Thiết kế nhà máy sản xuất phân vi sinh từ rác thải sinh hoạt, năng suất 7 tấn rác/ giờ

Do đó lượng rác thải thải ra mỗingày ở đây là rất lớn, với thành phần chủ yếu là các hợp chất hữu cơ dễ phân hủy, khảnăng gây ô nhiễm môi trường cao.. Là một sinh viên khoa công nghệ s

Cụ thể ở Đà Nẵng, một thành phố lớn của khu vực miền trung với dân số trên mộttriệu dân, lượng dân cư tập trung không đồng đều, chủ yếu ở khu trung tâm thành phố

và một số khu vực có nhiều trường đại học, khu công nghiệp đặc biệt như khu vựcHoà Khánh - Liên Chiểu Bên cạnh đó Thành phố đang trên đà phát triển kinh tế, đôthị hóa và công nghiệp hóa đang diễn ra mạnh mẽ Do đó lượng rác thải thải ra mỗingày ở đây là rất lớn, với thành phần chủ yếu là các hợp chất hữu cơ dễ phân hủy, khảnăng gây ô nhiễm môi trường cao Vấn đề này ngày càng nóng bỏng, nhức nhối cầnđược quan tâm giải quyết

Là một sinh viên khoa công nghệ sinh học đã được trang bị một số kiến thức cơbản về lĩnh vực môi trường, em cho rằng để giải quyết vấn đề cấp bách đó việc xâydựng một nhà máy sản xuất Phân Vi Sinh từ rác thải sinh hoạt với dây chuyền côngnghệ hiện đại, phù hợp, cho sản phẩm đạt chất lượng cao, đủ sức cạnh tranh với cácloại phân bón cùng loại đang lưu hành trên thị trường là hết sức cần thiết cả về khía

cạnh môi trường lẫn kinh tế và xã hội Đó cũng chính là lý do em chọn đề tài “Thiết kế

nhà máy sản xuất phân vi sinh từ rác thải sinh hoạt, năng suất 7 tấn rác/giờ ”.

CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ VÀ KỸ THUẬT

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

Hiện nay, dân số ngày càng tăng lên cùng với quá trình đô thị hóa diễn ra mạnh

mẽ, dân cư lại tập trung đến các thành phố lớn ngày một nhiều, nhu cầu sinh hoạt cũngtăng lên, theo đó lượng chất thải do con người thải ra rất nhiều, nhất là ở các đô thị.Theo số liệu thống kê mới đây của cơ quan môi trường cho thấy: Thành phố Hà Nộithải ra mỗi ngày khoảng 1.368 tấn rác sinh hoạt, thành phố Hồ Chí Minh thải rakhoảng 3.752 tấn, thành phố Đà Nẵng khoảng 1.123 tấn Dự kiến đến năm 2020 tổnglượng rác thải sinh hoạt của ba thành phố này sẽ vào khoảng 3.318.823 tấn/năm [23] Mặc dầu lượng rác thải ra rất lớn như vậy nhưng hầu hết chúng đều chưa được xử

lý hợp vệ sinh, phần lớn là chôn lấp lộ thiên Theo thống kê cả nước có 149 bãi rácchôn lấp không hợp vệ sinh (chủ yếu là lộ thiên) và phần lớn các bãi rác này đangtrong tình trạng quá tải Các bãi rác này đang gây ô nhiễm đất, ô nhiễm nguồn nước, ônhiễm không khí nghiêm trọng và chứa nhiều tác nhân gây bệnh ảnh hưởng xấu đếnsức khỏe con người Trong khi đó các phương pháp xử lý rác thải sinh hoạt của cácnước tiên tiến như phương pháp đốt, phương pháp chôn lấp tích cực, ủ sinh học trongcác bioreactor…nếu áp dụng chưa chắc đã cho hiệu quả cao, do sự khác biệt về điềukiện khí hậu gây ra sự khác biệt lớn về các thông số kỹ thuật Mặt khác các phươngpháp này có chi phí 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 bãi rácKhánh Sơn để chôn lấp Với phương pháp xử lý như vậy vừa tốn kém, xử lý khôngtriệt để, vấn đề ô nhiễm môi trường vẫn còn tồn tại

Do đó việc thiết kế xây dựng một nhà máy sản xuất phân vi sinh từ rác thải sinhhoạt với các thông số kỹ thuật phù hợp điều kiện khí hậu Việt Nam và chi phí vậnhành thấp tại Đà Nẵng là hết sức cần thiết Nó không những góp phần giảm thiểu ônhiễm môi trường mà còn quay vòng tái sử dụng những chất thải có thể tái chế, manglại hiệu quả kinh tế cao

1.2 Vị trí nhà máy

Để một nhà máy đi vào hoạt động lâu dài và có hiệu quả cao thì vị trí đặt nhà máythích hợp đóng vai trò hết sức quan trọng Địa điểm xây dựng nhà máy phải gần vùng

trong khu vực để sử dụng chung các công trình cung cấp điện, nước, khu xử lý nướcthải, các công trình phúc lợi tập thể và phục vụ công cộng, vấn đề tiêu thụ sản phẩm vàphế phẩm nhanh nhưng đảm bảo được yếu tố môi trường, ít ảnh hưởng đến nhữngkhu vực lân cận.

Như vậy, để đáp ứng được những yêu cầu trên thì vị trí nhà máy sản xuất phân visinh cần xây dựng ở khu vực gần bãi rác Khánh Sơn là phù hợp nhất, nơi đây đã đượcthành phố qui hoạch để chứa rác thải thành phố nên việc đặt nhà máy xử lý rác ở đây íttác động đến khu vực lân cận, đảm bảo được các yếu tố xã hội

1.3 Đặc điểm tự nhiên [18], [19]

Thành phố Đà Nẵng nằm ở 15055’ đến 16014’ vĩ độ Bắc, 107018’ đến 108020 độKinh Đông Nằm trong khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa điển hình, nhiệt độ cao và ítbiến động Mỗi năm có hai mùa rõ rệt, mùa mưa kéo dài từ tháng 8 đến tháng 12 vàmùa khô kéo dài từ tháng 1 đến tháng 7, thỉnh thoảng có những đợt gió mùa Đông Bắcvào mùa đông nhưng không gây rét đậm và kéo dài

Nhiệt độ trung bình hàng năm khoảng 25,90C, cao nhất vào các tháng 6, 7, 8:Trung bình từ 280-300C, thấp nhất vào các tháng 12, 1, 2: Trung bình từ 180-230C

Độ ẩm không khí trung bình là 83,4%, cao nhất vào các tháng 10, 11: Trung bình

từ 85,67 - 87,67%; thấp nhất vào các tháng 6, 7: Trung bình từ 76,67 - 77,33%

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, 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 - 277 giờ/tháng, ít nhất vào là vào tháng 11,12: Trung bình từ 69 -

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 vềđường bộ, đường hàng không, đường sắt, đường biển và đang ngày càng được nângcao, mở rộng Điều đó tạo điều kiện cho việc tiêu thụ sản phẩm của nhà máy đượcrộng rãi

Nhà máy đặt ở khu vực Khánh Sơn gần với bãi rác của thành phố có hệ thống giaothông hoàn chỉnh, có thể liên kết với các nhà máy khác ở khu công nghiệp Hoà Khánh.

Do đó việc thu nhập nguyên liệu, vận chuyển phế liệu tái chế, các sản phẩm của nhàmáy tới nơi tiêu thụ rất thuận lợi và nhanh chóng, tiết kiệm nguồn chi phí lớn

1.5 Nguồn nguyên liệu

Ở đây ta chọn nguyên liệu cho nhà máy sử dụng là nguồn rác thải sinh hoạt củathành phố do Công ty Môi Trường Đô Thị Thành Phố Đà Nẵng cung cấp

1.6 Nguồn cung cấp điện

Nhà máy sử dụng nguồn điện do điện lực Đà Nẵng cung cấp từ mạng điện lướiquốc gia, thông qua hệ thống cung cấp điện cho khu vực Khánh Sơn Nhà máy 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 đượccung 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, chủ yếu lànước dùng cho sinh hoạt và vệ sinh thiết bị nhà xưởng Do đó ta có thể lấy nước trựctiếp từ hệ thống cung cấp nước cho khu vực Khánh Sơn do nhà máy nước Đà Nẵngcung cấp

Lượng nước thải ra của nhà máy không lớn nhưng có chứa nhiều VSV gây bệnhcần 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 hệthống cung cấp của thành phố

động ở khu công nghiệp Hòa Khánh, cung cấp sản phẩm phân vi sinh trực tiếp cho sảnxuất nông nghiệp ở các khu vực lân cận như Quảng Nam, Quảng Ngãi hay tại chínhthành phố Đà Nẵng.

1.11 Hợp tác hóa

Vị trí đặt nhà máy xử lý rác gần khu công nghiệp Hoà Khánh nên việc hợp tác hóavới các nhà máy trong khu công nghiệp là rất quan trọng và cần thiết, nhờ đó có thểliên kết tiêu thụ sản phẩm và các phế liệu có thể tái chế với các nhà máy khác trongkhu công nghiệp như nhà máy luyện kim, nhà máy nhựa tăng thêm nguồn lợi chonhà máy

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 [5]

Trong vài thập kỷ vừa qua, do sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuậtdẫn đến sự phát triển mạnh mẽ về kinh tế, cùng với sự bùng nổ dân số, nhu cầu sinhhoạt ngày càng cao, vì vậy lượng các chất thải do con người thải ra càng nhiều và đadạng về thành phần

Đối với các thành phố và đô thị, ngoài những vấn đề về nhà ở, ô nhiễm do nướcthải,…, chất thải rắn mà đặc biệt là rác thải sinh hoạt là vấn đề đáng quan tâm khôngchỉ đối với các nhà lãnh đạo, quản lý, quy hoạch, mà còn gây ảnh hưởng lớn đến sứckhỏe cộng đồng, đến mỹ quan thành phố Thực tế, chất thải gây ô nhiễm môi trường đãkhông được quản lý chặt chẽ, đặc biệt là ở các quốc gia đang phát triển Nếu tính bìnhquân mỗi người một ngày đưa vào môi trường 0,5kg chất thải thì mỗi ngày trên thếgiới hơn 6 tỷ người sẽ thải vào môi trường hơn 3 triệu tấn rác và mỗi năm sẽ thải trên

1 tỷ tấn rác thải

* Bảng 2.1 Thu gom chất thải rắn đô thị ở một số quốc gia năm 2007 [15]

(triệu tấn)Cộng đồng các quốc gia độc lập (trừ các nước ở biển Ban tích) 65

Các nước thuộc Tổ chức Hợp tác và Phát triển Kinh tế OECD

620

Nếu các số liệu trên đổi thành đơn vị tấn chất thải rắn được thu gom mỗi năm trênđầu người, thì tại các khu đô thị ở Hoa Kỳ có đến hơn 700 kg chất thải và gần 150 kgở Ấn Độ Tỷ lệ phát sinh chất thải đô thị cao, đứng đầu là Hoa Kỳ, tiếp sau là Tây Âu

và Úc (600-700 kg/người), sau đó đến Nhật Bản, Hàn Quốc và Đông Âu

(300-400kg/người) Một số thành phố lớn trong khu vực châu Á: Băng cốc 1,6

kg/ngư-ời, Singapo 2kg/ngưkg/ngư-ời, Hồng Kông 2,2 kg/người

Hiện nay, chất thải được tái chế bằng nhiều cách vừa biến thành năng lượng lẫn thuhồi nguyên liệu

Với một lượng rác khổng lồ như vậy, việc xử lý chất thải sinh hoạt đã trở thànhmột ngành công nghiệp thu hút nhiều công ty lớn Tuy nhiên các bãi rác tập trung vẫntồn tại và ngày càng có xu hướng gia tăng Điều này do nhiều nguyên nhân, từ thiếuvốn đầu tư, thiếu thiết bị đến thiếu kiến thức về chuyên môn, không nhận thức đầy đủ

về tầm quan trọng trong việc quản lý rác Rác có thể gây ô nhiễm nghiêm trọng đếnmôi trường đất, nước, không khí

2.1.2 Tình hình ô nhiễm rác thải ở Việt Nam [5]

Việt Nam với trên 85 triệu người đã thải ra mỗi năm hơn 15 triệu tấn rác Trong đórác sinh hoạt đô thị và nông thôn chiếm khoảng 12,8 triệu tấn; rác thải công nghiệpkhoảng 2,7 triệu tấn; lượng rác thải y tế khoảng 2,1 vạn tấn, lượng rác thải độc hạitrong công nghiệp là 13 vạn tấn và rác thải trong nông nghiệp (kể cả hóa chất khoảng4,5 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 lượng rác thải ngày càng gia tăngcùng với các giải pháp xử lý chưa khả thi nên ô nhiễm rác thải sinh hoạt đang diễn rahằng ngày, hằng giờ Theo thống kê hiện nay trên cả nước có 91 bãi rác lớn, chỉ có 17bãi hợp vệ sinh, chiếm chưa tới 19% Trong khi đó có 49 bãi rác (chiếm gần 54%)đang gây ô nhiễm nghiêm trọng Các bãi rác 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, cácchất ô nhiễm không khí, tạo ra nhiều mùi hôi thối hoặc các loại côn trùng, ruồi muỗi,chuột, bọ, gây ảnh hưởng rất lớn đến người dân đặc biệt là những người dân sống cạnhbãi rác Nguyên nhân gây tình trạng ô nhiễm rác thải sinh hoạt hiện nay xuất phát từthực trạng quản lý môi trường và ý thức của người dân Để giải quyết vấn đề này mộtcách triệt 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 vòng rácthải đô thị

2.1.3 Nguồn gốc, đặc điểm, thành phần, tính chất của rác thải sinh hoạt

2.1.3.1 Nguồn gốc [5]

Rác thải sinh hoạt được tạo ra trong hoạt động sống của con người, chủ yếu từ các

hộ gia đình, các khu dân cư, các cơ quan, trường học, các trung tâm, dịch vụ, thươngmại Rác thải bao gồm các thành phần như: Kim loại, sành sứ, thuỷ tinh, đất đá, nhựa,

ni lông, các thực phẩm dư thừa, quá hạn sử dụng, xương động vật, tre, gỗ, giấy, rơm

rạ, xác động vật, vỏ rau quả, có thể phân ra các nguồn phát sinh chất thải sau:

+ Chất thải thực phẩm bao gồm các thức ăn thừa, rau quả, Các loại này có bảnchất dể phân huỷ sinh học, quá trình phân huỷ tạo ra mùi khó chịu, đặc biệt trong điềukiện thời tiết nóng ẩm

+ Chất thải trực tiếp của động vật: Phân, da, lông

+ Chất thải lỏng chủ yếu là bùn ga, cống rãnh, là chất thải từ khu sinh họat của dâncư

+ Tro và các chất dư thừa thải bỏ khác như: Các loại vật liệu sau khi đốt cháy, cácsản phẩm sau khi đun nấu bằng than, củi và các chất dể cháy khác trong gia đình, các

cơ quan, nhà máy, xí nghiệp, các loại xỉ than

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

2.1.3.2 Đặc điểm

Chất thải sinh hoạt thường có đặc điểm là không đồng nhất, chúng bao gồm cả nhữngchất hữu cơ dễ phân hủy, các chất hữu cơ khó phân hủy và cả các chất vô cơ Đặc điểm nàygây khó khăn rất lớn cho các quá trình xử lý sau này [7 trang 76]

Nhìn chung rác thải sinh hoạt của nước ta có những đặc điểm cơ bản sau: [5]

- Rác thải sinh hoạt chiếm tỷ lệ rất lớn khoảng 80% tổng các loại rác thải (12,8triệu tấn), trong đó các loại chất thải từ nguồn thực vật chiếm số lượng nhiều hơn cả

- Chất thải hữu cơ từ rác thải sinh hoạt có nguồn gốc chủ yếu từ thực vật nên chúng

có hàm lượng nước rất cao, kết hợp với các chất dinh dưỡng và vi sinh vật có sẵn trongchất thải gây nên hiện tượng thối rữa nhanh làm ô nhiễm đất, nước và không khínghiêm trọng

- Rác thải sinh hoạt ở Việt Nam chưa được phân loại tại nguồn Do đó, rất khó

2.1.3.3 Thành phần và một số tính chất của rác thải sinh hoạt

Do không được phân loại tại nguồn nên thành phần các loại chất thải trong rác thảisinh hoạt rất đa dạng và phức tạp Trong đó tỷ lệ rác thải hữu cơ dễ phân hủy chiếm tỷ

lệ lớn từ 55-75% Thành phần cụ thể được thống kê trong bảng sau:

* Bảng 2.2 Thành phần rác thải sinh hoạt của thành phố Đà Nẵng [5]

trọng lượng tươi (%)

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

2.1.4 Các phương pháp xử lý rác thải sinh hoạt thường gặp

2.1.4.1 Phương pháp đổ rác thành đống ngoài trời

Đây là phương pháp được sử dụng nhiều nhất, rác được thu gom vận chuyển đếnđịa điểm xác định để xử lý Tại đó người ta đổ rác thành từng đống có kích thước khácnhau Lớp rác này đổ chồng lên lớp rác khác tạo nên sự hỗn độn không theo một quiluật nào [5 trang 97]

* Ưu điểm

Phương pháp này đơn giản, ít tốn kém nhất

2.1.4.2 Phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh (Landfill) [5]

Đây là phương pháp chôn lấp rác vào các hố đào có tính toán về dung lượng, có gia

cố cẩn thận để kiểm soát khí thải và kiểm soát lượng nước rò rỉ Nền tảng của phươngpháp này là tạo môi trường yếm khí để vi sinh vật tham gia phân huỷ các thành phầnhữu cơ có trong rác thải, có kiểm soát hiện tượng ô nhiễm nước, đất và không khí.Các bước tiến hành xử lý:

- Phân loại chất thải xử lý theo phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh

- Lựa chọn địa điểm chôn lấp

- Lựa chọn qui mô bãi chôn lấp

- Phân loại bãi chôn lấp

- Thiết kế bãi chôn lấp

- Quản lý và xử lý nước rò rỉ tại bãi chôn lấp

- 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 chấtđộc hại có sẵn trong rác và các chất độc phát sinh trong quá trình ủ tạo ra mối nguyhiểm rất lớn cho môi trường đất

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

- Với phương pháp landfill, chi phí cho lớp lót, hệ thống thu và xử lý khí, nước rácrất lớn

2.1.4.3 Phương pháp đốt [24]

Rác thải sau khi thu gom, vận chuyển về được đốt trong các lò đốt, có thể thu nhiệt

để chạy máy phát điện, còn phần tro có thể đem chôn lấp

* 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 khí thảichứa dioxin, 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 thíchhợp cho xử lý rác thải sinh hoạt có hàm lượng rác hữu cơ cao như ở Việt Nam

2.1.4.4 Phương pháp ủ sinh học (Composting method)

* Bản chất phương pháp

Phương pháp ủ chất thải hữu cơ là quá trình phân giải một loạt các chất hữu cơ cótrong chất thải sinh hoạt, bùn cặn, phân gia súc,… dưới tác dụng của tập đoàn vi sinhvật bản địa và vi sinh vật bổ sung vào Quá trình ủ được thực hiện trong cả điều kiệnhiếu khí và kị khí [ 5, tr 106]

* Mục đích phương pháp [5, tr 106-107]

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

+ Ổn định chất thải: Các quá trình sinh học xảy ra khi ủ chất thải hữu cơ sẽ chuyểnhoá các chất thải hữu cơ dễ phân huỷ thành các chất ổn định

+ Tiêu diệt các vi sinh vật gây bệnh: Do trong quá trình ủ, nhiệt độ tăng cao (có thểlên tới 80oC, trung bình khoảng 55-60 oC) nên các vi sinh vật gây bệnh sẽ bị tiêu diệt sau4-5 ngày ủ

+ Làm cho chất hữu cơ có giá trị phân bón cao: Phần lớn các chất dinh dưỡng như

N, P, K có trong thành phần các chất hữu cơ, khi bón cho cây thì cây không thể hấp thụđược, sau khi ủ thì các chất này sẽ chuyển sang vô cơ như NO3-, PO43- dễ dàng cho câyhấp thụ

+ Làm tơi xốp đất: Sau khi ủ chất hữu cơ trở thành dạng mùn, tơi xốp giúp cây dễhấp thụ

* Các vi sinh vật trong quá trình ủ

Theo [16] các vi sinh vật chính trong quá trình ủ bao gồm:

- Vi khuẩn

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

Vi khuẩn là các vi sinh vật đơn bào, chúng có dạng hình que, hình cầu và hình xoắn,

có một số loài vi khuẩn di động Ở thời gian đầu của quá trình ủ (25-40oC) các loài vikhuẩn không ưa nhiệt chiếm ưu thế và vài loài được tìm thấy ở vùng bề mặt các tầng đấtmặt

Khi nhiệt độ khối ủ tăng lên trên 40oC vi khuẩn ưa nhiệt tiếp tục phát triển Giống

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

ưu thế khi ở nhiệt độ 50-55oC nhưng lại bị suy giảm khi nhiệt độ trên 60oC Khi điềukiện nhiệt độ khắc nghiệt, vi khuẩn hình thành bào tử, với thành bào tử dày thì chúng cóthể chống chịu được với điều kiện tự nhiên khắc nghiệt như nhiệt độ quá cao, quá thấp,thiếu thức ăn, khô hạn Chúng có mặt khắp nơi trong tự nhiên và sẽ sinh trưởng, pháttriển khi môi trường tự nhiên thuận lợi

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

từ 10-15cm ở bên ngoài của đống ủ Trong quá trình ủ tạo mùn chúng đóng vai trò quantrọng trong việc phân huỷ các hợp chất hữu cơ phức tạp như lignin, cellulose, chitin,protein để tạo mùn Hệ enzyme của chúng có thể phân huỷ hoá học các hợp chất bềnnhư than gỗ, vỏ cây, giấy báo Một vài loài xuất hiện ở nhiệt độ cao và một vài loài xuấthiện ở pha nhiệt độ thấp

Vài loài xạ khuẩn thường gặp trong quá trình ủ: Actinobifida, Actinomyces, Streptomyces, Nocardia, Pseudonocardia…

- Nấm

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

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

Tóm lại, tùy thuộc vào những khoảng nhiệt độ khác nhau trong quá trình ủ compost

sự xuất hiện của các loài VSV cũng thay đổi phù hợp với bản chất của quá trình traođổi chất ở VSV và được biểu diễn ở hình 1.5 [14]

Hình 2.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự xuất hiện của VSV trong đống ủ

* Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ủ [20]

Trong quá trình ủ có rất nhiều các yếu tố ảnh hưởng đến làm thay đổi đến thời gian

ủ, quá trình xảy ra trong khối ủ, chất lượng sản phẩm tạo thành, cụ thể như sau:

Sự phát triển hỗn tạp của vi khuẩn, nấm, xạ khuẩn,động vật nguyên sinh và giun tròn

Dưới giới hạn phát triển của vi khuẩn ưa nhiệt trung bình

bị giới hạn thì quần thể vi sinh vật bị suy giảm và mất một thời gian khá lâu để phânhuỷ 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 hợp nhất

là 30:1

- Kích thước nguyên liệu

Nếu vật liệu ủ có kích thước lớn sẽ kéo dài thời gian ủ và không giữ ẩm tốt, cònnếu kích thước vật liệu quá nhỏ thì sẽ bít các lỗ khí làm giảm nồng độ O2, tạo quá trìnhphân giải kị khí Qua nghiên cứu thì kích thước nguyên liệu thích hợp nhất là từ 1,2-5cm

- Độ ẩm

Độ ẩm ảnh hưởng đến hoạt động sống của vi sinh vật và nồng độ O2 trong khối ủ.Nếu độ ẩm cao sẽ làm giảm nồng độ O2 trong hỗn hợp, quá trình phân giải kị khí xảy

ra và tạo mùi khó chịu, kéo dài thời gian phân huỷ

Nếu độ ẩm thấp hạn chế sự phát triển của vi sinh vật, các chất dinh dưỡng hoà tanthấp và vi sinh vật sẽ tạo bào tử Còn độ ẩm quá cao sẽ rửa trôi chất dinh dưỡng, giảmnhiệt độ khối ủ tạo điều kiện để vi sinh vật gây bệnh phát triển

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

55 Nhiệt độ

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

2-3 ngày Nếu nhiệt độ tăng quá 60oC thì làm giảm sự phân huỷ tạo mùi hôi còn nếu thấpthì quá trình phân huỷ chậm Nhiệt độ thường trong khoảng 55-60oC, với việc kiểm tranhiệt độ tại những điểm khác nhau của các đống ủ ta sẽ xác định được đồ thị nhiệt độ

từ đó có thể kiểm soát được nhiệt độ của quá trình ủ

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

độ tối ưu cho quá trình ủ là 50-55oC, ở mức nhiệt độ này các vi sinh vật gây bệnh đượctiêu diệt và tác dụng thúc đẩy quá trình phản ứng sinh hoá

- pH

pH ảnh hưởng đến hoạt động của vi sinh vật, hầu hết chúng hoạt động tốt ở môitrường trung tính và môi trường có tính axít yếu Khoảng pH thích hợp cho các vi sinh

vật phát triển là: pH = 5,5 – 8,5 Ở giai đoạn đầu của quá trình phân hủy thì các axítđược tạo thành làm pH giảm, tạo điều kiện cho sự phát triển của nấm và sự phân huỷlignin, cellulose Khi quá trình phân huỷ tiếp tục, các acid bị trung hoà và phân trộn có

pH = 6

- Nồng độ O2, CO2

Nồng độ thích hợp của O2 khoảng 15-20% và của CO2 là 0,5-5% Nồng độ oxi thấp

sẽ dẫn đến phân giải kị khí tạo mùi hôi, ngược lại nồng độ oxi cao sẽ không bảo đảm

độ ẩm thích hợp cho các vi sinh vật kị khí phát triển

* Kiểm soát và đánh giá quá trình ủ

- Kiểm soát quá trình ủ

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

+ Cân bằng các chất dinh dưỡng: Đảm bảo đầy đủ các chất dinh dưỡng cần thiếtcho sự hoạt động của vi sinh vật như các nguyên tố vi lượng và đa lượng…

+ Độ ẩm: Độ ẩm thích hợp từ 50-60% Như vậy ta phải tiến hành đảo trộn định

kỳ và phun ẩm nếu độ ẩm không thích hợp

+ Cung cấp không khí: Có thể cung cấp bằng phương pháp đảo trộn hoặc dùngcác máy nén sục khí

+ pH, Nhiệt độ: Nhiệt độ thích hợp: 50-55oC, pH thích hợp: Trung tính

- Đánh giá quá trình ủ

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

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

+ Thành phần các chất trong khối ủ: C/N, tro, COD, VS (chất rắn bay hơi)+ % lượng nitrat và không có mặt của NH3

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

+ Không còn mùi khó chịu

+ Xuất hiện màu trắng hay màu xám trắng của xạ khuẩn

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

2.2.1 Vi sinh vật chuyển hóa cacbon [5]

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

- Quá trình tổng hợp do vi sinh vật

- Quá trình phân giải do vi sinh vật

2.2.1.1 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 khác nhautùy thuộc vào từng điều kiện cụ thể Các vi sinh vật thực hiện quá trình này chủ yếu là

các vi khuẩn quang hợp 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, Chloropseudomonas

Đặc điểm chung của chúng là tồn tại ở dạng hình cầu, hình que, hình dấu phẩy hayhình xoắn, chúng có kích thước chiều ngang khoảng 0,3-0,6 m Các vi khuẩn trênthường tiến hành quang hợp trong điều kiện yếm khí, CO2 được đồng hóa thông quachu trình pentose phosphate dạng khử và các phản ứng kết hợp CO2 Phần lớn các vikhuẩn này, ngoài khả năng tổng hợp quang năng còn có khả năng cố định nitơ phân tửnên chúng vừa có khả năng làm giàu chất hữu cơ carbon vừa làm giàu hợp chất nitơcho rác thải [5, trang 40-42]

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

Bao gồm các quá trình phân giải monosaccharide, oligosaccharide và polysaccharide

- 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 những chất 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, phângiải tinh bột thành glucose, maltose và dextrin Một số vi sinh vật tham gia sinh tổnghợp amylase cao và có nhiều ý nghĩa trong phân giải tinh bột:

- Vi sinh vật tổng hợp -amylase: Aspergillus awamorii, 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,

* Sự phân giải cellulose

Trong rác thải sinh hoạt có nguồn gốc thực vật, hàm lượng cellulose chiếm sốlượng nhiều nhất Đây cũng là lượng vật chất cần được chuyển hóa lớn nhất khi tiếnhành xử lý

Cellulose được phân giải bởi các enzyme trong hệ enzyme cellulase ngoại bào của

vi sinh vật Tham gia vào quá trình phân giải các chất cellulose bao gồm rất nhiều loài

vi sinh vật khác nhau, trong đó có cả các loài thuộc nhóm vi khuẩn, các loài thuộcnhóm xạ khuẩn và các loài thuộc nhóm nấm sợi Các loài thuộc nhóm vi khuẩn thườngphát 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 thuộc nhóm nấm sợi và sau cùng là nhóm xạkhuẩn Khi nhiệt độ trong khối ủ tăng lên thì chỉ có các loài vi khuẩn và xạ khuẩn chịunhiệt 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 do các vi

- 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 giải xylan có ýnghĩa quan trọng trong xử lý chất thải hữu cơ Trong thực vật, xylan được xem nhưchất keo liên kết các sợi cellulose với nhau, việc phá vỡ chất keo này có ý nghĩa rất lớntrong quá trình thủy phân celllulose có trong thực vật

Có nhiều loài vi sinh vật tham gia phân giải xylan, chúng có khả năng tổng hợpenzym xylanase, dưới tác dụng của enzym này xylan được chuyển hóa thành nhiều sảnphẩm 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 vikhuẩn tham gia phân giải pectin mạnh, do chúng tổng hợp được các enzym pectinasethủy 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 trong chất thải thựcvật tốt hơn

2.2.2 Vi sinh vật chuyển hóa nitơ [6]

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

* Quá trình amôn hóa

Quá trình amôn hóa là quá trình phân giải các chất hợp hữu cơ chứa nitơ Tham giaquá trình này là các vi sinh vật có khả năng tổng hợp protease và những enzyme khửamin 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, Str lactis

- Xạ khuẩn: Streptomyces, Thermonospora fusca, Thermoactinomyces vulgaries.

* Quá trình nitrat hóa

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 của vi khuẩn các chất hữu cơ chứa nitơ được vô cơ hóa tạo racác chất vô cơ chứa nitơ hòa tan Đây là quá trình có lợi cho việc xử lý rác thải hữu cơ,cần được thúc đẩy trong quá trình ủ

*Quá trình phản nitrat hóa

( 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, không có lợi cho quá trình ủ chất thải, cần hạn chếquá trình này.

2.2.3 Các quá trình khác [6]

Ngoài các quá trình trên còn có các quá trình chuyển hóa khác như quá trìnhchuyển hóa lưu huỳnh, quá trình phân giải phospho hữu cơ, phospho vô cơ

- Vi khuẩn tham gia chuyển hóa lưu huỳnh: Nhóm Thiobacillus tự dưỡng hóa năng,

họ Thiorodaceae, họ Chlorobacteria ceae, Bacillus subtilis

- Vi khuẩn tham gia chuyển hóa phospho: Bacillus mycoides, Pseudomonas spp, Actinomyces spp, Mycobacterium cyaneum, Flavobacterium aurantiacus

2.3 Tổng quan về phân vi sinh [17]

Phân vi sinh là loại phân chứa một hay nhiều loại vi sinh vật sống có khả năng kíchthích sự tăng trưởng của cây bằng cách gia tăng sự hấp thu những dưỡng chất cần thiếtcho cây

Phân hữu cơ vi sinh do Noble Hilner sản xuất đầu tiên tại Đức năm 1896 và đượcđặt tên là Nitragin, sau đó phát triển sản xuất tại một số nước như Mỹ (1896), Canada(1905), Nga (1907), Anh (1910) và Thụy Điển (1914)

Nitragin là loại phân được chế tạo bởi vi khuẩn Rhizoliumdo Beijerink phân lậpnăm 1888 và được Fred đặt tên năm 1889 dùng để bón cho các loại cây thích hợp của

họ đậu

Phân hữu cơ vi sinh có rất nhiều loại, nhiều dạng Tuy nhiên có thể hiểu chung làsản phẩm được chế biến từ việc kết hợp phân hữu cơ với việc chọn lọc, nuôi cấy, đưavào một hệ vi sinh nào đó có tính năng chuyển hóa được những gì có sẵn trong môitrường đất tự nhiên trở thành những chất dinh dưỡng hữu ích cho cây trồng Như vậymột loại phân hữu cơ vi sinh thường có thành phần cơ bản bao gồm các hợp chấtcacbon hữu cơ có tác dụng cải tạo đất và tạo ra môi trường thuận lợi cho vi sinh vật cótrong phân phát triển

* Ưu điểm của phân hữu cơ vi sinh:

- Sử dụng phân hữu cơ vi sinh sẽ thay thế dần việc bón phân hóa học, giảm tính

độc hại do hóa chất gây ra mà vẫn đảm bảo nâng cao năng suất thu hoạch

- Sử dụng phân hữu cơ vi sinh về lâu dài sẽ dần dần trả lại độ phì nhiêu cho đấtnhư: Làm tăng lượng nitơ, phospho và kali dễ tan trong đất, cải tạo và giữ độ bền cho

đất nhờ khả năng cung cấp hàng loạt các chuyển hoá chất khác nhau liên tục do nhiềuquần thể vi sinh vật khác nhau tạo ra.

- Giá thành hạ, nông dân dễ chấp nhận, có thể sản xuất được tại địa phương và giảiquyết được việc làm cho một số lao động, ngoài ra cũng giảm được một phần chi phíngoại tệ nhập khẩu phân hóa học

2.3.1 Các loại phân vi sinh trên thị trường hiện nay [32]

Hiện nay trên thị trường có nhiều loại phân hữu cơ vi sinh Dưới đây là một số loạiphân vi sinh phổ biến trên thị trường:

2.3.1.1 Phân hữu cơ vi sinh LU.COZYM của công ty trách nhiệm hữu hạn

TM& SX Luơng Nông

Thành phần và hàm lượng các chất của phân này như sau:

- Thành phần hữu cơ : 30%

- Tỉ lệ N-P2O5-K2O : 1,8-1,2-1,2

- Thành phần khoáng:

+ S : 0,5% + Ca : 2,5% + Zn : 0,003% + Mg : 1,2% + B : 0,2% + Mo : 0,0025%

- Vi sinh vật:

+ VSV(p): 1,2*107CFU/g + VSV(x): 9*106 CFU/g

- Vi sinh vật: VSV(P,X,N): 1*10 CFU/g

2.3.1.3 Phân hữu cơ vi sinh BIOCO của công ty TNHH Phú Sơn

Mác này có thành phần và hàm lượng các chất dinh dưỡng như sau:

2.3.1.5 Phân hữu cơ vi sinh TBIO của công ty TNHH công nghệ sinh học TBIO

Mác phân này có hàm lượng và thành phần các chất dinh dưỡng như sau:

- Thành phần các chất hữu cơ : 50%

- Vi sinh vật: VSV(X): 1*106CFU/g

VSV(N): 1*106CFU/g

2.3.1.6 Phân bón vi sinh vật tổng hợp

Là chế phẩm tập hợp các loại vi sinh vật: Vi khuẩn cố định nitơ, vi sinh vật phângiải lân và vi sinh vật phân giải xenluloseza trên nền chất mang đã xử lí Hiện nay có

nhiều cơ sở sản xuất loại phân bón này như: Phân vi sinh tổng hợp của Công ty TNHH rượu Vạn Phát tại huyện Sơn Hòa, Phân Vi Sinh Tổng Hợp Biomix-C tại Củ Chi 2.3.2 Nguyên liệu sản xuất

2.3.2.1 Rác thải sinh hoạt

Nhà máy sử dụng nguồn nguyên liệu sản xuất chính từ rác thải sinh hoạt Rác thảisinh hoạt bao gồm nhiều thành phần, trong đó thành phần có ý nghĩa quan trọng, quyếtđịnh chất lượng phân vi sinh là các hợp chất hữu cơ dễ phân hủy Dưới tác động của vi

sinh vật thì rác hữu cơ được phân giải thành các chất mùn dễ hấp thụ cho cây trồng.

Do vậy để đảm bảo cho việc sản xuất đạt hiệu quả cao thì chúng ta cần phải phân loạinguồn rác thải trước khi đưa vào sản xuất

2.3.2.2 Chế phẩm EM và men vi sinh

Chế phẩm EM (Effective Microoganisms) được sử dụng trong xử lý rác thải, baogồm các vi sinh vật có ích, và các chất dinh dưỡng cần thiết cung cấp cho sinh trưởng

và phát triển của vi sinh vật

Sử dụng chế phẩm EM dạng bột, pha thành dung dịch sử dụng cho quá trình khửmùi rác thải

Men vi sinh là dung dịch có chứa các men phân giải lignin và xenlulose hoặccác chất khác có trong nguyên liệu

Các enzym phân giải lignin: Lignin pezoxidaza, mangan pezoxidaza,laccaza, ligninaza

Các enzym phân giải xenlulose: Exoglucanza, endogluanaza, xenlobioza,xenluloza

2.3.2.3 Nguyên liệu sản xuất khác

* Phân kali

Phân kali có dạng viên tròn, màu đỏ, dễ hút ẩm, chảy nước khi tiếp xúc với khôngkhí Phân lân dạng bột có công thức hoá học: K2O hoặc KCl

CHƯƠNG 3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN

3.1 Dây chuyền công nghệ

3.1.1 Đặc điểm dây chuyền công nghệ

Ở các khu vực khác nhau trên thế giới thì đặc điểm, thành phần tính chất của rácthải cũng khác nhau Do vậy công nghệ xử lý chất thải rắn (rác thải sinh hoạt) cũngkhác nhau

Trong quản lý xã hội ở các nước phát triển, họ đã có những phương pháp quyhoạch rác thải từng khu vực như: Khu công nghiệp, khu sản xuất nông nghiệp, khu vuichơi, giải trí, khu hành chính sự nghiệp…nên việc quản lý và xử lý rác thải dễ dànghơn… Ở các nước đang phát triển và kém phát triển, sự phân chia khu vực đó chưa rõràng nên toàn bộ chất thải chưa được phân loại Như vậy, ở những nước này, chất thảithường rất phức tạp và có chiều hướng tăng rất nhanh [4 trang 23]

Với những đặc trưng của rác thải đô thị Việt Nam, mà cụ thể là rác thải sinh hoạt ởthành phố Đà Nẵng, ta chọn công nghệ An sinh – ASC cho thiết kế nhà máy này

Đặc điểm của công nghệ An Sinh - ASC: [23]

- Mang tính chất một dây chuyền thiết bị đồng bộ từ khâu tiếp nhận rác thải đếncông đoạn sản xuất ra sản phẩm cuối cùng

- Phù hợp với điều kiện địa phương

- Giá thành rẻ hơn so với dây chuyền 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 thành phố Đà Nẵng, rác được thugom chưa có phân loại từ đầu nguồn: Tỷ lệ thu hồi từ 25% đến 30% so với trọng lượngrác tươi, tỷ lệ thu hồi plastic từ 7% đến 10% so với trọng lượng rác tươi

3.1.2 Sơ đồ dây chuyền công nghệ

Rác thải sinh hoạt

Tạp chất

Vi sinh

Đất, cát,vụn hữu cơTái chế

Bãi tập kết rácPhun chế phẩm EMNạp lên băng chuyền xử lýPhân loại sơ bộ bằng tayMáy xé bao

Phân loại bằng sức gió lần 1

Sàng lồng 1Tách tuyển bằng tay

Máy tách tuyển

Vụn hữu cơ

Máy băm, cắt nhỏ

Tái chế

Men vi sinh Nhân giống

Phân loại bằng sức gió lần 2

Phối trộn

Màng mỏng dẻo

Tái chế

GiốngMàng mỏng dẻo

Màng mỏng dẻo

Tách tuyển mùn hữu cơ(Sàng lồng 2) celluloseBã ĐốtSấy

3.2 Thuyết minh dây chuyền công nghệ

Rác thải sinh hoạt từ các khu vực được thu gom vận chuyển tới bãi tập kết (bãi rác Khánh Sơn) để tiến hành xử lý

3.2.1 Phun chế phẩm EM

* Mục đích: Rác thải sinh hoạt sau khi được đưa vào bãi tập kết rác sẽ được phun chế

phẩm EM để khử mùi hôi trước khi đưa rác vào dây chuyền xử lý tiếp theo Đồng thờitrong chế phẩm EM chứa hỗn hợp các vi sinh vật (nhóm vi khuẩn quang hợp, nhóm vikhuẩn Lactobacillus, nhóm nấm men (Saccharomyces), nhóm nấm sợi và xạ khuẩn).Chúng sẽ tiến hành phân hủy rác thải sinh hoạt, hỗ trợ cho quá trình xử lý

* Tiến hành: Phun chế phẩm EM dưới dạng sương mù lên rác, giữ trong một khoảng

thời gian nhất định nhằm giảm mùi hôi trong rác thải, giảm một số thông số vật lý, hóahọc của các thành phần có trong rác đảm bảo yêu cầu vệ sinh môi trường Tỉ lệ chếphẩm EM sử dụng là 2 lit/1 tấn rác thải Rác sau khi được xử lý chế phẩm EM đượcnạp lên băng chuyền xử lý tiếp

3.2.2 Phân loại sơ bộ

* Mục đích: Rác thải sinh hoạt chứa nhiều thành phần phức tạp như: Các chất hữu cơ,

vô cơ, các chất có khả năng tái sử dụng gây khó khăn trong quá trình xử lý, tổn thấtchi phí và hiệu suất sản xuất phân bón không cao Do vậy phải tiến hành phân loại sơ

bộ để tách bớt thành phần các chất phi hữu cơ có kích thước lớn, tạo điều kiện thuậnlợi cho các công đoạn sau

* Tiến hành: Rác tại bãi tập kết được xe xúc lật đưa lên phễu nạp liệu và qua băng

chuyền xử lý Hai bên băng tải có công nhân đứng để phân loại rác bằng tay, nhặt bỏcác loại rác: Lốp cao su, than gỗ, rác y tế…ra khỏi hỗn hợp ban đầu

3.2.3 Xé bao, làm tơi

* Mục đích: Rác thải sinh hoạt được chứa nhiều trong những bao nilon, vì vậy cần

phải qua máy xé bao để giải phóng rác ra khỏi bao nilon và làm tơi, tạo điều kiệnthuận lợi cho quá trình phân loại rác về sau

* Tiến hành: Rác sau phân loại sơ bộ trên băng tải được đưa vào máy xé bao với cơ

cấu cơ khí được thiết kế hợp lý, các bao chứa rác sẽ được phá vỡ và nhờ tác động lựcđập của máy rác được làm tơi trước khi vào công đoạn tiếp theo

3.2.4 Phân loại bằng sức gió

* Mục đích: Tách các thành phần nhẹ như bao nilon, túi màng mỏng nhựa dẻo, ra

khỏi hỗn hợp rác thải

* Tiến hành: Rác sau khi được xé nhỏ, làm tơi, tiếp tục đi vào máy phân loại bằng sức

gió Dưới tác dụng của luồng không khí có trong máy các thành phần màng mỏngnhựa dẻo nhẹ sẽ được tách ra theo luồng không khí và được dồn lại thành đống, đưa đitái chế Hỗn hợp rác còn lại sẽ theo băng tải đi vào sàng lồng

3.2.5 Sàng lồng tách đất, cát và mùn vụn hữu cơ

* Mục đích: Tách đất, cát, mùn vụn có trong hỗn hợp để tạo điều kiện thuận lợi cho

các quá trình ủ về sau: Giảm thể tích thiết bị, tránh ảnh hưởng đến các quá trình xử lýsinh học…

* Tiến hành: Rác sau khi tách màng mỏng, nhựa dẻo được băng tải đưa vào máy sàng

lồng thùng quay Máy có thùng quay và sàng nằm nghiêng Vật liệu trong thùng đượcnâng lên một góc nhất định rồi trượt tương đối lên bề mặt sàng theo quỹ đạo xoắn ốc.Kích thước lỗ sàng khoảng 20 mm Đất, cát, mùn vụn hữu cơ có kích thước bé hơn lỗsàng sẽ lọt qua lỗ sàng và theo băng tải đi ra ngoài Rác còn lại sẽ được băng chuyềnđưa đến công đoạn xử lý tiếp theo

3.2.6 Tách tuyển bằng tay

* Mục đích: Tách tuyển các chất không có khả năng lên men mà máy phân loại không

loại bỏ được

* Tiến hành: Rác từ máy sàng lồng thùng quay sẽ được đưa qua băng chuyền để đưa

vào công đoạn tiếp theo Hai bên băng tải có công nhân đứng nhặt bỏ những phần phihữu cơ ra khỏi hỗn hợp

3.2.7 Tách tuyển từ tính

* Mục đích: Tách các kim loại ra khỏi hỗn hợp rác thải, giúp quá trình nghiền và ủ rác

diễn ra thuận lợi Đồng thời tránh ăn mòn, làm hư hỏng các thiết bị nghiền, bămnhỏ,

* Tiến hành: Rác thải được xử lý ở trên tiếp tục đưa vào xử lý tại máy phân loại từ

tính Tại đây dưới tác dụng của lực từ, kim loại được tách ra khỏi hỗn hợp rác thải.Rác sau đó được đưa vào băng chuyền xử lý tiếp theo còn kim loại sau khi tách ra, kéotheo một lượng nhỏ rác hữu cơ sẽ được đưa qua sàng rung để phân loại tiếp Mùn hữu

cơ đưa qua máy băm, cắt nhỏ rác hữu cơ, còn kim loại được tập trung tại nơi tập kết vàđưa đi tái chế.

3.2.8 Băm, cắt nhỏ hỗn hợp hữu cơ

* Mục đích: Nhằm cắt nhỏ rác thải, tạo kích thước đồng nhất, thuận lợi cho quá trình

phối trộn sau này (đảm bảo men vi sinh được rải đều trong hỗn hợp), tăng hiệu suất vàrút ngắn thời gian ủ Đồng thời làm tăng hệ số chứa đầy trong bể ủ, nhờ đó giảm đượcdiện tích nhà ủ

* Tiến hành: Hỗn hợp rác sau khi được tách kim loại sẽ đưa vào máy băm cắt nhỏ

PKC Ở đây, nhờ tác dụng các dao cắt gắn liền trên đĩa mà rác bị cắt ra thành nhữngthành phần nhỏ có kích thước mong muốn

3.2.9 Phân loại bằng sức gió lần 2

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

khả năng lên men khác có trọng lượng bé còn sót lại, nhằm làm sạch hơn hỗn hợp ráchữu cơ trước khi ủ

* Tiến hành: Rác hữu cơ sau khi qua máy cắt được đưa vào máy phân loại bằng sức

gió, dưới áp lực của quạt đẩy, những chất có khối lượng nhỏ: Nilon, màng mỏng nhựadẻo,… sẽ được đẩy ra khỏi hỗn hợp Còn nguyên liệu tiếp tục theo băng tải vào nhàphối trộn

3.2.10 Nhân giống

* Mục đích: Đáp ứng đủ số lượng giống phối trộn với lượng nguyên liệu đã xử lý để

tiến hành quá trình ủ

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

tinh bột, môi trường CMC hoặc môi trường gelatin và chọn ra những chủng phát triểnmạnh, có khả năng phân huỷ nhanh chóng và triệt để rác thải tạo sản phẩm Ở đây tanuôi cấy trên môi trường CMC 20% vì chủ yếu vi sinh vật nuôi cấy để phân huỷcellulose Thành phần CMC (trong 1 lít môi trường):

+ Cao men : 0,1 gam

+ Cao thịt : 0,1 gam

+ Pepton : 0,1 gam

3.2.11 Phối trộn với men vi sinh

* Mục đích: Để bổ sung hỗn hợp vi sinh vật phân giải (men vi sinh), nhằm tăng cường

các quá trình sinh học xảy ra trong khối ủ, nhờ đó rút ngắn được thời gian ủ rất nhiều

so với quá trình ủ chỉ sử dụng hệ vi sinh vật tự nhiên

* Tiến hành: Rác sau khi đã phân loại và tách hoàn toàn các tạp chất sẽ đưa vào phối

trộn Phun men vi sinh phân hủy vào dòng chảy rác để phối trộn cho đều Tỉ lệ men visinh sử dụng 1,5% so với lượng rác thải

3.2.12 Ủ

Ở đây ta sử dụng phương pháp ủ hiếu khí, là quá trình phân hủy sinh học các hợpchất hữu cơ và ổn định cơ chất dưới điều kiện nhiệt độ cao do các VSV ưa nhiệt gây ratrong điều kiện có oxi không khí để tạo thành mùn hữu cơ có thể sử dụng để sản xuấtphân bón cho cây trồng Quá trình ủ được thực hiện qua 2 thời kì: Ủ sơ bộ và ủ chín

* Mục đích: [5 trang 106-107]

- Làm ổn định rác thải: Các quá trình sinh học xảy ra khi ủ rác thải hữu cơ nhờ hoạtđộng sống của hệ vi sinh vật sẽ chuyển hóa chất thải thành chất hữu cơ ổn định

- Tiêu diệt các VSV gây bệnh: Do nhiệt độ cao lên trong quá trình ủ, có thể lên đến

75oC, trung bình khoảng 55-60oC, các VSV gây bệnh sẽ bị tiêu diệt sau 4-5 ngày ủ

- Làm cho chất hữu cơ trở thành phân bón có giá trị cao: Phần lớn các chất dinhdưỡng đa lượng N, P, K có trong chất thải hữu cơ tồn tại dạng hợp chất hữu cơ, câytrồng không có khả năng sử dụng để sinh trưởng, phát triển được Sau khi ủ, các chấtnày được chuyển sang dạng vô cơ như NO3-, PO43- rất thuận lợi cho cây hấp thụ Mặtkhác, sau khi ủ một phần các chất dinh dưỡng trên còn nằm trong các hợp chất hữu cơkhó tan trong nước nên hạn chế được hiện tượng trôi rửa, hiệu quả sử dụng kéo dàitrong nhiều năm

- Giảm độ ẩm cho khối ủ: Khi ủ nước sẽ tách khỏi chất rắn nhờ nhiệt độ tăng lêncủa khối ủ làm độ ẩm giảm từ 60% xuống còn 45%, tăng hiệu quả kinh tế và xử lý rấtcao

* Các quá trình sinh hóa xảy ra trong khi ủ [5 trang 269]

Quá trình ủ là một quá trình sinh học, ở đó các chất hữu cơ được chuyển hóa tạothành mùn ổn định Quá trình này được thực hiện bởi một hỗn hợp các VSV có trong

rác thải Chúng bao gồm vi khuẩn, nấm mốc, xạ khuẩn…Sự ổn định chất thải phần lớnđược kết thúc bằng hoạt động của vi khuẩn.

Các vi khuẩn ưa ấm xuất hiện đầu tiên Sau đó nhiệt độ được tăng lên, các vi khuẩn

ưa nóng phát triển mạnh cùng với các loài nấm mốc ưa nóng Các nấm mốc ưa nóngthường phát triển sau 5-10 ngày ủ Nếu nhiệt độ tăng lên quá cao (65-70oC) phần lớncác nấm mốc, xạ khuẩn, vi khuẩn sẽ bị chết, lúc đó chỉ còn tồn tại các bào tử của vikhuẩn Cuối giai đoạn ủ, các loài xạ khuẩn sẽ tạo thành từng đám màu trắng hoặc màuxám trắng trên bề mặt khối ủ

Các loài vi khuẩn ưa nóng thuộc Bacillus sp đóng vai trò quan trọng trong sựchuyển hóa protein và các hợp chất hydratcacbon

Quá trình ủ chất thải với sự phát triển của các VSV qua các giai đoạn sau:

- Giai đoạn đầu: Là giai đoạn các loài VSV bắt đầu làm quen với điều kiện môitrường mới

- Giai đoạn phát triển các vi khuẩn ưa ấm Giai đoạn này các vi khuẩn phát triểnrất mạnh

- Giai đoạn phát triển các VSV ưa nóng Ở giai đoạn này các vi khuẩn phát triểnrất mạnh

Chất hữu cơ + O2 + VSV  CO2 + NH3 + các sản phẩm khác + năng lượng

Quá trình trên tạo ra những tế bào VSV mới và kết quả là sinh khối VSV ngàycàng tăng lên bắt đầu một quá trình lên men lần 2 rất chậm và xảy ra quá trình mùnhóa chất thải Trong giai đoạn này xảy ra các phản ứng sau:

* Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ủ

Hiệu quả của quá trình ủ phụ thuộc phần lớn vào 2 yếu tố:

- Nhóm VSV phát triển trong khối ủ

- Khả năng làm ổn định chất hữu cơ

Các yếu tố này lại phụ thuộc vào các yếu tố sau:

Nitrosomonas Nitrobacter

Tỉ lệ C/N: Ảnh hưởng đến việc tạo thành sinh khối VSV, vì trong chất thải hữu

cơ có khoảng 20-40% lượng cacbon được chuyển hóa để tạo ra tế bào VSV mới, sốcòn lại chuyển thành CO2 Trong sinh khối VSV có 50% là cacbon, 5% là nitơ so vớichất khô

- Độ ẩm: Độ ẩm đóng vai trò hết sức quan trọng trong quá trình ủ chất thải hữu cơ.Nếu độ ẩm xuống dưới 20% thì các loài VSV sẽ không có khả năng phát triển, còn nếu

độ ẩm quá cao sẽ xảy ra các quá trình sau:

+ Thẩm thấu qua đất và cuốn theo các chất dinh dưỡng

+ Làm nhiệt độ khối ủ không tăng lên được

+ Phát triển mạnh các loài VSV gây bệnh

Vì vậy, độ ẩm thích hợp cho quá trình ủ trong khoảng 50-70% (thích hợp nhất làkhoảng 60%)

- Oxy: Quá trình ủ hiếu khí cần phải cung cấp oxy để cho VSV phát triển và ổnđịnh chất thải hữu cơ Quá trình này có thể được thực hiện bằng 2 cách:

+ Đảo trộn có định kỳ

+ Cung cấp khí bằng các máy nén khí

Lượng oxy cung cấp cũng phải trong một giới hạn nhất định bởi nếu lượng oxyquá nhiều sẽ gây biến đổi về nhiệt và làm khô khối ủ, còn nếu ít quá thì sẽ xảy ra quátrình ủ kị khí và làm thối rửa bên trong khối ủ

- Nhiệt độ và độ pH: Nhiệt được tạo ra do quá trình chuyển hóa sinh học của khối

ủ đóng vai trò rất quan trọng:

+ Tạo điều kiện tối ưu cho quá trình phân giải

+ Tạo ra những chất an toàn cho VSV sử dụng Khi nhiệt độ tăng 60-65oC sẽlàm giảm các quá trình oxy hóa sinh học

Nhiệt độ thuận lợi nhất cho các phản ứng sinh học trong khối rác ủ là 55oC Mặtkhác, tất cả các VSV gây bệnh đều bị tiêu diệt ở nhiệt độ trên 50oC Như vậy, nhiệt độtrong khoảng 50-55oC còn có tác dụng tiêu diệt các VSV gây bệnh Nhiệt độ được điềuchỉnh bằng 2 yếu tố:

+ Cường độ thổi khí

+ Độ ẩm khối ủ

pH tối ưu cho quá trình ủ nằm trong khoảng trung tính Khi axit hữu cơ bay hơiđược tạo ra thì pH trong khối ủ sẽ giảm Sau một thời gian nhất định pH lại trở vềvùng trung tính [5]

* Tiến hành: Quá trình ủ chất thải được thực hiện qua 2 giai đoạn:

- Ủ sơ bộ:

+ Mục đích: Tạo điều kiện cho quá trình tăng sinh khối của vi sinh vật phân giải tựnhiên và vi sinh vật bổ sung Ở giai đoạn đầu, nhiệt độ của khối ủ sẽ tăng rất nhanh cóthể đạt 60-700C, những sinh vật gây bệnh cũng bị tiêu diệt ở quá trình ủ sơ bộ này vàthay vào đó là sự phát triển rất nhanh của xạ khuẩn, nấm sợi, vi khuẩn ưa nhiệt, đặcbiệt là xạ khuẩn [5]

+ 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 dẫn đặt bêndưới nền bể ủ Quá trình ủ sơ bộ kết thúc sau 9 ngày ủ, độ ẩm sản phẩm giảm từ 60%xuống còn khoảng 55%

- Ủ chín:

+ Mục đích: Đây là quá trình mùn hóa mạnh, sản sinh nhiều hợp chất nitơ vô cơhòa tan và ổn định phân mùn, vì vậy khi chuyển sang nhà ủ chín không những có tácdụng đảo trộn và làm tơi mùn mà còn làm giảm nhiệt độ khối ủ Tạo điều kiện cho xạkhuẩn và những vi khuẩn có bào tử phát triển mạnh, những loài vi sinh vật này làmtăng nhanh quá trình mùn hóa [6, trang 83]

+ Tiến hành: Kết thúc quá trình ủ sơ bộ, mùn hữu cơ được chuyển qua các bể ủchín, oxi cũng được cung cấp liên tục bởi máy nén khí và hệ thống ống dẫn như ủ sơ

bộ Quá trình ủ chín kết thúc sau 27 ngày ủ, phân hữu cơ (độ ẩm 45%) được chuyểnđến bãi tập kết, trước khi vào công đoạn tiếp theo

3.2.13 Đánh tơi mùn

* Mục đích: Sau khi ủ, phân mùn hữu cơ bị vón cục, đóng bánh rất nhiều do không

được đảo trộn liên tục bằng cơ khí Do đó cần phải đưa qua máy đánh tơi để làm tơi,giảm độ ẩm từ 45% xuống khoảng 40%, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình sàng, sấysau này đạt hiệu quả hơn

* Tiến hành: Mùn sau khi ủ qua băng tải vào máy đánh tơi Tại đây mùn sẽ được đánh

3.2.14 Sàng tách tuyển mùn thô

* Mục đích: Loại bỏ những thành phần chưa phân hủy được sau khi ủ, giảm ẩm từ

40% xuống 38%, rút ngắn thời gian và nhiệt độ sấy sau này

* Tiến hành: Mùn sau khi được làm tơi theo băng tải đi vào sàng thùng quay có kích

thước lỗ sàng là 10 mm, mùn thô sẽ lọt lỗ sàng và tiếp tục được băng tải vận chuyểnđến công đoạn xử lý tiếp theo, còn các bã cellulose tạp chất nằm trên sàng được đưa đilàm nhiên liệu đốt

3.2.15 Sấy

* Mục đích: Làm giảm độ ẩm mùn thô xuống mức cho phép (từ 38% xuống 28%) để

phân thành phẩm sau này đạt tiêu chuẩn chất lượng

* Tiến hành: Mùn thô sau khi được tách tuyển sẽ đưa vào máy sấy thùng quay Tại

đây nó sẽ tiếp xúc với dòng không khí nóng đi cùng chiều nhờ đó mà độ ẩm của hạtmùn sẽ giảm xuống Thùng quay được đặt hơi nghiêng, bên trong thùng có gắn cácthanh sắt dọc theo đường sinh của thùng và trên các vách hướng tâm Khi thùng quay,mùn được đưa lên cao rồi đổ xuống, trong lúc đó dòng không khí nóng thổi qua sẽ làmkhô mùn Nhờ độ nghiêng của thùng mà mùn được chuyển dần về phía tháo liệu Độ

ẩm sản phẩm sau khi sấy 28%

3.2.16 Sàng thùng quay

* Mục đích: Loại bỏ tạp chất, tạo hạt mùn có kích thước đồng đều tạo thành phân có

chất lượng

* Tiến hành: Mùn sau khi sấy sẽ được băng tải đưa vào sàng lồng 3 để tiếp tục sàng.

Kích thước lỗ sàng là 5mm Phần lọt qua lỗ sàng có kích thước thích hợp là phần mùnđược đưa đi sản xuất thành phân Phần tạp chất trên sàng sẽ đưa đi làm chất đốt cungcấp nhiệt cho cho thiết bị sấy

3.2.17 Phối trộn với phân ure, phân superphotphat, phân kali, men vi sinh cố định đạm và phân giải lân

* Mục đích: Tạo ra phân thành phẩm có tỉ lệ N:P:K thích hợp và đúng tiêu chuẩn chất

lượng

* Tiến hành: Mùn hữu cơ sau khi ra khỏi sàng lồng sẽ được băng tải đưa vào máy

trộn cùng với các loại phân urê, superphotphat, kali, men vi sinh cố định đạm và phân

giải lân Tại đây các thành phần này sẽ được trộn đều với nhau tạo thành một hỗn hợpđồng đều, đảm bảo đúng chỉ tiêu chất lượng phân đã định sẵn.

3.2.18 Đóng bao

Hỗn hợp sau đảo trộn sẽ được đưa vào máy đóng bao, sản phẩm sẽ được đóngthành bao có khối lượng 50 kg nhờ cân và thiết bị đóng bao tự động

Vật liệu bao bì đóng gói phải đảm bảo giữ ẩm, thoáng khí Phân sau khi sản xuất ra

có thể đem phân phối nhà tiêu dùng hoặc bảo quản nếu chưa bán được

CHƯƠNG 4: TÍNH CÂN BẰNG SẢN PHẨM

4.1 Các số liệu ban đầu

- Năng suất ban đầu: 7 tấn rác/giờ

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

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

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

+ Men vi sinh thêm vào 1,5% so với tổng lượng rác thải

* 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 sàng (tách tuyển mùn thô): 40%

- Độ ẩm sau khi sàng: 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 một năm 11 tháng, tuần làm việc 6 ngày, nghỉ Chủ nhật.

Ngày làm việc một ca, mỗi ca 8 giờ

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

Cụ thể, các ngày nghỉ trong năm:

- Ngày giỗ tổ Hùng Vương : 1 ngày (10-3)

- Ngày quốc tế lao động : 1 ngày (1-5)

* Bảng 4.1 Biểu đồ sản xuất của nhà máy

Tháng Số ngày làm việc trong

4.3.1 Tiêu hao nguyên liệu qua từng công đoạn

* Công đoạn xử lý phân loại sơ bộ rác thải

- Nạp lên băng chuyền xử lý : 1%

- Phân loại sơ bộ bằng tay : 10%

- Xé bao, làm tơi rác : 2%

- Phân loại bằng sức gió lần 1 : 5%

- Tách đất, cát bằng sàng lồng : 10%

* Công đoạn làm sạch tạp chất thu rác thải hữu cơ

- Tách tuyển bằng tay : 3%

- Làm nhỏ rác hữu cơ : 1%

- Phân loại bằng sức gió lần 2 : 2%

* Công đoạn phối trộn và ủ tạo mùn hữu cơ

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

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

1001

M m

mo: Khối lượng chất khô

w: Độ ẩm nguyên liệu trước khi ủ

W: Độ ẩm nguyên liệu sau khi ủ

W100

5560

Hao hụt công đoạn: 2%

Tỷ lệ hao hụt ở công đoạn ủ sơ bộ là: 11,111% + 2% = 13,111%

- Ủ chín:

Ở giai đoạn ủ chín độ ẩm giảm từ 55% xuống 45%

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

%182,1810054100

5455

Hao hụt công đoạn: 3%

Tỷ lệ hao hụt ở công đoạn ủ chín: 18,182% + 3% = 21,182%

* Công đoạn xử lý mùn và tạo phân thành phẩm

- Nạp liệu lên băng chuyền: 1%

- Đánh tơi: Ở giai đoạn đánh tơi ẩm giảm từ 45% xuống 40%

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

0445

Hao hụt công đoạn: 2%

Vậy tỷ lệ hao hụt ở công đoạn đánh tơi: 8,333% + 2% = 10,333%

- Sàng lồng tách tuyển mùn thô

Ta có phần trên sàng chiếm 5% gồm bã cellulose và các chất không có khả

năng phân huỷ sinh học, đem đi làm chất đốt

Ngoài ra ở giai đoạn sàng độ ẩm còn giảm từ 40% xuống 38%

Tỷ lệ hao hụt trong giai đoạn sàng tách tuyển mùn tính theo công thức (4.1):

100 3,226%

38100

3840

Ở giai đoạn sấy độ ẩm giảm từ 38% xuống 28%

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

28100

2838

Hao hụt công đoạn: 1%

Tỷ lệ hao hụt ở công đoạn sấy: 13,889% + 1% = 14,889%

- Cân và đóng bao : 1%

* Bảng 4.2 Hao hụt qua các công đoạn