những nội dung rất cần thiết để làm cơ sờ cho những vân đé

mà chúng ta đang quan tâm

Căn cứ các báo cáo hiện trạng Môi trường Việt Nam hàng năm (từ 1994 đến 2002) có thể lây được nhiều thông tin (số liệu và các biểu đổ) về nguồn phát sinh, tốc độ phát sinh và các đặc tính của chất thải rắn Lượng rác thải sinh hoạt tính theo đáu người năm 2002 cỡ 0,8 kg/người/ngày song với quá trình đô thị hoá và không ngừng tăng trướng về kinh tê và đời sống thì con số này chắc còn tãng cao Các báo cáo cũng đề cập đến tác động cùa chất thài rán tới mỏi trường không khí, tới chất lượng đất và nước

Từ những thực tiễn nêu trên cho thấy: với thời kỳ công nghiệp hóa và đô thị hóa phát tnên mạnh mẽ như hiện nay, nghiên cứu luận cứ cho việc lập dự án nglìién cứu kháo sát và lựa chọn cóng nghệ thích hợp đẽ chuyển hóa chát thái rán hữu cơ thành phân hón hữu cơ vi sinh

(compost) phục vụ sự phát triển nông nghiệp sạch là một cách đặt vân đé đúng đàn, phù hợp với xu thế chung, thiết thực và hợp lí.

II NỘI DUNG CHÍNH

Nội dung nghiên cứu của đề tài tập trung vào các điểm chính:

1 Khảo sát khối lượng, thành phần của chất thải sinh hoạt và phân tích các chi tiêu chủ yếu về thành phần hữu cơ, tỷ lệ C:N, độ ẩm tại một số điểm trong Hà Nội

2 Xem xét các yếu tô khách quan ảnh hường đến quá trình làm compost như khí hậu thành phần chất thải, Lựa chọn phương pháp thích hợp kiểm tra chát lượng sán phám compost

3 Nghiên cứu các điều kiện thích hợp để chuyển hoá chất thải hữu cơ thành phân

II.l Thực trạng tình hình chất thải rắn ở Việt Nam

Chất thải rắn đang là vấn đề nổi cộm ở Việt Nam Mỗi năm, khoáng hưn 15 triệu tân chất thải phát sinh trong cà nước và theo dự báo thì tổng lượng chát thái phát sinh trong cả nước vẫn tiếp tục tãng lên nhanh chóng trong thập kỷ tới Các khu đò thị tuy chỉ chiếm 24% dân số của cả nước, nhưng lại phát sinh đến hơn 6 triệu tân chất thài mỗi năm (gần bằng 50$ tổng lượng chất thải của cả nước) Nguyên nhãn chính là do sỏ dàn tập trung cao, nhu cầu tiêu dùng lớn, hoạt động thương mại đa dạng và tốc độ đỏ thị hóa cao Theo ước tính, đến nãm

2010, tổng lượng chất thải sinh hoạt phát sinh sẽ tãng lên 60%

Hiện nay khoảng 80% trong số 2,6 triệu tấn chất thải công nghiệp phát sinh mỗi nãm là

từ các trung tâm công nghiệp lớn ở miền Bắc và miền Nam, trong đó 50% lượng chất thải công nghiệp của Việt Nam phát sinh ờ thành phố Hồ Chí Minh và các tỉnh lân cận 30% còn lại phát sinh ờ vùng đổng bằng sông Hồng và Bắc Trung bộ Thêm vào đó, gần 1500 làng nghề (tập trung chủ yếu ở các vùng nông thôn miền Bắc) thải ra khoảng 774.000 tấn chất thải công nghiệp mỗi năm

Trong các loại chất thải, chất thải nguy hại là mối hiểm họa đặc biệt Nguồn phát sinh chất thải nguy hại lớn nhất là các cơ sờ công nghiệp (với khoáng 130.000 tân/nãm) và các bệnh viện (21.000 tấn/nãm) Theo thông kê, lượng chất thải công nghiệp nguy hại phát sinh từ vùng kinh tế trọng điểm phía Nam chiếm tới 75% tổng lượng chất thài công nghiệp nguy hại cùa cà nước Trong khi đó, lượng chất thải y tế nguy hại phát sinh từ thành phò' Hồ Chí Minh Hà Nội

và Thanh Hóa chiêm 27% tổng lượng chất thải y tế nguv hại của cả nước

Quản lý chất thài, bao gồm các hoạt động thu gom, phân loại, tái sử dụng, tái chế, xứ lý tiêu hủy là các khâu quan trọng có tính quyết định đối với việc tạo lập một hệ thong quản lý chất thải hiệu quả, giảm thiểu các rủi ro đối với mỏi trường và sức khóc COI1 người Mặc dù những nãm gần đây, hoạt động cùa nhiều công ty mỏi trườrm dò thị tại những (lịa phươno đã có

6

những tiến bộ đáng kể phương thức tiêu hủy chất thải được cải tiên, nhưng chái thai vãn là mỏi hiểm họa đối với sức khòe và môi trường.

Từ trước tới nay, phần lớn chất thải sinh hoạt ở nước ta không được tiêu hủy một cách

an toàn Hình thức tiêu hủy chất thải phổ biến vản là đổ ờ bãi rác lộ thiên Trong sỏ 91 điểm tiêu hủy chất thải trong cả nước, chỉ có 17 điểm được đánh giá là hợp vệ sinh Còn lại các bãi rác chôn lấp được vận hành không đúng kỹ thuật và bãi rác lộ thiên gây ra nhiéu vàn để mói trường cho dân cư quanh vùng, như nước rác làm ỏ nhiễm nguổn nước mặt và nước ngám gây

ô nhiễm khòng khí, là ổ phát sinh ruồi, muỗi, chuột, bọ

Tuy đã có nhiều nỏ lực nhưng nước ta còn thiếu các hệ thòng xử lý chát thai cõng nghiệp nguy hại và các cơ chế khuyến khích việc thực hiện những biện pháp tiêu hủy an toàn Hiện tại, tổng mức đầu tư cho việc trang bị các lò đốt rác thải đã có thể tiêu húy khoáng 50% tổng lượng chất thải y tế nguy hại của cả nước Tuy nhiên, hiện nay do thiếu kinh nghiệm vận hành, bảo dưỡng lò đốt nên dẫn đến tình trạng không vận hành lò đúng theo quy trinh kỹ thuật, làm tăng các loại khí độc hại hoặc thực hiện tiêu hủy giống như các chất thài thông thường khác

Như vậy, nếu xét theo năng lực hiện có và mức độ phát triển các đó thị và khu công nghiệp, nhu cầu về quản lý chất thải rắn ờ nước ta là rất lớn Việc hạn chế lượng chất thải phát sinh từ nguồn đã khó, việc quản lý và xử lý chất thải rắn khi đã phát sinh càng khó hơn Do đó vấn đề quàn lý chất thải rắn đô thị là một bài toán nan giải

Theo Bộ trường Bộ Tài nguyên và Môi trường Việt Nam thì việc giữ gìn mói trường ờ Việt Nam mới chỉ dừng lại ở mức nhận thức, chưa hình thành ý thức thường xuyên và hành động trong dân chúng cũng như trong doanh nghiệp

Việt Nam có khoảng 80 khu cóng nghiệp nhưng theo Bộ Tài nguvên và Mỏi trường chi

có 20 khu công nghiệp có nhà máy hay dây chuyền xử lý chất thải

Giải pháp chế biến rác phế thải thành phân rác hữu cơ có ưu điểm là dơn giản, dẻ vặn hành, nhất là trong điều kiện nhiệt đới như Việt Nam Nhược điểm chính là rác đưa chế biến phải có thành phần hữu cơ cao Khu vực chế biến chiếm nhiều diện tích và khó đảm bào vệ sinh mỏi trường Tuy nhiên sau nhiều năm sử dụng phân bón vò cơ, đất canh lác trờ nén nghèo

và bạc màu Xu thế chung của thế giới hiện nay là tãng cường sử dụng các nguồn chất thải hữu

cơ chế biến làm phân để góp phần cải tạo đất canh tác

Hiện nay, ở Việt Nam có một sô' công nghệ xừ lý rác thải sinh hoạt như sau:

II.1.1 N hà máy phàn hữu cơ Cầu Diễn

Nhà máy được xây dựng theo dự án V1E-86-023 do UNDP tài trợ đã đi vào hoạt động cuối nãm 1992 Đây là công nghệ ủ đông tĩnh có thổi khí, quá trinh lẽn men được kiểm soát bảng hệ thống tự động nhiệt độ

+ ưu điểm\

Đơn giản, dễ vận hành

- Máy móc thiết bị dễ chế tạo, thay thế thuận lợi

Năng lượng tiêu hao nhỏ

- Đảm bào hợp vệ sinh trong và ngoài nhà máy

7

- Hoạt động thường xuyên quanh nãm có mái che thu hổi nước rác đế phục vụ cho quá trình ủ lên men, không gây ảnh hưởng đến tầng nước ngầm

- Có điều kiện mờ rộng nhà máy để nâng cao nãng suất

+ Nhược điểm

Nguồn rác lẫn quá nhiểu tạp chất, chưa được cơ giới hóa trong các khâu phân loại Chất lượng phân bón chưa cao vì có chứa nhiều tạp chất

Dây chuyền chế biến và đóng bao còn sơ sài thủ công

Không có quy trình thu hồi các vật liệu tái chế

H.1.2 N hà máy c h ế biến p h ế thải Việt Trì

Cổng nghệ xử lý rác của nhà máy áp dụng cống nghệ ủ lên men đốna tĩnh có thổi khí cưỡng bức, đảm bảo hợp vệ sinh

Quá trình công nghệ như sau: rác thải được thu gom từ thành phố -» nhập về nhà máy -» phun dung dịch EM —> sơ lọc —> đưa vào băng tải tiếp liệu —» phân loại trẽn băng chưvền

-> đưa về sân đảo trộn -» bổ sung vi sinh vật + EM —> đảo trộn bằng máy xúc chuyên dùng

đưa vào bể ủ háo khí -» ủ chín -> đưa vào hệ thống sàng -» nghiền —> phân loại sản phẩm —> ủ

Phân loại trên băng chuyền thủ công

- Quá trình đóng bao thủ công

Chưa có phòng nuôi cấy vi sinh vật

Chưa có công nghệ tái chế

Để góp phần giải quyết các vấn đề nảy sinh từ rác thải sinh hoạt, nội dung cúa dề tài được nghiên cứu nhằm khảo sát và lựa chọn công nghệ chuyển hóa chất thải rắn hữu cơ phục

vụ phát triển nông nghiệp sạch

II.2 Thực nghiệm

II.2.1 Phân tích mẫu chắt thải rắn

Tiến hành lấy mẫu ở 04 quận: Hai Bà Trưng, Hoàn Kiếm, Ba Đình, Đỏng Đa Với cách lấy mẫu 8 điểm trong mỗi quận, tại mỗi điểm lấy mẫu trong 7 ngày liên tục Như vậy tốn° sô

có 224 mẫu được lấy và phân tích

Thành phần khối lượng của các mẫu lấy ở các địa điểm của các quận Hai Bà Trưng, Ba Đình, Hoàn Kiêm và Đống Đa lần lượt thể hiện ớ hình 1, 2, 3, 4 Các thành phán chính dược phan loại là: rác hữu cơ; nhựa, vải, da, cao su; giãy các loai; kim loại; gạch, đá, sành, sứ; đất, cát và cặn vô cơ

s

Thành phần khói lượng các mảu láy ớ

quận Hai Bà Trưng

70 ,

60

40 30 20 10

Hình 1 Biểu đồ so sánh thành phần của các mẫu ớ quận Hai Bà Trưng

Đio điểm lấy mẫu:

Thành phần khỏi lượng các mảu lây ở

□ Oãc cát vù cận

vo c ơ

Hình 2 Biểu đổ so sánh thành phần cùa các mẫu ờ quận Ba Đình

Đìa điểm ỉấx mẫu

1 Trần Huy Liệu

2 Kim M ã - Đội Cân

3 LieII Giai - Đội Cấn

4 ĐườinỊ Bưởi

5 Kim M ã - Đê La Thành

6 Pháo Dài Lán iỊ

7 Đẽ La Thành (S’ Giáng \ õ

*■)

Thành phần khỏi lượng các mảu lấy ỡ

quận Hoàn Kiếm

70 _ 60 t

= C-2 5- 50

Hình 3 Biểu đồ so sánh thành phần của các mảu ở quận Hoàn Kiếm

Dia điểm lấy mầu

Thành phần khôi lượng các mảu lấy ờ

Kết quả cho thấy thành phần hữu cơ trong các mẫu rác lấv trong khu vực nội thành Hà

Nội vẫn là thành phẩn chính trong rác thải sinh hoạt, chiếm khoảng 50 -60 r/( tổng khôi lượng

chất thải sinh hoạt Điều lý thú thể hiện ờ chỗ mật độ dân sỏ cao di kèm với thành phần chát thài hữu cơ cao và tỷ lệ đó đang tăng lên theo mức sống cùa người dãn, gảy áp lực lớn đốn mỏi

10

trường thành phố Hình 5 cho thấy thành phần rác hữu cơ trung bình của 4 quận đã kháo sát là:

56 7 % Tỷ lộ rác hữu cơ cao đồng nghĩa với lượng tiêu thụ về lương thực, thực phũim

Thành phần rác thài hữu cơ

62 34

— 60.00 58.00

p

ầ

0Ỉ

Rác thải hữu cơ là một trong những loại rác thải chiếm thê tích lớn nhát, chúng bị phân hủy dẻ dàng ngay tại các điểm tập kết và thu gom Do vậy sự ảnh hướníỉ tiềm tàng đến sức khỏe con người sẽ là một nguy cơ rất lớn vì trong rác hữu cơ có khả năng mang các mám bệnh,

có mùi khó chịu và gây ảnh hường mỹ quan đô thị Vì thế vấn đề xử lý chất thải sinh hoạt và đặc biệt là chất thải rắn hữu cơ là cần thiết và phải triệt để Vấn đề là lựa chọn phương pháp nào thật hợp lý mà còn đem lại lợi ích kinh tế

Xử lý rác hữu cơ thành phân rác hữu cơ (phương pháp làm compost) phục vụ cho sự phát triển nông nghiệp sạch có thể được coi là một trong những hướng đi thích hợp nhát đối với Việt Nam hiện nay ở Việt Nam nông nghiệp vẫn chiếm gần 80% số dân tham gia, vì thế nhu cầu phân bón là rất cao Hiện nay chúng ta vẫn còn phải nhập khẩu phân bón Hơn thế nữa vẫn xảy ra tình trạng sử dụng phân bón hóa học một cách thiếu ý thức dẫn đến sự thoái hóa đất, lượng phân bón bị sử dụng thừa quá nhiều đã gây ảnh hưởng lớn đến môi trường nước, đến sức khỏe con người và các sinh vật có lợi khác Nếu phân bón hữu cơ compost được áp dụng phổ biến khòng những giải quyết được vấn đề lớn nhất là giảm thiểu ó nhiễm môi trường mà còn đáp ứng được nhu cầu phân bón trong nước, giúp cải tạo đất nông nghiệp và giải quvết được công ãn việc làm cho một lượng lớn iao động

Bên cạnh đó khi đầu tư cho sản xuất phân bón từ nguồn rác thài, Hà Nội còn thu đượccác lợi thế sau:

+ Xử lý nguồn chất thải sinh hoạt có hàm lượng chất hữu cơ cao

+ Tạo thêm sàn phám trong thị trường phân bón hữu cơ

+ Xây dựng thói quen cho các hộ nông dân về sử dụng phán rác hữu cơ trong sàn xuấtnông nghiệp nhằm mục tiêu bảo vệ môi trường sốno

Cần phải nhán mạnh rằng không nên coi hoạt động sản xuất phân compost là hoạt dộng

kinh tế đơn thuần mà phải được xem xét dưới góc độ bảo vệ mòi trường Chính quyén thành phố cần phải có chính sách hỗ trợ tài chính và có những khuyến khích tích cực cho hoạt động

ỉl.2.2 Xác định các thành phấn của rác hữu cơ

Các mẫu lấy ờ quận Hai Bà Trưng, Hoàn Kiếm, Ba Đình Đống Đa được đem đi phân tích để xác định hàm lượng nước, hàm lượng cacbon, nitơ và tỷ số C/N Hình 6 7 8, 9 là các biểu đồ biểu diễn hàm lượng nước trong rác hữu cơ tại các điểm lán lượt tươnu ứng với 4 quận

Hàm lượng nước trong rác hữu cư trong các mẫu ở quận Hai Bà Trưng

Hình 6 Hàm lượng nước trong rác hữu cơ ờ quận Hai Bà Trưng

Hàm lượng nước của rác hữu cơ trong các mẫu ở quận Hoàn Kiếm

H àm lượng nước tron g rác hữu cơ

-i* — Kim Ma - Doi

C a n Lieu Giai - Doi

C a n

D u o n g Buoi -T#— Kim Ma - De La

T h a n h

- • — P h a o Dai Lan g

■ D e La T h a n h

■ G ia ng V o Ngay

Hình 8 Hàm lượng nước trong rác hữu cơ ờ quận Ba Đình

Hàm lượng nước của rác hữu cơ trong các

mẫu ở quận Đống Đa

- Quận Hai Bà Trưng: tỷ số C/N trung bình = 115,8/1

- Quận Hòan Kiếm: tỷ số C/N trung binh = 197,4/1

- Quận Ba Đình: tỷ số C/N trung bình = 120/1

- Quận Đống Đa: tỷ so C/N trung bình = 158,3/1

Từ các kếl quả Irẻn đã cho thấy hàm lưựng nước trong thành phần rác thải hữu cơ ở trong khoảng 80 - 95 %, và tỷ lệ C/N là rất cao Những kết quà này là những thõng sò cơ bán

để xem xél khi đánh giá nguyên liệu đầu vào cho việc làm phân compost Kết quà cũng cho

13

thấy sự cần thiết phải có giai đoạn tiền xử lý cho giải pháp làm phân compost Tuy nhiên dohạn chế về thiết bị phàn tích, giá thành phân tích mẫu lớn nén số lượng mẫu phân tích chưađược nhiều Điểu này có ảnh hường đến tính chính xác về các sỏ' liệu thực nghiệm dã nêu ớ trên Nghiên cứu này cần thiết có sự đầu tư nhiều hơn trước khi đi đến kết luận chính xác vé đặc tính của vật liệu làm phân rác ờ Hà Nội.

11.2.3 Xày dựng thiết bị xử lý rác hữu cơ thành phán compost

a Xây clifng thiết bị

Dựa trẽn nguyên lý thiết bị xử lý rác thải hữu cơ thành phân compost theo dạng thùng quay kín, có sự thông gió nhằm cung cấp oxy cho sự phàn hủy hiếu khí, kiếm soát được hàm

ẩm và các chất dinh dưỡng giúp cho sự phát triển cùa vi sinh vật trong thùng phân húy

Cùng với sự tham khảo một số một số mó hình thiết bị xừ lý rác thài hữu cơ cùa Philipin và CHLB Đức, thiết bị được xây dựng có sự tính toán đến tái trọng làm việc, khối lượng rác tối đa Ngoài ra còn tính toán đến lực tác dụng của thùng phán ứng có chứa rác lèn khung chịu lực và công suất của mô tơ

Thiết bị thùng quay được chế tạo có dạng hình trụ, làm bằng chát liệu p v c có d = 57cm, h = 93, thể tích cùa bình là 237 lít Thùng được đặt nằm ngang trên hệ thống giá đỡ, có động cơ truyền lực Thùng phản ứng có một ống dẫn khí và một ống thu nước rỉ rác nằm dọc theo thân hình trụ Qua hệ thống này khí được phân bô' đều khi đi vào thùng phàn ứng để đạt hiệu quả tốt nhất trong quá trinh compost Hệ thống được lắp một động cơ công suất p = 1.5 Kw/h, mã lực = 2 giúp cho quá trình đảo trộn rác thông qua dây curoa truyền lực nhằm tăng điểu kiện hiếu khí của đông compost và khả nãng phân huỷ của rác Một van rút nước trong quá trinh làm compost nhằm giảm tối đa điều kiện yếm khí xẩy ra

Điều kiện cấp khí: 2,88 m3 khí/ 1 ngày

14

Với 28,5kg rác rau (Với tý lệ C:N là 17, độ ẩm 85%) và 1,65 kg phụ gia (với tỷ lệ C:N

là 70, độ ẩm 8%) trong điều kiện rút nước chưa triệt để Với phẩn mểm đã lập sán ta có tỷ lệ C:N và độ ẩm ban đầu lẩn lượt là 30.9 và 80,8% Thể tích nước rác thu trong quá trình phán hủy khoảng 13,5 lít Khối lượng compost thành phấm sau khi ù 148 ngày là 7,2kg

Kết quả phân tích tỷ lệ C:N, p, K cùa mẫu như sau:

15

Bảng 1 Kết quả phân tích mảu compost (N, p, K, C)

Su Nguyên tố Mẫu rác sau 21 ngày

thí nghiệm (%)

Mẫu compost sau khi ú

148 ngày (%) Mẫu compost chuẩn

Với 32,5 kg rác rau (với tỷ lệ C:N là 17, độ ẩm 85%) và 2,0 kg phụ gia (với tỷ lệ C:N là 70,

độ ẩm 8%) Với phần mềm đã lập sẵn ta có tỷ lệ C:N và độ ẩm ban đầu là 31.5, và 80,5% Thể tích nước rác khoảng 14,8 lít Khối lượng compost thành phẩm sau khi ù 139 ngày là 9.6 kg

Kết quả phân tích tỷ iệ C:N, p, K của mẫu như sau:

Bảng 3 Kết quả phân tích mẫu compost (N, p, K, Q

Stt Nguyên tố Mẫu rác sau 21 ngàv

Bảng 4 Kết quả phàn tích thành phần kim loại mẵu compost thành phẩm (đơn vị: ppin)

Kết quả phân tích mẫu compost như sau:

Bảng 5 Kết quả phân tích mầu compost (N, p, K)

Stt Nguyên tỏ' Mẫu rác sau 21 ngày

Bảng 6 Kết quả phãn tích thành phần kim loại mảu compost thành phẩm (đơn vi: ppm)

Kết quả phân tích mẫu compost như sau:

Bảng 7 Kết quả phân tích mẫu compost (N p, K)

Su Nguyên tố Mẫu rác sau 21 ngày

Bàng 8 Kết quả phân tích thành phần kim loại mẫu compost thành phấm (đơn vi: ppm)

sẽ thúc đẩy quá trình trao đổi chất của vi sinh vật, điều này cũng làm cho nhiệt độ tăng

Với việc kiểm soát nhiệt độ tốt (bảo ón, rút nước, thoáng khí) góp phẩn rất lớn đến quá trình phân huỷ của mẫu compost So sánh thí nghiệm 1, 2 với thí nghiệm 3, 4 cho thấy mặc dù khối lượng ban đầu của mẫu 1, 2 ít hơn mẫu 3, 4 nhưng thời gian phân huv lại lâu hơn Điểu đó chứng

tỏ rằng, tạo điều kiện hiêu khí cũng như việc duy trì nhiệt độ cao trong những ngày đầu của quá trình phân huỷ là rất quan trọng, góp phần rất lớn đến chất lượna phân compost cũng như thời gian phân huý cùa mẫu compost

d So sánh chất lượng mùn rác compost thành phẩm

* So sánh với phân Cầu Diễn

* So sánh mùn rác thành phẩm với compost thành phẩm chuẩn

- So sánh vê hàm lượng kim loại nặng

60%

40%

Hình 11 Đồ thị so sánh thành phần kim loại nặng của mùn rác và compost chuẩn

Từ đồ thị trên ta thấy rằng hàm lượng kim loại nặng trong mùn rác compost thành phẩm là thấp hơn compost tiêu chuẩn rất nhiều, chứng tỏ mùn rác compost thành phẩm là sạch

- So sánh vê thành phần nguyên tô'

19

lỉ.2.4 Khảo sát vai trò của sản phẩm compost

Khảo sát vai trò của sản phẩm compost được tiến hành trên 2 hướng triển khai Đó là: thử nghiệm thực tiễn việc SỪ dụng phân hữu cơ Cầu Diễn và phân rác tự sàn xuất đế xem xét các chỉ tiêu của đất và theo dõi sự phát triển của cây rau dền đỏ

Khảo sát ảnh hường trực tiếp của hai loại phân này đến sự phát triển cùa cây rau dền đỏ thông qua chiều cao và năng suất tính theo khối lượng của câv

Các chỉ tiêu của đất được khảo sát là: chất hữu cơ, nitơ, phốt pho và kali

a Thí nghiệm

Sử dụng phân hữu cơ vi sinh Cầu Diễn của Xí nghiệp xử lý rác thài sản xuất phân hữu

cơ vi sinh Cầu Diễn, ký hiệu là phân CD; và mùn rác được sản xuất bằng thiết bị thùng quay,

ký hiệu là phân MR Trộn phân vào đất với lượng 2 kg/m2 và 4 kg/m2

Khu đất thí nghiệm được chia thành 5 lô với diện tích lm X lm Mỗi lò đó lại được chia thành 2 lõ nhỏ với diện tích 0,5m X lm và được trộn phân như nhau 1 lô dùng để trồng cây nhầm xác định ảnh hường cùa phân hữu cơ đối với nãng suất câv trổng, 1 ló dùng đẽ xác định thành phần và hàm lượng của chất hữu cơ, nitơ, photpho, kali trong đất với hàm lượng và loại phân khác nhau 10 lò đất thí nghiệm bô' trí như sau:

Đối chứng không bón phân: 2 lô (mẫu ĐC)

- 2 kg phân M R/m2: 2 lô (mẫu MR2)

4 kg phân M R/m2: 2 lô (mẫu MR4)

2 kg phân CD/m2: 2 ló (mẫu CD2)

4 kg phân C D /nr: 2 lõ (mẫu CD4)

2 0

b Kết quả

Từ kết qùa nghiên cứu, chúng tôi bước đầu có những kết luận như sau:

- Phản MR chế tạo bằng thiết bị thùng quay có thành phần hóa học tương tự phàn hữu

cơ vi sinh Cầu Diễn sản xuất trên dây chuyển công nghiệp Thậm chí một số chi tiêu cùa phán

MR còn trội hơn như: axit humic, tổng lượng mùn

- CD và MR đều có ảnh hường đáng kể tới hàm lượng và chất lượng chất hữu cơ tổng sỏ' và chất hữu cơ hòa tan trong đất, có tác động cải thiện chế độ mùn trong đất Song phàn MR

có thành phần chất hữu cơ tốt hơn phân CD do nguồn nguyên liệu khi sán xuất trên thiết bị compost quay được chọn lọc kỹ càng hơn so với sản xuất ờ quy mó cóng nghiệp

- CD và MR làm tăng hàm lượng nitơ tổng cũng như nitơ thủy phân trong đất Nhưng với cả hai loại phân lượng photpho cung cấp cho đất là không đáng kể mặc dù lượng photpho

dễ tiêu thì được cải thiện đáng kể Kết quả này có lẽ là do chất hữu cơ được bố sung đã giúp cho photpho không bị rửa trôi khỏi đất Ảnh hưởng của CD và MR tới hàm lượng kali trong đất không lớn

- Phân hữu cơ có tác dụng làm tăng chiều cao và khối lượng của cây rau dén đỏ Do phần CD được trộn thêm N, p, K nên chiều cao và khối lượng của cây tăng lên trội hơn nhiều

so với phân MR

II.3 Kết luận

Từ kinh nghiệm của các nước phát triển, việc xử lý rác và phế thải bàng bất cứ phương pháp nào cũng đều nhầm bảo vệ môi trường và một phần mang lại lợi nhuận Tuy nhiên nếu sử dụng các giải pháp thích hợp có thể mang lại nhiều hiệu quả kinh tế Tiện ích trực tiếp cùa hoạt động này là tận dụng các phế thải có thể tái chế hoặc tái sử dụng; tạo thêm còng ãn việc làm cho dân cư trong khu vực; giải quyết vấn đề rác thải gây ỏ nhiễm mỏi trường; làm sạch đẹp cảnh quan môi trường đò thị

Từ việc thực hiện nội dung “Nghiên cítii, kháo sát và lựa chọn CÔHÌỊ n (Ạ ệ illicit hợp đê

chuyển hóa chất thải rắn hữu c ơ thành phán bón hữii c ơ vi sinh ph ụ c VII sự phứt triển nóng

nghiệp sạch” chúng tôi đã thu được các kết quả sau:

Đã khảo sát được 224 mẫu rác thải rắn từ 4 quận nội thành của thành phò Hà Nội Thực hiện phân loại các mầu, đánh giá thành phần chính là rác thải hữu cơ Từ đó xác định được hàm lượng nước và tỳ số C/N trong rác hữu cơ nhằm tính toán nguyên liệu phù hợp để làm phân compost

- Đã lắp đặt thành công một thiết bị xừ lý rác thải hữu cơ thành compost loại nhỏ và đã tiến hành thí nghiệm để đánh giá khả năng hoạt động của thiết bị

Đã khảo sát ảnh hường trực tiếp của phân rác sản xuất trên thiết bị trẽn đối với đất trồng và chiều cao, năng suất tính theo khối lượng cùa cây rau dền đỏ

Tuy nhiên, các kết quả này còn cần tiếp tục được khẳng định ở các nghiên cứu tiếp theo Đặc biệt có thể chỉnh lý các bộ phận để hạn chế một số nhược điểm còn tón tại trong thiết bị như vị trí nạp liệu, ống dản khí, hệ thống thu nước rác

21

11.4 Tài liệu tham khảo

1 Nguyễn Thị Diễm Trang, Hoàng Văn Hà, Vũ Mai Hương (2003) “Nghiên cíùi xử lý rúc

hữu cơ của thành phô' Hà Nội bằng phương pháp lồng quay (phán huy hiếu khi) đ ể tạo compost

2 Hoàng Đức Liên, Tống Ngọc Tuấn (2006) uK ỹ thuật và thiết bị xử /v chất thãi bào vệ

môi trường" , NXB Nông Nghiệp.

3 Nguyễn Xuân Cự, Bùi Thị Ngọc Dung, Lê Đức (2001), “PhươHii pháp phản tích Đát,

nước, phân bón, cây trồ rí\ NXB Giáo Dục.

4 B Bilitewski, Haerdtler G., Marek K., (1994) Waste Mangement, Springer - Verlag

Berlin Heidelberg

5 Peter B Woodbury “Potential effects o f heavy metals in municipal solid waste

composts on plants and the environment", Cornell University.

6 Nicholas p Cheremisinoff (2002), “Handbook o f Solid Waste Management and Waste

Minimization Technologies" Published Elsevier.

22