Sản xuất phân vi sinh từ rác thải sinh hoat

Chương 1: LẬP LUẬN KINH TẾ 4 1.1 Sự cần thiết phải đầu tư và xây dựng nhà máy 4 1.2 Vị trí nhà máy 4 1.3 Đặc điểm tự nhiên 4 1.4 Hệ thống giao thông vận tải 5 1.5 Vùng nguyên liệu 5 1.6 Nguồn cung cấp điện 6 1.7 Hệ thống cấp và thoát nước 6 1.8 Nguồn cung cấp nhiên liệu 6 1.9 Nguồn nhân lực 6 1.10 Khu vực tiêu thụ sản phẩm 6 Chương 2: TỔNG QUAN 7 2.1. Tình hình rác thải của Việt Nam và Thế giới 7 2.1.1. Tình hình ở Việt Nam 7 2.1.2. Tình hình thế giới 7 2.2. Thành phần chất thải 8 2.3. Phân loại rác thải sinh hoạt 9 2.4. Tính chất của rác thải 10 2.4.1. Hệ vi sinh vật trong rác thải 10 2.4.2. Sự hình thành mùi 11 2.4.3 Chuyển hóa sinh học của chất rắn 11 2.5. Các phương pháp xử lý 13 2.5.1 Phương pháp chôn lấp 13 2.5.2 Phương pháp đốt 14 2.5.3. Phương pháp đổ đống ngoài trời 15 2.5.4. Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp ủ sinh học 16 2.5.5. Công nghệ xử lý rác thải sinh hoạt thành phân bón và seraphin 4 20 Chương 3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN 21 3.1. Qui trình sản xuất phân vi sinh từ rác thải sinh hoạt 21 3.2. Thuyết minh dây chuyền công nghệ 23 3.2.1. Phun chế phẩm EM 23 3.2.2. Phân loại sơ bộ bằng tay 23 3.2.3. Xé bao 23 3.2.4. Phân loại bằng sức gió 23 3.2.5. Sàng lồng tách đất, cát và mùn vụn hữu cơ 24 3.2.6. Tách kim loại 24 3.2.7. Làm nhỏ 24 3.2.8. Phân loại bằng sức gió lần 2 25 3.2.9. Phối trộn 25 3.2.10. Ủ sở bộ 25 3.2.11. Ủ chín 25 3.2.12. Đánh tơi mùn 26 2.2.13. Sàng 26 3.2.14. Phối trộn NPK 26 3.2.15. Ép viên 26 3.2.16. Sấy 27 3.2.17. Làm nguội 27 3.2.18. Đóng bao 27 Chương 4: TÍNH CÂN BẰNG SẢN PHẨM 28 4.1. Các số liệu ban đầu 28 4.1.1.Kế hoạch sản xuất của nhà máy 28 4.1.2. Chọn các số liệu ban đầu : 28 4.2. Tiêu hao nguyên liệu qua từng công đoạn 29 4.2.1.Công đoạn xử lý phân loại sơ bộ rác thải 29 4.2.2. Công đoạn phối trộn và ủ tạo mùn hữu cơ 30 4.2.3. Công đoạn hoàn thiện sản phẩm 31 4.3. Cân bằng sản phẩm 33 4.3.1. Công đoạn xử lý phân loại sơ bộ rác thải 33 4.3.2. Công đoạn phối trộn và ủ mùn hữu cơ 36 4.2.3. Công đoạn hoàn thiện sản phẩm 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO 41

LẬP LUẬN KINH TẾ

Sự cần thiết phải đầu tư và xây dựng nhà máy

Dân số tăng kéo theo nhu cầu sinh hoạt gia tăng, dẫn đến lượng chất thải sinh hoạt ngày càng lớn, đặc biệt ở các đô thị Tuy nhiên, phần lớn rác thải chưa được xử lý hợp vệ sinh, chủ yếu được chôn lấp lộ thiên, gây ô nhiễm đất, nước và không khí nghiêm trọng, ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người Việc áp dụng các phương pháp xử lý rác thải tiên tiến như đốt hay chôn lấp tích cực có thể không mang lại hiệu quả cao do sự khác biệt về điều kiện khí hậu và chi phí vận hành cao.

Rác thải sinh hoạt chứa một lượng lớn chất hữu cơ, là nguồn nguyên liệu tiềm năng cho sản xuất phân vi sinh Xây dựng nhà máy sản xuất phân vi sinh từ rác thải không chỉ tiết kiệm chi phí nhập khẩu phân bón mà còn góp phần bảo vệ môi trường Hơn nữa, việc sử dụng phân vi sinh giúp cải thiện chất lượng đất đang bị suy thoái do lạm dụng phân hóa học.

Vị trí nhà máy

Quận Thanh Khê, với dân số khoảng 167.830 người và một lượng lớn dân nhập cư từ các tỉnh lân cận, ước tính tổng cộng khoảng 200.000 dân, là một địa điểm lý tưởng cho việc xây dựng nhà máy.

Đặc điểm tự nhiên

(http://www.cst.danang.gov.vn/public_ttc.do;jsessionidkD12F22FA8DF3848B C612BD20276C4D?methodails&idArticleq0 )

Quận Thanh Khê, thuộc thành phố Đà Nẵng, sở hữu những đặc điểm tự nhiên đặc trưng của khu vực này Đà Nẵng nằm ở vĩ độ Bắc từ 15°55’ đến 16°14’ và kinh độ Đông từ 107°18’ đến 108°20’ Khu vực này có khí hậu nhiệt đới gió mùa, với nhiệt độ cao và ít biến động Mỗi năm, Đà Nẵng trải qua hai mùa rõ rệt: mùa mưa kéo dài từ tháng 8 đến tháng 11.

12 và mùa khô kéo dài từ tháng 1 đến tháng 7, thỉnh thoảng có những đợt gió mùa đông bắc vào mùa đông nhưng không gây rét đậm và kéo dài

Nhiệt độ trung bình hàng năm đạt khoảng 25,9°C, với mức cao nhất vào tháng 6, 7, 8, dao động từ 28°C đến 30°C, và thấp nhất vào tháng 12, 1, 2, trung bình từ 18°C đến 23°C Độ ẩm không khí trung bình là 83,4%, cao nhất vào tháng 10, 11, với mức trung bình từ 85,67% đến 87,67%, và thấp nhất vào tháng 6, 7, trung bình từ 76,67% đến 77,33%.

Lượng mưa trung bình hàng năm đạt 2504,57 mm, với lượng mưa cao nhất rơi vào tháng 10 và 11, dao động từ 550-1000 mm/tháng Ngược lại, tháng 1 đến tháng 4 có lượng mưa thấp nhất, chỉ khoảng 23-40 mm/tháng.

Số giờ nắng bình quân hàng năm đạt 2156,2 giờ, với tháng 5 và 6 có thời gian nắng nhiều nhất, trung bình từ 234-277 giờ/tháng Ngược lại, tháng 11 và 12 có số giờ nắng ít nhất, với 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.

Hệ thống giao thông vận tải

Đà Nẵng, với vị trí chiến lược tại Việt Nam, sở hữu hệ thống giao thông phát triển đa dạng bao gồm đường bộ, hàng không, đường sắt và đường biển Sự nâng cao và mở rộng của hạ tầng giao thông tại đây đã tạo điều kiện thuận lợi cho việc tiêu thụ sản phẩm từ các nhà máy, góp phần thúc đẩy kinh tế địa phương.

Nhà máy nằm trong khu công nghiệp Hòa Khánh với hệ thống giao thông hoàn chỉnh, giúp kết nối các nhà máy một cách hiệu quả Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho việc thu mua nguyên liệu, vận chuyển phế liệu tái chế và phân phối sản phẩm đến tay người tiêu dùng một cách nhanh chóng.

Vùng nguyên liệu

Nhà máy tận dụng rác thải sinh hoạt từ quận Thanh Khê làm nguyên liệu chính Nhờ vị trí thuận lợi và điều kiện giao thông tốt, việc thu gom nguyên liệu đã tiết kiệm đáng kể thời gian và chi phí vận chuyển.

Nguồn cung cấp điện

Nhà máy sử dụng nguồn điện từ điện lực Đà Nẵng, kết nối với mạng điện lưới quốc gia qua hệ thống cung cấp điện cho toàn khu công nghiệp, và yêu cầu lắp đặt trạm biến thế riêng.

Hệ thống cấp và thoát nước

Nhà máy có đặc điểm sản xuất với lượng nước sử dụng không lớn, do đó có thể lấy nước trực tiếp từ hệ thống cung cấp nước của thành phố hoặc từ giếng khoan của nhà máy.

Nguồn cung cấp nhiên liệu

Nhiên liệu được sử dụng trong nhà máy được cung cấp từ hệ thống cung cấp từ nhiên liệu của thành phố.

Nguồn nhân lực

Đối với lực lượng kỹ thuật và quản lý của nhà máy, lấy từ nguồn nhân lực được đào tạo tại đại học Đà Nẵng

Với lực lượng lao động phổ thông có thể lấy ngay tại những khu vực xung quanh khu công nghiệp hoặc các khu vực khác của thành phố

Ngoài ra nhà máy có thể thu hút nguồn nhân lực từ các nơi khác đến.

Khu vực tiêu thụ sản phẩm

Khu vực tiêu thụ sản phẩm của nhà máy là rất rộng lớn, nhà máy có thể cung cấp phân bón vi sinh cho các tỉnh miền trung.

TỔNG QUAN

Tình hình rác thải của Việt Nam và Thế giới

Theo báo cáo của Cục Môi Trường giai đoạn 2002-2005, lượng rác thải sinh hoạt hàng ngày tại các thành phố lớn như Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh lên đến 4.000 tấn Ngoài ra, còn một khối lượng rác thải đáng kể được người dân đổ ra các con sông, kênh, rạch trong thành phố Sự ô nhiễm từ rác thải sinh hoạt không chỉ gây ra ô nhiễm không khí mà còn ảnh hưởng đến nguồn nước, đất và mạch nước ngầm, từ đó tác động tiêu cực đến đời sống con người.

Ô nhiễm môi trường ở Việt Nam chủ yếu do công nghệ xử lý rác chưa hoàn thiện và không phù hợp với điều kiện địa phương Sự bất cập trong công nghệ xử lý đã dẫn đến ô nhiễm nghiêm trọng tại một số khu vực thu gom rác, khiến người dân phản đối việc tập kết rác và gây khó khăn cho công tác thu gom Do đó, việc tìm ra giải pháp công nghệ phù hợp với từng địa phương là rất cần thiết.

Trong vài thập kỷ qua, sự phát triển của khoa học kỹ thuật và kinh tế đã dẫn đến sự gia tăng dân số và nhu cầu sinh hoạt, kéo theo lượng rác thải sinh hoạt ngày càng lớn Trung bình mỗi người thải ra khoảng 0,5kg rác mỗi ngày, tương đương với 3 triệu tấn rác từ 6 tỷ người trên toàn cầu, tương đương một tỷ tấn rác mỗi năm Với khối lượng rác khổng lồ này, việc xử lý rác thải đã trở thành ngành công nghiệp thu hút nhiều công ty lớn, mặc dù các bãi rác tập trung vẫn tồn tại và có xu hướng gia tăng Vấn đề rác thải sinh hoạt đang trở thành mối quan tâm hàng đầu của các thành phố lớn trên thế giới.

Thành phần chất thải

Chất thải sinh hoạt phát sinh từ các hoạt động hàng ngày của con người, chủ yếu bao gồm các chất hữu cơ Thành phần của rác thải sinh hoạt khác nhau ở mỗi địa phương, phụ thuộc vào phong tục tập quán, thời gian và địa điểm.

Các yếu tố cơ bản trong chất thải rắn sinh hoạt cần phân tích bao gồm C (carbon),

H (hydro), O (oxi), N (nitơ), S (lưu huỳnh) và tro là những nguyên tố cơ bản thường được xác định trong thành phần khí thải khi đốt rác Ngoài ra, các nguyên tố thuộc nhóm halogen, đặc biệt là clo, cũng thường xuất hiện trong khí thải này Việc xác định các nguyên tố này giúp xác định công thức hóa học của chất hữu cơ trong chất thải sinh hoạt và tỉ lệ C/N phù hợp cho quá trình làm phân.

Theo như tài liệu của công tuy môi trường đô thị thành phố Đà Nẵng thành phần rác thải sinh hoạt được thống kê ở bảng sau:

Bảng 1.2 Bảng thống kê tỉ lệ thành phần rác của Thành phố Đà Nẵng

TT Thành phần Tỷ lệ (%)

Phân loại rác thải sinh hoạt

Ngoại trừ nhựa, cao su, và da, phần chất hữu cơ của hầu hết chất thải rắn sinh hoạt có thể được phân loại như sau:

- Những chất tan được trong nước như đường, tinh bột, amino acid, và các chất hữu cơ khác

- Hemicellulose là sản phẩm ngưng tụ của đường 5 carbon và đường 6 carbon

- Cellulose là sản phẩm ngưng tụ của glucose, đường 6-carbon

- Mỡ, dầu và sáp là những ester của rượu và acid béo mạch dài

- Lignin là hợp chất cao phân tử chứa các vòng thơm và các nhóm methoxyl (-OCH3)

Protein là chuỗi amino acid, và đặc tính sinh học quan trọng nhất của các thành phần hữu cơ trong chất thải rắn sinh hoạt là khả năng chuyển hóa sinh học của chúng Quá trình này tạo ra khí, chất rắn hữu cơ trơ và các chất vô cơ Mùi hôi và ruồi nhặng phát sinh trong quá trình phân hủy chất hữu cơ, đặc biệt là rác thực phẩm, có trong chất thải rắn sinh hoạt.

Tính chất của rác thải

2.4.1 Hệ vi sinh vật trong rác thải

Sự chuyển hóa vật chất trong rác thải chủ yếu được thực hiện bởi vi sinh vật, diễn ra liên tục và phức tạp Các vi sinh vật tham gia vào quá trình này đóng vai trò quan trọng trong việc phân hủy và tái chế chất thải.

Vi khuẩn là nhóm vi sinh vật phổ biến nhất, bao gồm cả vi khuẩn cổ, có mặt ở mọi môi trường sống, kể cả những nơi khắc nghiệt Chúng tham gia vào các chu trình tự nhiên quan trọng như cacbon, nitơ, hydro và lưu huỳnh Một số chi vi khuẩn thường gặp bao gồm Pseudomonas, Acetobacter, Bacillus, Nitrobacter, Nitrosomonas, Thioplotoa, Thiobacillus và Lactobacillus.

Nấm lớn như Phanerochaete chrysosporium đóng vai trò quan trọng trong xử lý ô nhiễm chất thải hữu cơ Ngoài ra, các loại nấm khác như Aspergillus, Penicillium, Fusarium, Cladosporium, Rhizactonia và Alternaria cũng có sinh khối lớn hơn vi khuẩn xạ khuẩn, góp phần chủ yếu vào việc làm sạch các chất ô nhiễm hữu cơ, bao gồm đường, axit hữu cơ và lignocellulose.

Xạ khuẩn, với cấu tạo tương tự như vi khuẩn và nấm, đóng vai trò quan trọng trong việc xâm nhập chất ô nhiễm nhờ vào rễ bông đặc trưng Trong nhóm này, Streptomyces chiếm ưu thế, có thể lên đến 90% tổng số đại diện của giới xạ khuẩn.

Mùi hôi phát sinh khi chất thải rắn được lưu trữ lâu ngày trong quá trình thu gom, trung chuyển và thải ra bãi rác, đặc biệt ở những vùng khí hậu nóng Điều này xảy ra do quá trình phân hủy kị khí các chất hữu cơ có trong chất thải rắn sinh hoạt Trong điều kiện kị khí, sulfate có thể bị khử thành sulfide (S 2-), và sulfide sau đó kết hợp với hiđro để tạo thành H2S.

2 CH3CHOHCOOH + SO 2 4  2CH3COOH + S 2- + H2O + CO 2 4H2 + SO 2 4   S 2- + 4H2O

Ion sulfude có thể kết hợp với muối kim loại có sẵn, ví dụ muối sắt tạo thành sulfude kim loại:

S 2- kết hợp với Fe 2+ để tạo thành FeS, là nguyên nhân chính gây ra màu đen của chất thải rắn phân hủy kị khí tại bãi chôn lấp Nếu không hình thành các muối này, vấn đề mùi tại bãi chôn lấp sẽ trở nên nghiêm trọng hơn.

Các hợp chất chứa lưu huỳnh bị phân hủy sẽ tạo nên mùi hôi thối như methyl mercaptan và aminobutyric

Methylmercaptan có thể bị thủy phân tạo thành methyl alcohol và hydroen sulfide

2.4.3 Chuyển hóa sinh học của chất rắn

Quá trình chuyển hóa sinh học chất hữu cơ trong chất thải rắn sinh hoạt giúp giảm thể tích và khối lượng chất thải, đồng thời sản xuất phân compost và khí methane Vi sinh vật như vi khuẩn, nấm, men và antinomycetes đóng vai trò quan trọng trong quá trình này, diễn ra trong điều kiện hiếu khí hoặc kỵ khí tùy thuộc vào lượng oxy có sẵn Sự khác biệt giữa hai loại phản ứng này nằm ở sản phẩm cuối cùng và lượng oxy cần thiết cho quá trình hiếu khí Các phương pháp chuyển hóa chất hữu cơ bao gồm làm phân compost hiếu khí, phân hủy kị khí và phân hủy kị khí ở nồng độ chất rắn cao Trong quá trình làm phân compost hiếu khí, chất hữu cơ từ chất thải sinh hoạt được phân hủy sinh học, với thời gian và mức độ phụ thuộc vào bản chất chất thải, độ ẩm và các yếu tố môi trường Dưới điều kiện thích hợp, rác vườn và chất hữu cơ có thể được chuyển hóa thành phân compost trong khoảng thời gian từ 4 đến 6 tuần.

Chất hữu cơ kết hợp với O2 và dinh dưỡng tạo ra tế bào mới, phần chất hữu cơ, CO2 không phân hủy, H2O, NH3, SO2 và nhiệt Trong quá trình phân hủy kị khí, chất hữu cơ trong chất thải rắn sinh hoạt có thể phân hủy sinh học, tạo ra khí CO2 và CH4 Quá trình chuyển hóa này được mô tả bằng một phương trình hóa học.

Chất hữu cơ + Nước + Dinh dưỡng  Tế bào mới + Phần chất hữu cơ +

CO2 không phân hủy + CH4 + NH3 + H2S + Nhiệt

Trong quá trình chuyển hóa kị khí, CO2 và CH4 là hai thành phần chính trong tổng lượng khí sinh ra Để xử lý phần chất hữu cơ bền còn lại, bùn cần được tách nước trước khi thải ra bãi chôn lấp Sau khi tách nước, bùn thường được ủ thành phân compost hiếu khí để bón cho đất hoặc xử lý tại bãi chôn lấp.

Các phương pháp xử lý

Hiện nay, rác thải sinh hoạt chủ yếu được xử lý qua ba phương pháp: chôn lấp, đốt và ủ Mặc dù có thể xử lý bằng cách đổ đống ngoài trời, phương pháp này gây ô nhiễm thứ cấp và dễ tạo ổ dịch, nên cần hạn chế Xu hướng hiện tại là phát triển việc sử dụng rác thải sinh hoạt để sản xuất phân, đặc biệt là phân vi sinh, với nhiều ưu điểm như không gây ô nhiễm, cung cấp nguồn phân vi sinh cho nông nghiệp và mang lại hiệu quả kinh tế cao.

2.5.1 Phương pháp chôn lấp Đây là phương pháp xử lý lâu đời, cổ điển và đơn giản nhất Bãi chôn lấp có vị trí xa khu dân cư, xa nguồn nước, dễ vận chuyển và phần lớn là lộ thiên Rác sau thu gom được đem tới bãi, đổ thành lớp và nén lại

Phương pháp chôn lấp hiện nay đã được cải tiến thành chôn lấp tích cực hay chôn lấp kiểu ủ sinh học, được áp dụng rộng rãi ở nhiều nước tiên tiến Rác thải được đổ vào hố có lót nilon chống rò rỉ nước, đi kèm với hệ thống dẫn nước rác để xử lý riêng và bổ sung vi sinh vật nhằm tăng cường quá trình phân hủy sinh học Bề mặt được phủ kín bằng nilon hoặc đất để đảm bảo hiệu quả xử lý.

- Với phương pháp chôn lấp lộ thiên, đây là phương pháp đơn giản, chi phí vận hành thấp

- Phương pháp landfill giảm được ô nhiễm nguồn nước và không khí

- Tốn diện tích lớn để chứa rác

- Thời gian phân hủy rác thải lâu, kể cả phương pháp landfill mặc dù có bổ xung vi sinh vật

Chôn lấp lộ thiên không được phủ kín bề mặt, dẫn đến việc phát thải các khí như NH4, CO2, H2S, NH3, scatol, indol và nhiều khí gây mùi khó chịu khác từ bãi rác Điều này gây ra ô nhiễm không khí nghiêm trọng cho các khu vực xung quanh.

Phương pháp chôn lấp rác thải đơn giản dẫn đến việc nước mưa thấm vào bãi rác, tạo ra lượng nước rò rỉ lớn Điều này rửa trôi các chất dễ phân hủy và gây ra ô nhiễm nguồn nước nghiêm trọng.

Rác thải chôn lấp chưa được phân loại chứa nhiều chất khó phân hủy và độc hại, không chỉ có sẵn trong rác mà còn phát sinh trong quá trình ủ, gây ra mối nguy hiểm lớn cho môi trường đất.

Bãi rác là nơi tập trung nhiều vi sinh vật gây bệnh, và việc chôn lấp lộ thiên các tác nhân này có thể ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe của cư dân sống gần khu vực bãi rác.

- Khi quá tải, phải tốn chi phí rất lớn cho việc quản lý bãi rác, để đảm bảo bãi 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 và nước rác rất lớn

Rác thải được xử lý bằng cách đốt trong các lò đốt, giúp thu nhiệt để phát điện Công nghệ này chủ yếu được áp dụng ở các quốc gia phát triển, nơi có nền kinh tế đủ mạnh để hỗ trợ dịch vụ thu gom rác như một phúc lợi xã hội Tuy nhiên, phương pháp đốt rác là tốn kém nhất, với chi phí xử lý một tấn rác cao gấp khoảng 10 lần so với chôn lấp hợp vệ sinh.

Năng lượng phát sinh từ quá trình đốt có thể được sử dụng cho lò hơi, lò sưởi, và các ngành công nghiệp cần nhiệt và điện Tuy nhiên, mỗi lò đốt cần có một hệ thống xử lý khí thải hiệu quả để kiểm soát ô nhiễm không khí do quá trình đốt gây ra, mặc dù việc này tốn kém.

Đốt là một phản ứng hóa học giữa oxi và chất hữu cơ, dẫn đến việc hình thành các hợp chất bị oxi hóa, đồng thời phát ra ánh sáng và nhiệt Khi không khí được cung cấp đầy đủ và trong điều kiện lý tưởng, quá trình đốt các thành phần hữu cơ có trong chất thải rắn sinh hoạt có thể được mô tả bằng một phương trình phản ứng cụ thể.

Quá trình cháy chất hữu cơ trong không khí dư tạo ra các sản phẩm cuối cùng bao gồm N2, CO2, H2O, tro và nhiệt Việc cung cấp lượng không khí dư là cần thiết để đảm bảo quá trình cháy diễn ra hoàn toàn, giúp tối ưu hóa việc xử lý chất thải rắn sinh hoạt.

Trong quá trình phân hủy chất thải, các thành phần chính bao gồm CO2, H2O, O2 và phần không cháy, bên cạnh đó còn tồn tại một lượng nhỏ khí NH3, SO2, NOx và các khí vi lượng khác, tùy thuộc vào bản chất của chất thải.

Nhiệt phân là quá trình biến đổi các hợp chất hữu cơ không bền nhiệt thành các sản phẩm khí, lỏng và rắn thông qua phản ứng cracking nhiệt và ngưng tụ trong điều kiện thiếu oxy Khác với quá trình đốt, nhiệt phân thu nhiệt thay vì tỏa nhiệt, mang lại nhiều ưu điểm trong việc xử lý chất thải hữu cơ.

- Hạn chế được vấn đề ô nhiễm liên quan đến nước rác, xử lý triệt để các chỉ tiêu ô nhiễm của chất thải đô thị

- Cho phép xử lý nhiều loại rác

- Công nghệ này cho phép xử lý được toàn bộ chất thải đô thị mà không cần nhiều diện tích đất sử dụng làm bãi chôn lấp rác

- Giảm tới mức nhỏ nhất chất thải cho khâu xử lý cuối cùng, nếu sử dụng công nghệ tiến tiến còn có ý nghĩa cao bảo vệ môi trường

- 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 thải chứa dioxin và furan, gây hiệu ứng nhà kính và các bệnh đường hô hấp

- Giá thành đầu tư lớn, chi phí tiêu hao năng lượng và chi phí xử lý cao

- Vận hành dây chuyền phức tạp, đòi hỏi năng lực kỹ thuật và tay nghề cao

Phương pháp này chỉ phù hợp cho việc xử lý rác thải công nghiệp và rác thải y tế, không hiệu quả cho rác thải sinh hoạt có hàm lượng rác hữu cơ cao, như tình hình hiện nay ở Việt Nam.

2.5.3 Phương pháp đổ đống ngoài trời [1]

Phương pháp thu gom và xử lý chất thải này rất phổ biến tại các thị trấn, thành phố ở Việt Nam Quy trình bao gồm việc thu gom chất thải và vận chuyển đến địa điểm xử lý đã được xác định, đảm bảo các tiêu chí như xa khu dân cư, xa nguồn nước và thuận tiện cho việc vận chuyển Ưu điểm của phương pháp này là đảm bảo an toàn cho môi trường và sức khỏe cộng đồng.

- Ít tốn kém Nhược điểm:

CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN

Qui trình sản xuất phân vi sinh từ rác thải sinh hoạt

Phân loại sơ bộ bằng tay

Tạp chất Rác thải sinh hoạt

Phân loại bằng sức gió 1

Màng mõng dẽo Tái chế

Máy tách từ tính Đất, cát, vụn hữu cơ

Phân loại bằng sức gió 2

Màng mõng dẽo Tái chế

Làm nguội Định lượng Phân NPK Đóng gói Ủ sơ bộ Ủ chín

Chế phẩm EMC Phối trộn

Thuyết minh dây chuyền công nghệ

Mục đích của việc phun chế phẩm EM là hạn chế sự phát triển của sinh vật gây bệnh và ruồi nhặng, đồng thời khử mùi hôi, đảm bảo sức khỏe cho công nhân phân loại rác sơ bộ cũng như các công nhân trong nhà máy Ngoài ra, việc này còn kích thích sự phát triển của vi sinh vật mùn hóa rác hữu cơ.

Rác được thu gom và đưa về nơi tập kết, sau đó chế phẩm EM được phun đồng thời bằng máy bơm phun hóa chất Tỷ lệ phun chế phẩm EM là 2 lít cho mỗi tấn rác.

3.2.2 Phân loại sơ bộ bằng tay

Rác thải sinh hoạt chứa nhiều thành phần phức tạp, bao gồm cả chất hữu cơ và phi hữu cơ Để sản xuất phân bón hiệu quả, cần phải tách biệt các chất phi hữu cơ có kích thước lớn, nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho các công đoạn xử lý tiếp theo.

Sau khi được phun EM để khử mùi, rác tại bãi tập kết sẽ được đưa lên phễu nạp liệu và qua băng chuyền xử lý Công nhân sẽ đứng hai bên băng tải để phân loại rác bằng tay, nhặt bỏ các loại rác không phù hợp như lốp cao su và than gỗ ra khỏi hỗn hợp ban đầu.

Mục đích của việc làm nhỏ các loại rác màng mỏng nhựa dẻo là để giải phóng rác khỏi các bao rác, từ đó tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình phân loại rác sau này.

Rác sau khi được phân loại sơ bộ bằng tay sẽ được chuyển qua băng chuyền vào máy xé bao, nơi rác được làm tơi, đập và cắt nhỏ Quá trình này giúp tăng hiệu quả phân loại rác trong các bước tiếp theo.

3.2.4 Phân loại bằng sức gió

Mục đích: Tách các thành phần nhẹ như màng mỏng nhựa dẻo ra khỏi hỗn hợp

Rác sau khi được xé nhỏ sẽ được đưa vào máy phân loại bằng sức gió Dưới tác động của luồng không khí, các thành phần màng mỏng nhựa dẻo nhẹ sẽ được tách ra và tập trung lại thành một đống Hỗn hợp rác còn lại sẽ tiếp tục di chuyển qua băng tải 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

Sau khi tách màng nhựa dẻo, rác được băng tải chuyển vào máy sàng lồng thùng quay, nơi mà thùng quay và sàng nằm nghiêng Vật liệu trong thùng được nâng lên và trượt lên bề mặt sàng theo quỹ đạo xoắn ốc Kích thước lỗ sàng khoảng 20 mm, cho phép đất, cát và mùn vụn hữu cơ lọt qua và được băng tải đưa ra ngoài, trong khi rác còn lại sẽ được chuyển đến công đoạn xử lý tiếp theo.

Mục đích của việc tách các thành phần rác kim loại ra khỏi hỗn hợp là để hỗ trợ quá trình nghiền và ủ rác diễn ra hiệu quả hơn, đồng thời ngăn ngừa tình trạng ăn mòn và hư hỏng thiết bị nghiền, băm nhỏ.

Rác được xử lý qua máy phân loại từ tính, nơi kim loại được tách ra nhờ tác dụng của nam châm Sau đó, rác tiếp tục di chuyển trên băng chuyền để xử lý, trong khi kim loại tách ra sẽ được thu gom và đưa đi tái chế.

Mục đích của việc tạo kích thước đồng đều là để thuận lợi cho quá trình phối trộn, đảm bảo men vi sinh được phân bố đều trong hỗn hợp, từ đó tăng hiệu suất và rút ngắn thời gian ủ Điều này cũng giúp tăng hệ số chứa đầy trong bể ủ, giảm diện tích cần thiết cho nhà ủ.

Rác hữu cơ sau khi được làm sạch sẽ được đưa vào máy cắt, nơi có hệ thống dao cắt phù hợp, để cắt thành kích thước cố định khoảng 5-6 cm.

3.2.8 Phân loại bằng sức gió lần 2

Mục đích: Loại bỏ các thành phần màng mỏng nhựa dẻo còn sót lại trong hỗn hợp rác sau khi đã được nghiền nhỏ

Trong quá trình vận chuyển trên băng chuyền, hỗn hợp rác sẽ được tách biệt nhờ các quạt thổi, giúp loại bỏ các màng mỏng dẻo Sau đó, hỗn hợp rác sẽ được chuyển đến giai đoạn xử lý tiếp theo.

Mục đích của việc bổ sung hỗn hợp vi sinh vật phân giải và các vi sinh vật cần thiết khác vào phân vi sinh là nhằm tăng cường các quá trình sinh học trong khối ủ, từ đó rút ngắn thời gian ủ so với việc chỉ sử dụng hệ vi sinh vật tự nhiên.

Sau khi xử lý, rác hữu cơ sẽ được chuyển qua băng tải vào máy trộn, nơi chế phẩm vi sinh được bơm vào với tỷ lệ 150g cho mỗi tấn rác hữu cơ Sau khi hoàn tất quá trình phối trộn, hỗn hợp sẽ được vận chuyển đến nhà ủ sơ bộ.

TÍNH CÂN BẰNG SẢN PHẨM

Các số liệu ban đầu

4.1.1.Kế hoạch sản xuất của nhà máy

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

- Nhà máy nghỉ làm việc vào những ngày lễ, ngày tết, chủ nhật

- Nhà máy nghỉ hoạt động vào tháng 11 để bão dưỡng và làm vệ sinh vì tháng này mưa nhiều

Bảng 4.1 Biểu đồ sản xuất của nhà máy

Vì theo quy định người lao động được nghĩ thêm 4 ngày tết âm lịch và một ngày giỗ tổ nên số ngày làm việc là 287 – 5 = 282 ngày

Nhà máy xử lý rác được thiết kế phục vụ cho cụm dân cư 200.000 người, với lượng rác thải trung bình mỗi người thải ra là 0,5 kg/ngày Tổng lượng rác thải hàng ngày đạt 100 tấn, tương ứng với 100.000 kg Năng suất của nhà máy được tính toán dựa trên con số này.

(100 x 365): 282 = 129,433 tấn rác/ngày Ngày làm viêc 1 ca nên năng suất của nhà máy là 16,179tấn rác/ giờ

4.1.2 Chọn các số liệu ban đầu : Độ ẩm trước khi ủ sơ bộ: 65% 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: 42% Độ ẩm trước khi qua sàng: 42% Độ ẩm sau khi qua sàng: 40% Độ ẩm trước khi phối trộn NPK: 40% Độ ẩm sau khi phối trộn NPK : 38% Độ ẩm trước khi ép viên: 38% Độ ẩm sau khi ép viên: 35% Độ ẩm trước khi sấy: 35% Độ ẩm sau khi sấy: 22% Độ ẩm trước khi làm nguội: 22% Độ ẩm sau khi làm nguội: 20%

Tiêu hao nguyên liệu qua từng công đoạn

4.2.1.Công đoạn xử lý phân loại sơ bộ rác thải

- Xử lý chế phẩm EM : 2%

- Phân loại sơ bộ bằng tay : 10%

- Phân loại bằng sức gió lần 1 : 5%

- Tách đất, cát bằng sàng lồng : 10%

- Làm nhỏ rác hữu cơ: 3%

- Phân loại bằng sức gió lần 2: 2%

4.2.2 Công đoạn phối trộn và ủ tạo mùn hữu cơ

Trong công đoạn phối trộn, giả định rằng hao hụt nguyên liệu là 3% Ở giai đoạn này, chế phẩm được phối trộn với 150g/tấn rác, với lượng chế phẩm rất nhỏ, không đáng kể Do đó, hao hụt trong công đoạn này vẫn được giữ nguyên ở mức 3%.

- Công đoạn ủ sơ bộ: Ở giai đoạn này độ ẩm giảm 10%, (từ 65% xuống còn 55%)

Hình 4.1: Sơ đồ cân bằng vật chất

- m, w là khối lượng và độ ẩm của nguyên liệu trước khi ủ

- M, W là khối lượng và độ ẩm của nguyên liệu sau khi ủ

- x là tỷ lệ hao hụt do giảm ẩm (%)

- m0 là khối lượng chất khô

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

Tỷ lệ hao hụt do giảm ẩm là:

Giả sử hao hụt nguyên liệu riêng ở công đoạn: 3%

Thì tỷ lệ hao hụt ở công đoạn ủ sơ bộ là: 22,222% +3%= 25,222%

-Công đoạn ủ chín Ở giai đoạn này độ ẩm giảm từ 55% xuống còn 45% Áp dụng công thức 4.1 ta có hao hụt do giảm ẩm là:

Giả sử hao hụt nguyên liệu riêng ở công đoạn: 3 % Thì hao hụt của cả công đoạn ủ chín là: 18,182%+3% = 21,182 %

4.2.3 Công đoạn hoàn thiện sản phẩm

Giai đoạn này ẩm giảm từ 45% xuống còn 42% Áp dụng công thức 4.1, ta có tỷ lệ hao hụt do giảm ẩm là:

Giả sử hao hụt nguyên liệu riêng ở công đoạn này là: 3%

Như vậy hao hụt của cả công đoạn là: 3 +5,172% = 8,172%

Giai đoạn này ẩm giảm từ 42% xuống còn 40% Áp dụng công thức 4.1, ta có tỷ lệ hao hụt do giảm ẩm là:

Giả sử do thiết bị trong giai đoạn sàng này có khoảng 6%

Như vậy hao hụt của cả công đoạn là: 6% +3,333% = 9,333%

-Công đoạn phối trộn NPK Độ ẩm trước khi phối trộn là 40%, sau phối trộn là 38% nên hao hụt do độ ẩm là 100 3 , 125 %

Giả sử hao hụt nguyên liệu riêng là 2%

Nên tổng hao hụt là 2% + 3,125% = 5,125%

Trong quá trình ép viên độ ẩm giảm từ 38% xuống còn 35% nên hao hụt do tổn thất ẩm là 100 3 , 529 %

Giả sử tổn thất nguyên liệu riêng là 3%

Nên tổng hao hụt là: 3%+ 3,529% = 6,529%

Trong quá trình sấy độ ẩm giảm từ 35% xuống còn 22% nên hao hụt do tổn thất ẩm là 100 16 , 667 %

Giả sử tổn thất nguyên liệu riêng là 5%

Trong quá trình làm nguội độ ẩm giảm từ 22% xuống còn 20% nên hao hụt do tổn thất ẩm là 100 2 , 5 %

Tổn thất nguyên liệu riêng là 3%

Tổng hao hụt ở công đoạn này là: 5%

Bảng 4.2 Hao hụt qua các công đoạn

Cân bằng sản phẩm

4.3.1 Công đoạn xử lý phân loại sơ bộ rác thải

-Lượng rác sau khi xử lý EM

Vì hao hụt của công đọan này là 2% nên lượng rác hao hụt là:

Hao hụt khối lượng riêng (%)

Hao hụt do ẩm (%) Hao hụt

1 Công đoạn xử lý EM 2 0 2

2 Phân loại sơ bộ trên băng chuyền 10 0 10

4 Phân loại bằng sức gió lần 1 5 0 5

5 Sàng lồng (tách đất, mùn) 10 0 10

8 Phân loại bằng sức gió lần 2 2 0 2

Chế phẫm EM sữ dụng cho 1 tấn rác thải là 2kg nên lượng EM sử dụng là:

2 x 16,179 = 32,358 kg/giờ = 0,032 tấn/giờ Khối lượng nguyên liệu sau khi xử lý là:

-Lượng rác sau khi phân loại trên băng chuyền

Khối lượng nguyên liệu sau khi phân loại trên băng truyền là:

-Lượng rác sau khi qua công đoạn xé bao

Khối lượng nguyên liệu sau khi phân loại trên băng truyền là:

-Lượng rác sau khi qua công đoạn phân loại bằng sức gió lần 1:

Khối lượng nguyên liệu sau khi phân loại bằng sức gió lần 1 là:

-Lượng rác sau khi qua công đoạn sàng lồng (tách đất, mùn):

-Lượng rác sau khi qua công đoạn phân loại bằng từ tính:

-Lượng rác sau khi qua công đoạn nghiền làm nhỏ

-Lượng rác sau khi qua công đoạn phân loại bằng sức gió lần 2

2 = 0,223 tấn/ giờ Khối lượng nguyên liệu sau khi phân loại bằng sức gió lần 1 là:

4.3.2 Công đoạn phối trộn và ủ mùn hữu cơ

-Lượng nguyên liệu sau khi phối trộn

Chế phẩm sữ dụng để phối trộn cho 1 tấn rác thải là 150g (http://www.webmuaban.com/?modes&siteid`5812 ) nên lượng chế phẩm sử dụng là:

0,150 x 10,926 = 1,639 kg/giờ = 0,002 tấn/giờ Khối lượng nguyên liệu sau khi phối trộn là:

-Lượng nguyên liệu sau khi ủ sơ bộ

Vì hao hụt của công đọan này là 25,222% nên lượng nguyên liệu hao hụt là: 10,600 x

Khối lượng nguyên liệu sau khi ủ sơ bộ là:

-Lượng nguyên liệu sau khi ủ chín

Vì hao hụt của công đọan này là 21,182% nên lượng nguyên liệu hao hụt là: 7,926 x

Khối lượng nguyên liệu sau khi ủ chín là:

4.2.3 Công đoạn hoàn thiện sản phẩm

-Lượng nguyên liệu sau khi được làm tơi

Vì hao hụt của công đọan này là 8,172% nên lượng nguyên liệu hao hụt là:

Khối lượng nguyên liệu sau khi làm tơi là

-Lượng nguyên liệu sau khi qua sàng

Vì hao hụt của công đọan này là 9,333% nên lượng nguyên liệu hao hụt là:

Khối lượng nguyên liệu sau khi làm tơi là

-Lượng nguyên liệu sau khi phối trộn NPK

Vì hao hụt của công đọan này là 5,125% nên lượng rác hao hụt là:

Lượng nguyên liệu còn lại là H’=5,201 - 0,267 = 4,934 tấn/giờ Theo http://www.langasuco.com.vn/chitietsanpham.php?cate=3&id lượng N:P:K là 3:2:2

Gọi H là lượng phân vi sinh sau khi phối trộn, ta có:

Lượng N cần phối trộn là 5,305 x 0,03 = 0,159 tấn/1 giờ Lượng P cần phối trộn là 5,305 x 0,02 = 0,106 tấn/ 1 giờ Lượng K cần phối trộn là 5,305 x 0,02 = 0,106 tấn/ 1 giờ

-Lượng sản phẩm sau khi đêm ép viên

Vì hao hụt của công đọan này là 6,529% nên lượng sản phẩm hao hụt là:

Khối lượng nguyên liệu sau khi làm ép viên là

-Lượng sản phẩm sau khi sấy

Khối lượng sản phẩm sau khi làm sấy là

-Lượng sản phẩm sau khi làm nguôi

Khối lượng sản phẩm sau khi làm làm nguội là

-Lượng sản phẩm sau khi đêm đóng bao

5 = 0,184 tấn/ giờ Khối lượng sản phẩm sau khi đêm đóng bao là:

Tiêu đề	Sản Xuất Phân Vi Sinh Từ Rác Thải Sinh Hoạt
Trường học	Trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Công Nghệ Sinh Học
Thể loại	Đồ án
Thành phố	Thành Phố Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	39
Dung lượng	367,75 KB