Công nghệ ủ phân compost

cung cấp các thông số kĩ thuật cũng như giải pháp xử lí sinh học chất thải rắn

Mục lục

Mở đầu

Hiện nay, rác thải đô thị đang là vấn đề rất bức xúc ở Việt Nam cũng như ở các nướctrên thế giới Cùng với mức sống ngày càng cao của nguời dân thì lượng chất thải phátsinh ngày càng lớn, tính chất độc hại của chất thải rắn ngày càng tăng Rác thải trong các

đô thị nếu không có biện pháp thu gom xử lý kịp thời sẽ là nguồn gây ô nhiễm môitrường nghiêm trọng và ảnh hưởng lớn tới sức khoẻ của con người Do đó việc tìm ra mộtcông nghệ xử lý phù hợp theo hướng mang lại hiệu quả và đảm bảo chất lượng môitrường là hết sức cần thiết

Trong rác thải đô thị ( chủ yếu là rác thải sinh hoạt ) có hàm lượng chất hữu cơchiếm 40- 60%, do đó có thể tận dụng các thành phần này để sản xuất phân bón phục vụcho nông nghiệp đồng thời cũng giảm được một phần diện tích bãi chôn lấp vốn rất khókhăn hiện nay Phương pháp sinh học xử lý rác thải tạo phân compost vừa đem lại giá trịkinh tế lại ít gây ô nhiễm môi trường, cho nên có thể đặt ở ngay trong khu đô thị để giảmbớt chi phí vận chuyển rác thải Vì vậy, đây là một công nghệ phù hợp và mang tính khảthi cao để áp dụng cho các thành phố ở nước ta

Trong bản đồ án này ta sẽ đi vào thiết kế một hệ thống xử lý rác thành phân vi sinh đểgóp phần giải quyết lượng rác thải phát sinh ngày càng nhiều ở các đô thị nước ta vàđồng thời cung cấp thêm một lượng phân bón phục vụ cho nông nghiệp

Nội dung của bản đồ án bao gồm:

- Tổng quan về chất thải rắn đô thị

- Cơ sở lý thuyết của phương pháp ủ hiếu khí tạo phân compost

- Thiết kế hệ thống chế biến rác thành phân hữu cơ với công suất 100.000 tấnrác/năm

Chương I :

Tổng quan về chất thải rắn đô thị

I.1 Khái niệm về chất thải rắn:

* Theo quan điểm chung: chất thải rắn là toàn bộ các loại vật chất được con người loại

bỏ trong các hoạt động kinh tế xã hội của mình (bao gồm các hoạt động sản xuất, cáchoạt động sống và duy trì sự tồn tại của cộng đồng ) Trong đó quan trọng nhất là cácchất thải sinh ra từ các hoạt động sản xuất và hoạt động sống

* Theo quan điểm mới: Chất thải rắn đô thị (gọi chung là rác thải đô thị) được địnhnghĩa là: Vật chất mà người tạo ra ban đầu vứt bỏ đi trong khu đô thị mà không đòi hỏiđược bồi thường cho sự vứt bỏ đó Thêm vào đó, chất thải được coi là chất thải rắn đô thịnếu chúng được xã hội nhìn nhận như một thứ mà thành phố phải có trách nhiệm thu gom

và tiêu hủy

I.2 Nguồn tạo thành chất thải rắn đô thị:

Các nguồn chủ yếu phát sinh ra chất thải rắn đô thị bao gồm:

- Từ các khu dân cư (chất thải rắn sinh hoạt);

- Từ các trung tâm thương mại;

- Từ các công sở, trường học, công trình công cộng;

- Từ các dịch vụ đô thị, sân bay;

- Từ các hoạt động công nghiệp;

- Từ các họat động xây dựng đô thị;

- Từ các trạm xử lý nước thải và từ các đường ống thoát nước của thành phố

Như vậy có thể thấy chất thải rắn sinh hoạt là một phần trong chất thải rắn đô thị vàchiếm một tỷ lệ khá lớn cùng với chất thải rắn công nghiệp:

* Chất thải rắn sinh hoạt:

Chất thải rắn sinh hoạt là những chất thải liên quan đến các hoạt động của con người,nguồn tạo thành chủ yếu từ các khu dân cư, các cơ quan trường học, các trung tâm dịch

vụ thương mại Chất thải rắn sinh hoạt có thành phần bao gồm kim loại, sành sứ, thuỷtinh, gạch ngói vỡ, đất, đá, cao su, chất dẻo, thực phẩm dư thừa, vỏ rau quả Theophương diện khoa học, có thể phân biệt các loại chất thải rắn sau:

- Chất thải thực phẩm bao gồm các thức ăn thừa, rau, quả loại chất thải này mangbản chất dễ bị phân huỷ sinh học, quá trình phân hủy tạo ra các mùi khó chịu, đặc biệt

- Các chất thải rắn từ đường phố có thành phần chủ yếu là lá cây, que củi, nilong, vỏbao gói.

I.3 Tình hình chất thải rắn ở các đô thị Việt Nam:

Trong những năm qua quá trình đô thị hoá đất nước diễn ra với tốc độ khá nhanh.Mạng lưới đô thị quốc gia được mở rộng và phát triển mạnh, đến nay cả nước có 623 đôthị các loại, trong đó có 4 thành phố trực thuộc trung ương, 82 thành phố, thị xã trựcthuộc tỉnh, 537 thị trấn, ngoài ra còn có 60 khu công nghiệp đang xây dựng Dân số đôthị chiếm 23% dân số cả nước với tỷ lệ tăng dân số là 0,5% Sự gia tăng dân số và quátrình đô thị hoá cùng với mức sống ngày càng cao là nguyên nhân chủ yếu làm cho tỷ lệphát sinh chất thải rắn đô thị ngày càng tăng Chất thải rắn sinh hoạt có tỷ lệ phát sinhđứng thứ hai sau chất thải rắn công nghiệp

ở Việt Nam, tốc độ phát sinh rác thải tuỳ thuộc vào từng loại đô thị và dao động từ 0,8 kg/người.ngày với tỷ trọng 0,5 tấn/m3 Các trung tâm đô thị nhỏ tỷ lệ phát sinh là 0,3-0,5 kg/người.ngày Dự báo sau 10-15 năm nữa lượng chất thải rắn ở các đô thị lớn củanước ta sẽ đạt tới trị số giống như ở các đô thị lớn ở các nước Châu á hiện nay, là khoảng1,2kg/người.ngày Lượng chất thải rắn trung bình phát sinh từ các đô thị và thành phốnăm 1996 là 16,237 tấn/ngày; năm 1997 là 19,315 tấn/ngày và năm 1998 là 22,210tấn/ngày Hiệu suất thu gom dao động từ 40%-67% ở các thành phố lớn và từ 20%-40%

0,35-ở các đô thị nhỏ, thậm chí 0,35-ở một số thị xã và nhiều thị trấn chưa có tổ chức thu gom chấtthải rắn và chưa có bãi đổ rác chung Lượng bùn cặn trong cống thường lấy theo định kỳhàng năm, số lượng trung bình là 822 tấn/ngày

Bảng I.1: Lượng chất thải rắn phát sinh và tỷ lệ thu gom trên toàn quốc từ năm1997-1999 [10]

Loại chất thải Lượng phát sinh (tấn/ngày ) Lượng thu gom ( % )

Chất thải công nghiệp

- Chất thải có nguồn gốc hữu cơ cao (50-60%), đây là điều kiện tốt để chôn, ủhay chế biến thành phân bón hữu cơ phục vụ cho nông nghiệp

- Chứa nhiều đất cát, sỏi đá vụn gạch vỡ, thành phần này không có tính độc hại,

độ ẩm tương đối cao

Trọng lượng riêng của chất thải rắn đóng vai trò quyết định trong việc chọn lựa chọnthiết bị thu gom và phương thức vận chuyển Tại Hà Nội trọng lượng riêng của rác thảidao động từ 350-450 kg/m3, Đà Nẵng là 420 kg/m3, Hải Phòng là 580 kg/m3, thành phố

Hồ Chí Minh là 500kg/m3

Các đô thị, thành phố của Việt Nam đều đang trên đà phát triển mạnh, lượng chất thảirắn phát sinh ngày càng nhiều đặc biệt là rác thải sinh hoạt Do đó việc thu gom xử lý tốt,triệt để, không gây ô nhiễm môi trường và đem lại nguồn lợi là điều đáng quan tâm, đòihỏi phải lựa chọn công nghệ xử lý sao cho phù hợp với tình hình, thành phần và đặc điểmcủa rác thải đô thị

Tổng lượng chất thải rắn của các đô thị ở Việt Nam không lớn nếu so với các nướctrong khu vực và trên thế giới Tuy nhiên vấn đề đáng lo ngại là việc quản lý chất thải rắnnguy hại, khó khăn trong việc thu gom xử lý rác cũng như ý thức của người dân chưa caovẫn đang là yếu tố gây ô nhiễm Vì vậy cần phải có biện pháp quản lý và xử lý kịp thời

I.4 Hiện trạng quản lý rác thải ở Hà Nội.

Một trong những vấn đề gay cấn nhất về quản lý chất thải rắn đô thị ở nước ta nóichung và Hà Nội nói riêng là khả năng thu gom còn thấp so với yêu cầu đặt ra Tỷ lệ thugom ở Hà Nội chỉ đạt 65% (năm 1998), trong khi đó khối lượng rác thải phát sinh ngàycàng nhiều và thành phần ngày càng phức tạp Rác thải ở Hà Nội hầu hết không đượcphân loại tại nguồn, đáng chú ý là trong rác có chứa các thành phần nguy hại Nguyênnhân chính dẫn đến tình trạng tỷ lệ thu gom chất thải rắn thấp là hầu hết các đô thị đềuthiếu phương tiện vận chuyển rác, thiếu nhân lực, hệ thống quản lý và thu phí đối vớichất thải rắn chưa thích hợp, thiếu vốn đầu tư

Bảng I.2: Dự báo khối lượng chất thải đô thị thành phố Hà Nội.[2]

Tại Hà Nội, công ty môi trường đô thị Hà Nội trực thuộc Sở giao thông công chính

Hà Nội là doanh nghiệp có nhiệm vụ thu gom, vận chuyển và xử lý chất thải trong nộithành, còn 5 huyện ngoại thành do các xí nghiệp môi trường trực thuộc Uỷ ban nhân dânhuyện quản lý thực hiện việc thu gom xử lý chất thải rắn trên địa bàn huyện Sở khoa học

và công nghệ môi trường có chức năng quản lý nhà nước về chất thải rắn ở các đơn vịmôi trường, các cơ quan, xí nghiệp công nghiệp, trường học, khu dân cư trên địa bànthành phố

I.4.1 Công nghệ thu gom:

Hiện nay việc thu gom chất thải rắn đô thị ở Hà Nội được tiến hành theo hai bước:

+ Thu gom sơ cấp (thu gom ban đầu): là cách mà theo đó rác thải được thu gom từnguồn phát sinh ra nó (nhà ở, cơ sở thương mại…) và chở đến bãi chứa chung, các địađiểm hoặc bãi chuyển tiếp Thường thì các hệ thống thu gom sơ cấp bao gồm những xechở rác nhỏ, xe hai bánh kéo bằng tay để thu gom rác và chở đến nơi tập kết

+ Thu gom thứ cấp: Rác từ nơi tập kết sẽ được vận chuyển tới nơi xử lý Bước thugom này do Công ty môi trường đô thị thực hiện

 Thu gom chất thải sinh hoạt và đường phố:

Hiện nay, lượng chất thải sinh hoạt và đường phố còn lại chưa thu gom được hàng ngàykhoảng 4-7%, một số ít được đổ xuống ao hồ, bãi đất trống.

 Thu gom rác thải bệnh viện:

Chất thải bệnh viện được thu gom và vận chuyển riêng do tính chất đặc biệt nguy hạicủa nó Tuy nhiên nhiều chất thải nguy hại chưa được phân loại, thậm chí còn thảibừa bãi ra khu vực xung quanh và lẫn vào với rác thải sinh hoạt Hiện nay mỗi ngàycác bệnh viện ở Hà Nội thải ra từ 11-20 tấn phế thải rắn Công ty môi trường đô thịthu gom được 46m3/ ngày, trong đó tỷ lệ phế thải nguy hại chiếm 25%

 Thu gom chất thải công nghiệp:

Hiện nay chỉ có một phần nhỏ chất thải từ các cơ sở sản xuất công nghiệp lớn đượcCông ty môi trường đô thị Hà Nội thu gom theo hợp đồng và một số ít cơ sở có xâydựng hệ thống xử lý nhằm tận dụng lại chất thải Đối với các cơ sở công nghiệp nhỏtrong thành phố thì hầu hết chất thải công nghiệp đổ cùng với chất thải sinh hoạt hoặc

xử lý đơn giản chưa có kiểm xoát cụ thể

 Thu gom phân bùn bể phốt:

Phân bùn bể phốt được Công ty môi trường đô thị Hà Nội thu gom bằng xe chuyêndụng và được đưa đi xử lý Lượng phân phát sinh hàng ngày khoảng 350 tấn nhưngmới chỉ thu gom được 250 tấn do một số bể phốt nằm ở các ngõ nhỏ và quá xa so với

độ dài ống hút của bơm

I.4.2 Công nghệ xử lý:

 Chất thải sinh hoạt:

Hầu hết rác thải sinh hoạt sau khi thu gom đều được vận chuyển đến bãi rác NamSơn( Sóc Sơn) để chôn lấp, một phần chất thải hữu cơ được đưa đi chế biến thànhphân compost tại xí nghiệp chế biến phế thải đô thị Cầu Diễn

Xe chở rác

Nơi

xử lý

viện Bạch Mai, bệnh viện lao trung ương, bệnh viện Việt Đức Điều này đã góp phầnlàm giảm các chất ô nhiễm độc hại phát sinh và bảo vệ môi trường

 Chất thải công nghiệp và bùn thải:

Phần lớn chất thải công nghiệp của Hà Nội do chính các nhà máy thu gom, xử lý

và vận chuyển ra bãi rác chôn lấp chung của thành phố Trong tương lai, một nhà máy

xử lý chất thải công nghiệp sẽ được bố trí xây dựng tại khu liên hiệp xử lý rác thảiNam Sơn ( Sóc Sơn- Hà Nội)

Bùn thải thu gom một phần được đưa về xí nghiệp chế biến phế thải đô thị Cầu Diễn

để xử lý làm phân hữu cơ, còn phần lớn được đưa đi chôn lấp, hoặc ủ trong các hố ủphân riêng

I.5 Các biện pháp giảm lượng phát sinh chất thải rắn.

Khối lượng rác sinh ra tại các nguồn xả ngày càng lớn vì vậy việc giảm khối lượng

và đặc tính của chất thải rắn là những vấn đề kỹ thuật đòi hỏi xã hội phải giải quyếtvới mục tiêu lâu dài phù hợp với tình hình phát triển và bảo vệ môi trường, bảo đảmcân bằng sinh thái

Hiện nay nhu cầu của dân chúng ngày càng cao, số lượng chất thải khổng lồ ngàycàng tăng và do vậy có nhiều sự cố xảy ra trong quá trình quản lý, giải quyết chất thảirắn tạo thành và xu thế ảnh hưởng của chất thải rắn tới môi trường thiên nhiên ngàycàng tăng Giai đoạn đầu của vấn đề giảm lượng chất thải là phải nhận thức được rằngchất thải rắn là loại chất thải không mong muốn, không biết trước được quá trình traođổi của nó ở trong vùng và những tác động do chúng gây ra mang tính xã hội Cácvấn đề liên quan dưới đây sẽ trả lời câu hỏi tại sao việc tạo ra ít chất thải và ít ô nhiễm

là cách lựa chọn tốt nhất:

- Tiết kiệm năng lượng và các nguồn năng lượng gốc

- Giảm sự khai thác, xử lý, sử dụng các nguồn gây tác động xấu tới môi trường

- Tăng cường sức khoẻ công nhân và sự an toàn bởi việc giảm sự xuất hiện cácvật liệu có tính độc hại nguy hiểm

- Giảm chi phí khống chế ô nhiễm và quản lý chất thải

 Phương thức để giảm chất thải và ô nhiễm:

- áp dụng công nghệ sản xuất sạch hơn trong sản xuất

- Cần có sự phân loại chất thải tại nguồn

I.6 Các phương pháp xử lý rác thải.

I.6.1 Phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh:

Trong các phương pháp xử lý và tiêu huỷ chất thải rắn, chôn lấp là phương pháp phổbiến và đơn giản nhất Phương pháp này được áp dụng rộng rãi ở hầu hết các nước trênthế giới Về thực chất, chôn lấp là phương pháp lưu trữ chất thải trong một bãi rác có phủđất lên trên Chôn lấp hợp vệ sinh là một phương pháp có kiểm soát sự phân huỷ của chấtthải rắn khi chúng được chôn nén và phủ lớp đất trên bề mặt Chất thải rắn trong bãi chônlấp sẽ bị phân huỷ theo thời gian nhờ quá trình phân giải sinh học diễn ra bên trong lớprác chôn lấp để tạo ra sản phẩm cuối cùng là các chất giàu dinh dưỡng như các axít hữu

cơ, hợp chất amôn, các chất khí như CO2, CH4, H2S …

Theo qui định của TCVN 6696-2000, bãi chôn lấp hợp vệ sinh phải là khu vực đượcqui hoạch thiết kế, xây dựng để chôn lấp các chất thải phát sinh từ các khu dân cư đô thị

và các khu công nghiệp Bãi chôn lấp chất thải rắn bao gồm các ô chôn lấp chất thải,vùng đệm, các công trình phụ trợ như trạm xử lý nước rác, trạm thu hồi khí, trạm cungcấp điện nước, văn phòng làm việc…

I.6.2 Phương pháp thiêu đốt.

Đốt rác là giai đoạn xử lý cuối cùng được áp dụng cho một số loại rác nhất địnhkhông thể xử lý bằng các biện pháp khác Phương pháp này sử dụng nhiệt độ cao để thiêuhuỷ tất cả các chất thải có khả năng gây ô nhiễm và tiêu diệt luôn các vi sinh vật có khảnăng gây bệnh Khí sinh ra cần phải được xử lý để giảm ô nhiễm không khí, phần tro, xỉsinh ra sẽ được đem đi chôn lấp

Phương pháp thiêu đốt chất thải được sử dụng rộng rãi ở những nước phát triển nhưĐức, Thụy Sĩ, Hà Lan, Nhật Bản…ở Việt Nam đã áp dụng phương pháp này nhưng mớichỉ dùng cho chất thải bệnh viện

Ưu điểm của phương pháp này là có thể giảm đến 95% thể tích rác đưa vào đốt, trongthời gian ngắn có thể tiêu hủy được một lượng rác lớn, thích hợp cho các thành phố cómật độ dân số cao, đất hẹp Tuy nhiên giá thành đầu tư và chi phí vận hành của phươngpháp này rất cao, nếu không kiểm soát tốt có thể sẽ gây ô nhiễm không khí

I.6.3 Phương pháp xử lý sinh học.

Đối với chất thải rắn sinh hoạt, do có chứa một hàm lượng lớn thành phần các chấthữu cơ dễ phân hủy nên nếu xử lý bằng phương pháp chôn lấp thì không những khôngtận dụng được những thành phần này mà còn làm tăng diện tích bãi chôn lấp Đây là điều

khá bất lợi Còn việc thiêu đốt chất thải sinh hoạt thì chi phí quá cao và không khả thi vớithực tế nước ta

Với 40- 60% hàm lượng chất hữu cơ trong thành phần của chất thải rắn sinh hoạt, lànhững thành phần thích hợp cho việc xử lý bằng phương pháp sinh học Do vậy, hướng

xử lý sinh học đối với chất thải rắn sinh hoạt là một hướng đi hết sức có ý nghĩa Nó giúpchúng ta tạo ra được những sản phẩm có giá trị từ việc xử lý rác thải

I.6.3.1 Xử lý yếm khí tạo khí biogas.

Đây là phương pháp sử dụng quá trình phân hủy yếm khí rác thải Rác thải sau khiđược phân loại sơ bộ các chất vô cơ để tái sử dụng sẽ được đưa vào ủ với điều kiện yếmkhí hoàn toàn Rác hữu cơ sẽ được các vi sinh vật yếm khí phân giải thành các sản phẩmkhí chủ yếu là CH4, là khí có giá trị thu hồi Sản phẩm cuối cùng của quá trình là một loạiphân hữu cơ dạng lỏng dùng cho nông nghiệp

Nhược điểm chính của phương pháp là khó vận hành do điều kiện yếm khí nghiêm ngặt

I.6.3.2 Xử lý hiếu khí tạo phân compost.

Giải pháp xử lý rác thải sinh hoạt bằng phương pháp ủ sinh học để tổng hợp phân bónhữu cơ là phương pháp có nhiều ưu điểm:

- Loại trừ được 50% lượng rác thải sinh hoạt bao gồm các chất hữu cơ làthành phần gây ô nhiễm môi trường đất, môi trường nước, môi trườngkhông khí

- Sử dụng lại được 50% các chất hữu cơ có trong thành phần rác thải để chếbiến làm phân bón phục vụ nông nghiệp theo hướng cân bằng sinh thái, hạnchế việc nhập khẩu phân hoá học và bảo vệ đất đai

- Giảm diện tích đất chôn lấp, tăng khả năng chống ô nhiễm môi trường Cảithiện điều kiện sống của cộng đồng

- Vận hành đơn giản Dễ kiểm soát chất lượng sản phẩm

- Giá thành tương đối thấp, có thể chấp nhận được

- Phân loại được các loại rác thải có thể tái sử dụng phục vụ cho công nghiệp Nhược điểm:

- Mức độ tự động hoá của công nghệ chưa cao

- Việc phân loại vẫn phải thực hiện thủ công nên ảnh hưởng đến sức khỏecủa công nhân

- Chất lượng sản phẩm chưa cao

* Công nghệ ủ hiếu khí để xử lý rác thành phân compost:

ủ hiếu khí là công nghệ đang được sử dụng phổ biến trong khoảng hai thập kỷ gầnđây, đặc biệt là ở các nước phát triển như: Tây Ban Nha, Canada, Mỹ…Rác hữu cơ sau

khi được phân loại và nghiền đến kích thước thích hợp sẽ được đưa vào bể ủ có cấp khícưỡng bức Rác hữu cơ sẽ được phân hủy nhờ sự hoạt động của các vi khuẩn hiếu khí với

sự có mặt của oxy Trong đống ủ, các vi sinh vật (chủ yếu là nhóm vi sinh vật ưa ấm và

ưa nóng) sẽ sử dụng oxy và các chất dinh dưỡng trong rác nguyên liệu để sinh trưởng vàphát triển Do vậy thể tích rác sẽ giảm đi đáng kể ở phương pháp này, một lượng nhiệtkhá lớn cũng được sinh ra trong suốt quá trình oxy hoá cacbon trong rác thành CO2

Sự phân hủy hiếu khí diễn ra khá nhanh, chỉ sau khoảng 2-4 tuần rác được phân hủyhoàn toàn Các vi khuẩn gây bệnh, trứng côn trùng hay hạt cỏ dại đều bị tiêu diệt do nhiệt

độ cao trong đống ủ Bên cạnh đó mùi hôi thối cũng được giảm đi đáng kể do quá trình ủhiếu khí

Các phương pháp ủ hiếu khí thường dùng:

đó rác được để trong khoảng 3-4 tuần không đảo trộn Trong quá trình này nấm mốc và

xạ khuẩn sẽ chuyển hoá các chất hữu cơ thành mùn

b) Kỹ thuật ủ rác theo luống cấp khí cưỡng bức:

Quá trình ủ rác làm phân vi sinh theo luống tĩnh có cấp khí được phát triển bởi bộ nôngnghiệp của Mỹ vào những năm 70 Hệ thống ủ theo luống bao gồm 1 hệ thống ống cấpkhí đặt dọc theo luống Chiều cao của luống thường từ 2 -2,5 m Thông thường mỗi luống

có 1 máy cấp khí riêng Chất thải được phân hủy trong thời gian từ 3-5 tuần và ổn địnhthêm trong vòng 4 tuần kế tiếp

c) Kỹ thuật ủ rác trong thiết bị ( hệ thống ủ kín):

Trong phương pháp này rác được đưa vào các thiết bị kín có dung tích khác nhau,thông thường từ 15-20 m3 Hệ thống ủ kín được sử dụng nhằm hạn chế mùi hôi thối bốc

ra từ quá trình phân hủy chất thải hữu cơ cũng như để kiểm soát các điều kiện môi trườngnhư: dòng không khí vào, nhiệt độ quá trình ủ, lượng vi sinh vật bổ sung… Thời gian lưucủa chất thải trong thiết bị ủ kín kéo dài từ 2-3 tuần nhưng để ổn định tính chất của phân

vi sinh thì cần thời gian dài hơn, có thể từ 4-12 tuần

Chương II :

Cơ sở lý thuyết của phương pháp ủ hiếu khí chế biến phân compost

Chế biến phân compost là một quá trình chuyển hoá chất hữu cơ trong rác thải thànhnhững chất mùn có tác dụng cải tạo đất trồng

Nguyên tắc của phương pháp ủ hiếu khí làm phân compost là sử dụng các vi sinh vật

có trong rác hoặc các vi sinh vật bổ sung để phân hủy các chất hữu cơ có trong rácnguyên liệu Các vi sinh vật này sử các chất hữu cơ làm nguồn dinh dưỡng và năng lượngphục vụ cho quá trình sống và tổng hợp tế bào đồng thời ổn định các thành phần của ráctạo thành sản phẩm phân compost

Quá trình chế biến phân compost bằng phương pháp hiếu khí gồm 2 giai đoạn chính: + Giai đoạn đầu ( giai đoạn ủ hiếu khí): ở giai đoạn này, 2 nhóm vi sinh vật hiếukhí chủ yếu là vi sinh vật ưa ấm và vi sinh vật ưa nóng phát triển mạnh và thực hiệnquá trình phân giải các chất hữu cơ trong rác Trong giai đoạn này do nhiệt độ đống ủcao nên các vi sinh vật gây bệnh sẽ bị tiêu diệt Một lượng nhiệt khá lớn được sinh ra

là kết quả của hoạt động trao đổi chất Suốt giai đoạn này kích thước nguyên liệu ủgiảm dần và sản phẩm phân compost dần được hình thành Khí sinh ra ở đây chủ yếu

là CO2 và hơi nước Việc sử dụng chế phẩm sinh học nhằm bổ sung các chủng vi sinhvật thích hợp sẽ đẩy nhanh tốc độ quá trình ủ

+ Giai đoạn cuối ( giai đoạn ủ chín ): các vi sinh vật tiếp tục phân huỷ các chất dinhdưỡng có thể phân giải, vật liệu ủ trở nên khô hơn và mủn đi Khi giai đoạn này kếtthúc phân compost sẽ được hình thành

Các phản ứng xảy ra trong quá trình phân hủy hiếu khí:

Đường, xenluloza, hemixenluloza:

(CH2O)x + xO2 x CO2 + x H2O + E

Protein ( N hữu cơ) NH3 NO2- NO3- + E

S hữu cơ: S + x O SO4

Phốtphát hữu cơ ( Phytin, Lecithin ) H3PO4 Ca(HPO4)2

Phương trình tổng quát:

Xenluloza

Hemixenluloza

Protein + O2 + Chất dinh dưỡng Tế bào mới + tế bào chết + Lignin chất hữu cơ bền vững + CO2 + Pectin H2O + NO3- + SO42- + Q

Tinh bột

Lipit

Phân compost chính là phần chất hữu cơ bền vững trong phân giải

II.1 Thành phần rác nguyên liệu làm phân compost.

Không phải thành phần nào trong rác thải sinh hoạt cũng có thể bị phân hủy sinhhọc cho nên chỉ có những thành phần hữu cơ trong rác mới là nguyên liệu thích hợpcho quá trình ủ hiếu khí để làm phân compost Mà trong rác thải sinh hoạt ở các đô thịnước ta thành phần chất hữu cơ lại chiếm hàm lượng khá lớn( 40- 60%), độ ẩm cao

Do vậy việc làm phân compost từ các chất hữu cơ trong rác thải sinh hoạt là mộthướng xử lý chất thải rất phù hợp cho các đô thị nước ta

Bảng II.1: Tổng hợp các số liệu về thành phần rác thải của Hà Nội [2]

( Đơn vị: % khối lượng )

Các thành phần

cơ bản

Số liệuUrenco (1997)

Số liệu Jica (1998)

Số liệu thực tế(2002)

Số liệu trung bình

Ngoài các thành phần hữu cơ trong rác thì thành phần phân bùn bể phốt và bùn cặn từcác trạm xử lý nước thải cũng là nguyên liệu rất tốt cho quá trình chế biến phân compost

và cải thiện chất lượng phân hữu cơ sản xuất ra

Bảng II.2: Thành phần hoá học của các loại bùn thải [10]

( Theo % trọng lượng khô )

Loại bùn

cặn

Chấthữu cơ

béo

XenLulo

Chấtkhác

HydratcarbonCặn từ bể

3,09 2,3

0,3 - 0,4

5,97 2,60

-

-

-

Thành phần hữu cơ có trong rác bao gồm: xenluloza, hemixenluloza, pectin, lignin, tinhbột, protein, lipit … Trong đó xenluloza chiếm chủ yếu trong rác thải sinh hoạt nên các visinh vật tự nhiên có trong rác thải chủ yếu là vi sinh vật phân giải xenluloza Các vi sinhvật hoạt động mạnh ở những thời điểm khác nhau tuỳ thuộc vào từng giai đoạn, điều kiệnvật lý, nồng độ oxy, nhiệt độ …

Bảng II.3: Thành phần chất hữu cơ trong rác thải [18]

Thành

phần

Thành phần hữu cơ ( kg/tấn )Xenlulo

-za

xenluloza

Hemi-Pectin Tinh bột

& đường

Lignin (%)

Protein Lipit Chất

vô cơ(%)

Chấtkhác(%)Chất thải

II.2 Cơ chế phân giải các chất hữu cơ có trong rác thải.

II.2.1 Phân giải xenluloza.

Xenluloza là một trong những thành phần cơ bản của tế bào thực vật Trong rác thải

xenluloza chủ yếu có trong giấy và rác hữu cơ ( rau quả, thực phẩm) Xenluoza là chất

khá bền vững, nó là một polime mạch thẳng tạo nên bởi các gốc õ – D glucoza liên kếtvới nhau bằng liên kết õ(1-4) glucozit Mỗi phân tử xenluloza có từ 2000 - 10000 gốc

glucoza Các đơn phân glucoza này có cấu trúc hình dạng ghế Hàm lượng xenluloza ở

thực vật bậc cao thì không cố định mà thay đổi theo tuổi và loại thực vật Trong thực vậthàm lượng xenluloza thường chiếm khoảng 15-40%

 Cơ chế phân giải :

Bước đầu tiên trong quá trình phân giải xenluloza là sự thủy phân các polyme nhờenzym thủy phân Những enzym hay phức hệ enzym mang tên xenlulaza xúc tác cho sự

chuyển hoá của xenluloza không hoà tan thành những sản phẩm đơn giản hơn có khả

năng hoà tan Quá trình thuỷ phân bởi enzym xenlulaza cuối cùng kéo theo việc giảiphóng 1 hoặc 2 phân tử đường Bước xảy ra sau khi thủy phân xenluloza biến đổi tuỳ

thuộc cá thể của vi sinh vật Đường đơn sẽ được chuyển hoá thành CO2 ở điều kiện hiếukhí

(C6H10O5)n C12H22O11 C6H12O6 C6H12O6 CO2 + H2O + E

 Vi sinh vật phân giải:

+ Vi khuẩn: Pseudomonas, Cellulomonas, Cellvibrio, Bacillus …

Vi khuẩn hiếu khí thường phân huỷ xenluloza để tổng hợp tế bào chất và giải phóngCO2

+ Xạ khuẩn: Streptomyces, Vibrio, Nocardia, …

+ Nấm: aspergillus chaetomium, Curvularia, trichoderma,…

II.2.2 Phân giải hemixenluloza.

Hemixenluloza là một polyme cấu tạo từ đường đơn, hemixenluloza được chia làm 2

loại:

+ Hemoglycans: có cấu tạo chỉ gồm 1 loại đường đơn liên kết với nhau Hemoglycansthường không phải là hemixenluloza quan trọng trong thực vật Dạng điển hình củahemoglycans là xylan hoặc galactan

+ Heteroglycans: đây là những polysaccharit phổ biến hơn, cấu tạo gồm hơn 1 loạiđường hoặc axit uronic trong phân tử Heteroglycans thường gồm 2- 4 hoặc 5-6 gốcđường khác nhau cùng tồn tại trong 1 phân tử Heteroglycans phổ biến nhất trong thựcvật bao gồm: arabinoxylan, arabinogalactans, arabinoglucuronoxylan Cấu trúc củanhững polyme này thường phức tạp, một số có từ 50-200 gốc đường thuộc nhiều loạiđường khác nhau trong phân tử Hemixenluloza thường phân nhánh

Chỉ có 1 số loại đường và axit uronic phổ biến là:

- Pentoza: xyloza và arabinoza

- Hexoza: glucoza, galactoza và mannoza

- Axit uronic: axit glucuronic, axit galacturonic

 Cơ chế phân giải:

 Vi sinh vật phân giải:

Nấm: aspergillus, Rhizopus, Fusarium, …

Vi khuẩn: Bacillus, Pseudomonas, …

Xenlulaza

H2OVSV

II.2.3 Phân giải lignin

Lignin cũng là thành phần chủ yếu của tế bào thực vật cùng với xenluloza và

hemixenluloza Nó là hợp chất cao phân tử có chứa trong xác cây thân gỗ 18-30%.

Lignin cấu tạo chỉ gồm 3 nguyên tố là C, H, O và có cấu trúc dạng vòng thơm Lignin rấtkhó bị thuỷ phân, những axit vô cơ nồng độ cao ít có ảnh hưởng đối với phân tử lignin.Lignin cũng không hoà tan trong nước nóng, dung môi hữu cơ trung tính nhưng hoà tantrong kiềm

Phân tử lignin là một polyme của nhân thơm với phenyl-propan ( C6- C3 )

+ R, R’ có thể là H

+ R là H, R’ là OCH3

+ R, R’ là nhóm OCH3 ( mexophyl) Quá trình phân huỷ lignin có thể xảy ra trong cả điều kiện hiếu khí và yếm khí Dolignin khó bị phân giải bởi enzym nên tốc độ của quá trình phân hủy ( trong cả hai điều

kiện ) đều rất chậm so với sự phân giải xenluloza và hemixenluloza Lignin được phân

giải qua nhiều giai đoạn với sự tham gia của nhiều nhóm vi sinh vật khác nhau để tạo ramùn

 Vi sinh vật phân giải:

+ Vi khuẩn: Pseudomonas

+ Nấm: aspergillus, Fusarium, …

II.2.4 Phân giải protein.

Protein là một hợp chất hữu cơ phức tạp, tồn tại dưới dạng protein đơn giản vàprotein phức tạp Protein thường chứa khoảng 1-17,6% nitơ

Cơ chế phân giải: gồm 3 giai đoạn

- Giai đoạn thủy phân: Trong giai đoạn này protein được phân giải dưới tác dụngcủa proteaza tạo thành peptit Sau đó dưới tác dụng của peptidaza, peptit lại được phângiải thành các aminoaxit

- Giai đoạn khử amin: Tách gốc amin của axit amin Trong thiên nhiên quá trìnhkhử amin xảy ra theo nhiều cơ chế khác nhau:

+ Khử amin bằng thuỷ phân:

R-CH2OH + CO2 + NH3

RHO

Sản phẩm của giai đoạn khử amin là các hợp chất hữu cơ, axetol axit, khí CO2, NH3

- Giai đoạn phân giải hoàn toàn:

Các hợp chất hữu cơ ( rượu, axit, axetol axit) sẽ bị oxihoá tạo thành CO2, NH3, H2O

 Vi sinh vật phân giải:

+ Vi khuẩn: Bacillus mycoides, Bac mensentericus,

+ Nấm, xạ khuẩn: Steptomyces griseus, aspergillus, Rhizopus, Mucor, penicillium II.2.5 Phân giải lipit:

Lipit ( este của glyxerin và axit béo) không tan trong nước, tan trong một số dungmôi hữu cơ Lipit có nhiều trong các loại chất thải của xí nghiệp sản xuất dầu ăn, các lò

mổ gia súc, nước thải sinh hoạt Lipit tồn tại dưới 2 dạng:

- Lipit đơn giản là triglyxerit ( este của glyxerin + 3 axit béo )

- Lipit phức tạp: thường là este với rượu mạch vòng sterol

 Cơ chế phân giải:

Giai đoạn đầu của sự phân giải lipit là sự thuỷ phân dưới tác dụng của enzymlipaza tạo thành glyxerin và axit béo Sau đó glyxerin tiếp tục bị đường phân tạothành axit piruvic rồi tham gia vào chu trình Krep tạo H2O và CO2 còn axit béo bịphân huỷ tạo thành CH3-CO-CoA, chất này tham gia vào chu trình Krep tạo thànhH2O + CO2

Lipit Glyxerin + axit béo

Axit piruvic CH3-CO-CoA

CO2 + H2O CO2 + H2O

 Vi sinh vật phân giải:

+ Vi khuẩn: Bacterium, Pseudomonas pyocya

+ Xạ khuẩn, nấm mốc: aspergillus, Penicilium

ONH2

H

Đường phânKrep

Lipaza

Phân huỷKrep

NH2

II.2.6 Phân giải gluxit.

Gluxit là những chất cấu tạo nên thành tế bào thực vật, có trong rác thải chủ yếu ởdạng tinh bột Gluxit là những chất dự trữ có ý nghĩa quan trọng như glucoza, fructoza(trong quả ), saccharoza (trong mía, củ cải đường ),tinh bột (trong hạt, quả) Đó là nguồnnăng lượng cần cho các hoạt động sống và quá trình tổng hợp các chất hữu cơ khác nhau.Ngoài ra gluxit còn là những sản phẩm trung gian quan trọng trong các quá trình trao đổichất như quang hợp, đường phân, chu trình Krep

 Cơ chế phân giải

Tinh bột Dextin C12H22O11 Glucoza axit piruvic

 Vi sinh vật phân giải:

Nấm mốc: aspergillus niger, Rhizopus nigricans

II.2.7 Quá trình nitrat hoá.

Là quá trình vô cơ hoá triệt để, oxihóa NH3 thành NO3- để khai thác năng lượng,được thực hiện qua 2 giai đoạn;

+ Giai đoạn nitrit hoá:

+ Giai đoạn oxi hóa:

2HNO2 + O2 = 2 HNO3

II.2.8 Quá trình phản nitrat hóa.

Là quá trình khử nitrat tạo thành những hợp chất nitơ có hoá trị nhỏ hơn Quá trìnhphản nitrat hoá trong tự nhiên có 2 loại:

- Phản nitrat hoá trực tiếp: xảy ra dưới tác dụng trực tiếp của vi sinh vật

+ Khử axit nitric thành axit nitrit: do vi khuẩn và nấm hoại sinh

HNO3 HNO2 + H2O

+ Một số vi khuẩn có thể tiến hành khử nitrat thành NH3

+ Nhiều loại vi sinh vật có khả năng khử HNO2 => N2 Loài vi khuẩn hoạt động nhất

là Bac denitrificans, Pseudomonas fluorescens.

- Phản nitrat hoá gián tiếp:

+ Giai đọan oxi hóa HNO3 => HNO2

+ Giai đoạn khử : các axit amin hình thành trong giai đoạn thủy phân protein sẽphản ứng với HNO2 tạo thành axit hữu cơ, nước và giải phóng N2

II.2.9 Quá trình sunfat hoá:

Thực chất là quá trình vô cơ hoá S hữu cơ, khoáng hoá S hữu cơ thành các muốisunfat Quá trình sunfat hoá thực hiện được chủ yếu là nhờ quá trình oxi hóa và thườngquá trình oxi hoá xảy ra theo từng bước:

- oxi hoá H2S

2 H2S + O2 S2 + 2H2O + 65 kcal

S2 lại được các vi sinh vật oxi hóa thành H2SO4

- oxi hoá muối

Na2S2O3 + 2O2 + H2O Na2SO4 + H2SO4 + 500 kcal

Các vi sinh vật có khả năng oxi hoá S2 trực tiếp chủ yếu là Chromo Pseudomonas, oxihoá H2S chủ yếu là Proteus, oxi hoá muối chủ yếu là Thiobacillus

II.2.10 Quá trình biến đổi photpho.

Photpho là một chất dinh dưỡng quan trọng cần thiết để nâng cao chất lượng mùamàng Photpho hữu cơ chủ yếu ở dạng phytin, axit nucleic và lecithin Phytin, axitnucleic, lecithin được khoáng hoá bởi các enzym phytaza, nucleaza và lecithinaza

Enym phytaza thủy phân liên kết este photphat ở những muối hoà tan của axit phyticthành inositol và H3PO4

Quá trình chuyển hoá photpho dưới tác dụng của vi sinh vật thường xảy ra dưới 2 dạng:

- Chuyển hoá các hợp chất photpho dưới dạng không tan thành dạng dễ tan hơn

- Chuyển hoá photpho ở dạng hợp chất hữu cơ phức tạp thành photpho ở dạng các hợpchất hữu cơ đơn giản hơn

 Vi sinh vật phân giải:

Các vi sinh vật phân hủy photpho vô cơ khó tan thành dạng dễ tan gồm: Pseudomonas, Aspergillus niger, Penicillium, Bacillus

II.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ủ hiếu khí và chất lượng sản phẩm.

II.3.1 Tỷ lệ C: N.

Tỷ lệ C/N của rác hữu cơ là nhân tố quan trọng nhất ảnh hưởng tới quá trình chế biếnphân compost Quá trình chuyển hoá các chất hữu cơ thành chất mùn được thực hiện chủyếu bởi các vi sinh vật và do đó bị ảnh hưởng bởi các thành phần của cacbon và nitơ cómặt trong rác thải hữu cơ ban đầu Các vi sinh vật cần cacbon để phát triển và nitơ đểtổng hợp protein Tỷ lệ C/N = 30/1 có lẽ là tối ưu nhất cho hiệu quả quá trình làm phân

Khi vật liệu hữu cơ nghèo N hay tỷ lệ C/N cao thì hoạt động của vi sinh vật bị suy giảm

và thời gian phân hủy kéo dài ở tỷ lệ C/N thấp hơn, NH3 được hình thành dưới điều kiệnthuận lợi và có thể bị oxi hoá thành nitrit và nitrat Một số chất dinh dưỡng khác như P,

K, S và chất vi lượng thì cũng cần thiết để vi sinh vật phát triển ở tỷ lệ thấp hơn nữadưới điều kiện không thuận lợi sẽ làm tăng việc mất NH3 Nếu tỷ lệ C/N cao hơn có thểkéo dài thời gian làm phân compost Do vậy để giảm thời gian phân hủy nếu vật liệu hữu

cơ có tỷ lệ C/N cao thì phải bổ sung vật liệu hữu cơ giàu nitơ như lá cây tuơi, phân xímáy, bùn cặn, rỉ đường

II.3.2 Kích thước nguyên liệu và đảo trộn

Kích thước nguyên liệu và việc đảo trộn nguyên liệu có ảnh hưởng lớn đến tốc độquá trình ủ hiếu khí cũng như chất lượng sản phẩm Thời gian làm phân compost có thể

sẽ nhanh hơn nếu rác hữu cơ được nghiền, xé thành những mẩu nhỏ hơn Khi đó rácnguyên liệu sẽ trở nên thích hợp hơn đối với vi sinh vật phân hủy, cũng như làm tăngdiện tích tiếp xúc của rác đối với không khí Kích thước của rác hữu cơ tốt nhất cho quátrình ủ nằm trong khoảng từ 25- 75 mm, nhỏ hơn 50 mm là tốt nhất

Tỷ lệ C/N và % độ ẩm là hai thông số quan trọng được quan tâm khi phối trộn và đảotrộn với các loại chất hữu cơ khác Có thể không cần đảo trộn nếu tỷ lệ C/N nằm trongkhoảng 25-50, mặc dù tỷ lệ C/N từ 30-40 là tốt hơn Nếu nguyên liệu mà nghèo nitơ thìcần phải bổ sung các chất chứa nhiều nitơ như phân xí máy, bùn cặn, rỉ đường để đạtđược tỷ lệ C/N gần tối ưu Tương tự nếu vật liệu quá khô hay quá ẩm cũng cần có sựphối trộn và đảo trộn để giảm điều kiện yếm khí và phát sinh mùi

II.3.3 Độ ẩm.

Độ ẩm của rác ảnh hưởng đến quá trình chế biến phân compost vì nó hòa tan cácchất dinh dưỡng khuyếch tán vào trong tế bào vi sinh vật và nó cũng là thành phần đểhình thành nên tế bào vi sinh vật Nếu hàm lượng độ ẩm trong đống ủ hiếu khí thấp hơn40% thì sự phân hủy sẽ chậm lại Sự phân hủy hiếu khí có thể diễn ra tại hàm lượng độ

ẩm từ 30-100% Suốt quá trình ủ hiếu khí, hàm lượng độ ẩm cao nên được duy trì để điềukiện kỵ khí không tạo ra Độ ẩm ở mức 50-60% là tối ưu nhất cho quá trình ủ hiếu khí.Tuy nhiên độ ẩm có thể từ 40-80% tùy thuộc vào bản chất của vật liệu hữu cơ làm phâncompost

II.3.4 Nhiệt độ.

Nhiệt độ ảnh hưởng đến quá trình làm phân bởi vì nó ảnh hưởng đến sự sinh trưởng củacác vi sinh vật có trong rác thải Ta biết rằng mỗi loại vi sinh vật phát triển trong một

khoảng nhiệt độ nhất định Ngoài khoảng nhiệt độ đó vi sinh vật sẽ bị hạn chế sự pháttriển Tuỳ theo quan hệ với vùng nhiệt độ mà có thể chia vi sinh vật thành 3 nhóm:

- Nhóm vi sinh vật ưa lạnh: sinh trưởng tốt nhất ở 0-100C

- Nhóm vi sinh vật ưa ấm: sinh trưởng tốt nhất ở 27-350C

- Nhóm vi sinh vật ưa nóng: sinh trưởng tốt nhất ở 50-600C

Với rất nhiều chủng vi sinh vật có trong đống ủ hiếu khí, nhiệt của phản ứng phân giảitoả nhiệt nhận được đủ thích hợp để các vi sinh vật phát triển Và khi nhiệt độ lớn hơn

400C, những vi sinh vật ưa ấm được thay thế bởi các vi sinh vật ưa nhiệt Nhiệt độ caotrong đống ủ là cần thiết để tiêu diệt các mầm bệnh và hạt cỏ dại Điều này xảy ra trong2-5 ngày đầu tiên của quá trình ủ hiếu khí Nhịêt độ ở giữa đống ủ lên đến 55- 700C vàsau đó nhiệt độ này giảm dần đến nhiệt độ xung quanh Sự phân hủy diễn ra nhanh nhấttrong trạng thái ưa nhiệt Nhiệt độ tối ưu cho sự oxi hoá các chất hữu cơ thành CO2 vàH2O là khoảng 600C Nếu nhiệt độ quá cao trong đống ủ kéo dài sẽ làm quá trình phângiải giảm do một số vi sinh vật ưa nhiệt bị tiêu diệt Phạm vi của sự tăng nhiệt độ trongđống ủ sẽ phụ thuộc vào loại vật liệu tồn tại trong đống ủ và kích thước của đống ủ

Bảng II.4: Nhiệt độ và thời gian cần thiết để tiêu diệt mầm bệnh trong đống ủ[17]

Vi sinh vật Điểm nhiệt độ chết và thời gian tiếp xúc

Salmonella typhosa Không sinh trưởng ở 460C, chết trong 30’ ở

55-600C và trong 20’ ở 600C

Salmonella sp Chết trong 1h ở 550C và trong15-20’ ở 600C

Shigella sp Chết trong 1h ở 550C

escherichia coli Chết trong 1h ở 550C và trong 15-20’ ở 600C

Entamoeba histolytica cysts Chết trong vài phút ở 450C và vài giây ở 550C

Taenia saginata Chết trong vài phút ở 550C

Trichinella spiralis larvae Chết nhanh chóng ở 550C và chết ngay lập tức ở

600C

Brucella abortus Chết trong 3’ ở 62-630C và trong 1h ở 550C

Micrococcus pyogenes var.aureus Chết trong 10’ ở 500C

Streptococcus pyogenes Chết trong 10’ ở 540C

Mycobaterium tuber culosis Chết trong 15-25’ ở 660C và trong chốc lát ở 670C

Corynebacterium diphtheriae Chết trong 45’ ở 550C

ascaris lumbricoides eggs Chết trong 1h ở nhiệt độ lớn hơn 500C

Nocato ramericanus Chết trong 50’ ở 450C

II.3.5 Độ pH.

Mỗi loài vi sinh vật thích ứng với một khoảng pH riêng biệt Độ pH của môi trườngkhông những ảnh hưởng mạnh mẽ đến sự sinh trưởng mà còn ảnh hưởng trực tiếp hoặcgián tiếp đến quá trình trao đổi chất của vi sinh vật:

- Trực tiếp làm thay đổi sự tích điện bề mặt tế bào và ảnh hưởng tới hoạt tính của cácenzym

- Gián tiếp làm thay đổi sự phân bố các cấu tử thức ăn do đó ảnh hưởng tới sự khuyếchtán các chất dinh dưỡng vào trong tế bào vi sinh vật

Giá trị pH đầu tiên trong đống ủ compost thường mang tính axit nhẹ ( xung quanh giátrị pH = 6 ) Những sản phẩm axit hữu cơ trong suốt trạng thái đầu của quá trình ủ lànguyên nhân làm tính axit cao hơn pH = 4,5-5 Nhưng khi nhiệt độ tăng pH sẽ tăng đếngiá trị kiềm nhẹ ( pH =7,5-8,5 )

II.3.6 Sự cấp khí.

Đối với quá trình làm phân hữu cơ bằng phương pháp hiếu khí thì cấp khí là yếu tốrất quan trọng Cấp khí nhằm cung cấp oxy cho các vi sinh vật hiếu khí tiến hành phângiải các chất hữu cơ trong rác một cách nhanh chóng đồng thời có tác dụng tản nhiệt khinhiệt độ trong đống ủ cao Nếu cấp khí không tốt lượng oxy cung cấp không đủ, khôngđều sẽ xuất hiện những vùng yếm khí và làm phát sinh mùi từ đống ủ

Oxy được cung cấp vào bể ủ qua 2 con đường:

- Sự khuyếch tán của không khí: chiếm tỷ lệ không đáng kể

- Thổi khí cưỡng bức: nguồn cung cấp chủ yếu

II.3.7 Vi sinh vật.

Trong rác thải ban đầu có sẵn một lượng vi sinh vật cần cho quá trình phân hủy cácchất hữu cơ nhưng với số lượng nhỏ cho nên thời gian phân huỷ sẽ kéo dài Do vậy cầnphải bổ sung các chủng vi sinh vật có khả năng phân giải mạnh để rút ngắn thời gian củaquá trình Các vi sinh vật bổ sung này phải được phân lập, lựa chọn và nhân giống đểđảm bảo các yêu cầu:

+ Phải sinh trưởng và phát triển tốt trong môi trường tại đống ủ

+ Phải có khả năng sinh enzym có hoạt tính cao và ổn định

+ Có tác dụng cải tạo đất, nuôi cấy dễ dàng

+ Không độc hại cho người, động thực vật

Trong đống ủ compost các nhóm vi sinh vật thay đổi trong suốt quá trình ủ Nấm và vikhuẩn sản xuất axit xuất hiện trong trạng thái ưa ấm Khi nhiệt độ tăng đến hơn 400C, cácnhóm vi sinh vật ưa ấm này sẽ được thay thế bởi vi khuẩn, xạ khuẩn và nấm ưa nhiệt

Cuối cùng vi khuẩn ưa ấm sẽ tái xuất hiện khi nhiệt độ quá trình giảm xuống Rất nhiều

vi khuẩn hiếu khí có mặt đầu tiên và sinh sôi nảy nở nhưng sau khi tăng cường hoạt độngthì số lượng của chúng bắt đầu giảm theo sự thay đổi của nhiệt độ môi trường đống ủ.Vai trò của vi khuẩn có thể được nhận thấy trong việc tăng nhiệt độ của đống ủ để các visinh vật ưa nhiệt phát triển Vi khuẩn ưa ấm phát triển mạnh trong một khoảng thời giannhất định, chúng tiêu thụ và phân giải hầu hết cacbonhydrat và protein Xạ khuẩn giúpphân giải tinh bột Vi khuẩn ưa nhiệt không giữ vai trò quan trọng trong phân gảixenluloza và lignin nhưng tham gia phân giải protein, lipit và hemixenluloza Lignin rấtkhó phân giải Xạ khuẩn ưa nhiệt thì giữ vai trò quan trọng trong phân giải xenluloza.Nấm ưa nhiệt xuất hiện khi nhiệt độ trong khoảng 40-600C và có hiệu quả hơn nấm ưa

ấm trong việc sử dụng xenluloza và hemixenluloza

Chương III:

Công nghệ chế biến phân compost

III.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ.

Tiếp nhận rác qua cân điện tử

Băng chuyền phân loại

Sàng quay phân loại kích thước lỗ sàng = 75mmBăng tải từ tínhSân đảo trộn

ủ hiếu khí (21ngày )

ủ chín (28ngày )

Sàng quayphân loại kích thước lỗ = 15mm

Thiết bị phân loại ( sàng lắc +bàn tuyển tỷ trọng)

Mùn loại ITrộn phụ gia

Chất dinh dưỡng

VSV

Sơ tuyển

Chôn lấpTái chế

xử lý

III.2 Thuyết minh các công đoạn của dây chuyền.

III.2.1 Công đoạn phân loại.

Phân loại rác thải là một công đoạn rất quan trọng để có được sản phẩm phâncompost chất lượng cao Do rác thải ở nước ta không được phân loại tại nguồn nên trongrác có chứa rất nhiều chất không thích hợp cho quá trình chế biến Vì vậy cần phải tiếnhành phân loại để loại bỏ phần rác thải khó phân huỷ giúp giảm hao mòn các thiết bị,giảm nhẹ khâu phân loại sau khi ủ chín và làm tăng chất lượng sản phẩm Quá trình phânloại bao gồm 3 giai đoạn:

+ Sơ tuyển tại sàn tập kết:

Rác tươi đưa vào nhà máy sau khi qua cân điện tử để xác định khối lượng sẽ được đưavào sàn tập kết Tại đây rác được san thành một lớp có chiều dày khoảng 30 cm để quátrình sơ tuyển đạt hiệu quả cao Sau đó công nhân sẽ dùng cào để loại bỏ các vật liệu cókích thước lớn, chất khó phân hủy như thùng giấy, mũ cứng, vỏ đồ hộp, cành cây vàđặc biệt là các túi nilon đựng rác Phần rác loại này sẽ được thu gom và chuyển ra bãichôn lấp, những vật liệu có thể tái chế được thì đem đi tái chế

+ Băng chuyền phân loại:

Rác sau khi sơ loại được đưa vào băng tải nhặt nhờ phễu nạp rác Rác này sẽ được phânloại bởi các công nhân đứng ở hai bên băng chuyền Giai đoạn này sẽ loại bỏ nốt nhữngvật liệu có kích cỡ lớn, khó phân huỷ mà giai đoạn sơ loại chưa loại hết như túi nilon,thủy tinh, vỏ hộp Các vật này được bỏ vào thùng chứa có bánh xe lăn đặt bên cạnh mỗicông nhân và đến khi thùng chứa đã đầy thì được công nhân chuyển ra bãi chứa rác loại

và thay các thùng mới vào

+ Tuyển lựa thùng quay:

Phần rác ra khỏi băng chuyền sẽ được nạp vào sàng quay để loại bỏ nốt phần rác khôngthích hợp và tách phần rác hữu cơ đưa ra sân đảo trộn Do trong sàng có bố trí các dao cắtđặt so le nên các túi rác sẽ được mở tung ra, rác sẽ được cắt nhỏ Rác hữu cơ có kíchthước nhỏ hơn 75 mm lọt qua mắt sàng và được đưa vào băng chuyền vận chuyển Rác

vô cơ còn lại có kích thước lớn hơn 75 mm sẽ được đưa tới sân chứa rác loại

III.2.2 Công đoạn đảo trộn.

Rác hữu cơ sau phân loại có kích thước yêu cầu sẽ được tiến hành đảo trộn ở sân đảotrộn giúp đẩy nhanh tăng tốc độ quá trình ủ Thành phần cacbon trong rác thường cao, vìvậy phải bổ sung thêm phân xí máy để cung cấp thêm thành phần nitơ, đảm bảo tỷ lệ C/N

= 30: 1 là tỷ lệ thích hợp cho quá trình phân giải các chất hữu cơ thành mùn Ngoài racòn bổ sung thêm vi sinh vật xenluloza, rỉ đường, đạm, lân, kali, dung dịch EMTC để cungcấp thêm chất dinh dưỡng cho vi sinh vật phân giải

III.2.3 Công đoạn ủ hiếu khí.

Công đoạn ủ hiếu khí nhằm phân hủy các hợp chất hữu cơ phức tạp, ngoài ra còn khửmùi hôi thối, tiêu diệt các vi sinh vật gây bệnh trong đống rác Thời gian ủ trong bể hiếukhí khoảng 21-24 ngày Nhu cầu thổi khí là thông số cơ bản diễn tả quá trình hoạt độngtrong bể ủ hiếu khí Nhu cầu thổi khí tăng dần trong giai đoạn đầu và giảm dần trong giaiđoạn cuối của quá trình compost hoá Thổi khí không những cung cấp oxy cho các visinh vật oxi hoá các chất hữu cơ mà còn có tác dụng tản nhiệt khi nhiệt độ của đống ủtăng cao

Khí được cấp vào bể ủ thông qua quạt gió lắp ở đầu bể rồi qua đường ống vào các rãnhlàm thoáng đặt ngầm dưới sàn các bể ủ, các rãnh này được đậy bằng ghi thép dẹt hàn

III.2.4 Công đoạn ủ chín.

Sau thời gian ủ hiếu khí ( 21 ngày ), phân compost sẽ được đưa vào bể ủ chín Quátrình ủ chín nhằm phân hủy nốt những chất hữu cơ chưa phân hủy và ổn định thành phầncuối cùng của phân compost Trong giai đoạn này nhiệt độ của đống ủ tăng hơn so vớinhiệt độ đống ủ trong bể ủ hiếu khí do không có cấp khí Nhờ đó ủ chín còn có tác dụngtiêu diệt các vi sinh vật gây bệnh Thời gian ủ chín kéo dài 28 ngày, trong giai đoạn ủchín cần phải đảo compost 5 ngày 1 lần nhằm cung cấp oxy cho các hoạt động của vi sinhvật cư trú trong đống ủ

III.2.5 Công đoạn sàng phân loại.

Phân compost sau khi ủ chín được đưa vào sàng thùng quay có kích thước mắt sàng

15 mm để loại bỏ những phần chưa phân hủy, túi nilon chưa loại bỏ hết ở khâu phân loạiban đầu Phần rác loại này chủ yếu được đem đi chôn lấp Phần mùn có kích thước nhỏhơn 15 mm sẽ được đưa vào sàng lắc có kích thước mắt lưới 5mm để phân loại giúp chophân vi sinh thu được thuần khiết hơn và chất lượng tốt hơn

III.2.6 Công đoạn tuyển lựa tỷ trọng.

Sản phẩm mùn hữu cơ qua khâu sàng vẫn còn lẫn một số chất vô cơ nhỏ như: cát, sỏi,thuỷ tinh vụn do vậy việc phân loại này là cần thiết để làm tăng giá trị và chất lượngphân cho cây trồng Mùn hữu cơ thu được ở công đoạn này được gọi là mùn loại I, cònphần sạn chiếm khoảng 30% gọi là phân vi sinh tận thu để đem đi cải tạo đất

III.2.7 Công đoạn hoàn thiện.

Phần mùn nhẹ loại I thu được sẽ được đưa sang khu nhà hoàn thiện Tại đây nhằmthích ứng cho từng loại cây trồng, từng giai đoạn sinh trưởng khác nhau, từng vùng đất

mà mùn tinh được bổ sung các phụ gia cần thiết như đạm, lân, kali và các chất kích thích

Sản phẩm sau phối trộn chất phụ gia sẽ được đưa ra khu đóng bao Căn cứ vào nhu cầu,

sở thích của người tiêu dùng, trong khâu đóng bao người ta phân chia ra các chủng loạibao có kích cỡ như sau:

+ Loại bao 1 kg

+ loại bao 10 kg

+ Loại bao 50 kg

Mẫu mã các loại bao đã được tiêu chuẩn hoá Yêu cầu kỹ thuật trong khâu đóng bao:

- Cân đúng trọng lượng của mùn hữu cơ

- Cân chính xác tỷ lệ phụ gia

- Xác định độ ẩm của mùn hữu cơ

III.3 Tính cân bằng vật chất cho các công đoạn.

Để tính toán thiết kế các thiết bị, nhà xưởng ta phải đi tính cân bằng vật chất cho cáccông đoạn trong dây chuyền công nghệ

- Năng suất để thiết kế hệ thống xử lý rác thải thành phân vi sinh là: 100.000 ( tấn rác/năm)

- Số ngày làm việc trong 1 năm: 300 ngày

=> Khối lượng rác xử lý trong một ngày là: 333 tấn/ngày

- Thời gian làm việc: 8h/ngày

III.3.1 Công đoạn phân loại: ( Sơ loại- Băng chuyền phân loại - Thiết bị tuyển lựa thùng quay ).

Phương trình cân bằng vật chất cho công đoạn phân loại:

G1 Rv = G 1 Rr + G 1

RLTrong đó:

G1 Rv : Khối lượng rác sinh hoạt đưa vào công đoạn phân loại (tấn/ ngày)

G1 Rv = 333( tấn/ngày )

G1 Rr : Khối lượng rác hữu cơ thu được sau phân loại (tấn/ngày)

G1 RL : Khối lượng rác loại loại bỏ từ công đoạn phân loại (tấn/ngày)

1

G 1 Rv

G 1 RL

G 1 Rr

Theo số liệu thực tế của nhà máy chế biến phế thải đô thị Cầu Diễn: trung bình khốilượng rác loại bỏ chiếm 51,6% khối lượng rác đưa vào phân loại.

Vậy: khối lượng rác loại bỏ trong khâu phân loại là:

G2 Rv: Khối lượng rác hữu cơ đưa vào đảo trộn ( tấn/ngày )

GPxm : Khối lượng phân xí máy đưa vào đảo trộn ( tấn/ngày )

GDD : Khối lượng các chất dinh dưỡng bổ sung khi đảo trộn (tấn/ngày)

GVSV : Khối lượng vi sinh vật bổ sung khi đảo trộn ( tấn/ngày )

Ta có:

G2 Rv = G 1 Rr – 5% G 1 Rr ( do trong quá trình phân loại nước bốc hơi 5% ) [11]

 G2 Rv = 161,172 – 0,05×161,172 = 153,1134 ( tấn/ngày )

 Khối lượng phân xí máy bổ sung:

Tính toán từ số liệu thực tế của nhà máy => lượng phân xí sử dụng là 21,5 m3

 GPxm = 28,595 ( tấn/ngày )

 Khối lượng các chất dinh dưỡng ( đạm, lân, rỉ đường ):

Tính toán theo số liệu thực tế => GDD = 82 kg = 0,082 ( tấn/ngày)

 Khối lượng vi sinh vật và dung dịch EMTC:

2

G 2 Rv

 Khối lượng nước bổ sung:

Để xem có phải bổ sung nước hay không, ta phải xét độ ẩm của rác trong công đoạn đảo trộn

+ Độ ẩm của rác nguyên liệu vào nhà máy ( xác định trong 100 kg mẫu rác sinh hoạt đưa vào ) với thành phần các chất trong rác thải như sau: [14]

Sau khi phân loại:

- Khối lượng rác hữu cơ là : 100 – 51,6% 100 = 48,4 kg

- Khối lượng chất khô là: 54,026 – 51,6% 54,026 = 26,149 kg

* Độ ẩm của rác trước khi vào đảo trộn được xác định theo công thức:

W = − ×100

a

b a

[10]

a: Khối lượng rác hữu cơ ban đầu ( kg ); a = 48,4 kg

b: Khối lượng khô của rác hữu cơ ( kg ); b = 26,149 kg

4,48

149,264,

 Độ ẩm của rác sau khi đã trộn với phân xí máy ( khối lượng của chất dinh dưỡng

và vi sinh vật không đáng kể nên có thể bỏ qua khi tính độ ẩm )

595,281134,153

.595,28.1134,

%80595,28

%973,451134,

+

×+

×

Như vậy sau khi đã phối trộn với phân xí máy, chất dinh dưỡng và bổ sung vi sinh vậtthì độ ẩm của rác hữu cơ đã đạt mức yêu cầu ( 50- 60% ) cho nên không cần bổ sungthêm nước ở công đoạn này

 Thay các số liệu vào phương trình cân bằng vật chất ta có

G2 Rr = 153,1134 + 28,595 + 0,082 + 0,047

= 181,8374 ( tấn/ngày )

III.3.3 Công đoạn ủ hiếu khí.

Phương trình cân bằng vật chất cho một bể ủ:

G3 Rv + G 3 KKv + G 3 N = G 3 KKr + G 3 hn + G 3

RrTrong đó:

G3 Rv: Khối lượng rác hữu cơ đưa vào 1 bể ủ hiếu khí (tấn/bể )

G3 KKv: Khối lượng khí cấp cho1 bể ủ hiếu khí (tấn/bể )

G3 N: Khối lượng nước bổ sung để duy trì độ ẩm trong bể ủ hiếu khí (tấn/bể )

G3 Rv: Khối lượng rác ra khỏi 1 bể ủ hiếu khí (tấn/bể )

G3 KKr: Khối lượng khí thoát ra từ 1 bể ủ hiếu khí (tấn/bể )

G3 hn: Khối lượng nước bốc hơi trong 1 bể ủ hiếu khí (tấn/bể )

Lượng rác thu được sau đảo trộn sẽ được đưa vào 3 bể ủ hiếu khí:

 G3 Rv = 60,6125

3

8374,1813

8374,181

333

%9,41

=

×

8374,181

333

%30

%9,2

%9,2

333

%30

%2

G 3 KKr

G 3 hn

G 3 Rr

G 3 N

G 3 KKv

Chất thải hữu cơ: G’hc = 40%.767,3 = 306,92 kg

O2 = xCO2 +

2

2u t

H2O + t NO- 3 + u SO 2- 4 + (t+2u)H+ + Q

14

i

i N G

32

i

i S G

Trong đó:

Ci, Hi, Oi, Ni, Si lần lượt là % khối lượng khô của C, H, O, N, S trong chất thải ( % )

Gi : Khối lượng khô của chất thải ( kg )

Từ bảng các thành phần hoá học của rác thải [10] ta có:

Chất thải % khối lượng khô

= 5,18826 ( kmol )Theo phương trình phản ứng phân hủy;

Khi phân huỷ hết 114,25352 kg chất khô cần 5,18826×32=166,0245kg O2

p T

p T

×

= ρ

ρ0: khối lượng riêng của O2 ở điều kiện tiêu chuẩn

T: Nhiệt độ tuyệt đối của khí ( o K )

p0, p; áp suất ở điều kiện chuẩn và điều kiện làm việc

309,11298

1273

 Tính lượng không khí cần cung cấp để tản nhiệt trong bể ủ:

Phương trình cân bằng nhiệt lượng trong bể ủ:

Q3 Rv : Nhiệt lượng của rác thải đem vào ( kcal )

Q3 N : Nhiệt lượng của nước bổ sung vào bể ( kcal )

Q3 KKv : Nhiệt lượng của khí mang vào ( kcal )

QPH : Nhiệt lượng toả ra khi phân huỷ rác thải ( kcal )

Q3 Rr : Nhiệt lượng của rác thải ra khỏi bể ủ ( kcal )

Q3 hn : Nhiệt lượng do hơi nước thoát ra từ bể ủ( kcal )

Q3 TT : Nhiệt lượng tổn thất ra môi trường xung quanh ( kcal )

Q3 KKr : Nhiệt lượng do khí thoát ra ( kcal )

 Lượng nhiệt do rác thải mang vào:

Q3 Rv = G 3 Rv CRv tRv

QPH

Q3 Rv

Q3 KKv

Q3 N

Q3 Rr

Q3 KKr

Q3 TT

Q3 hn

G3 Rv: Khối lượng rác thải vào 1 bể ủ hiếu khí ( kg/bể )

CRv : Nhiệt dung riêng của rác thải ( kcal/kg độ )

tRv: Nhiệt độ lúc vào của rác thải ( 0C );

Lấy tRv = 23,40C ( nhiệt độ trung bình cả năm của khu vực Hà Nội ) [16]

Thành phần chủ yếu của rác hữu cơ đưa vào bể ủ là xenluloza nên có thể coi gần đúngnhiệt dung riêng của chất thải là nhiệt dung riêng của hỗn hợp xenluloza và nước

CRv = Cx.xx + Cn.xn

Cx : Nhiệt dung riêng của xenluloza;

Cn : Nhiệt dung riêng của nước; Cn = 1 (kcal/ kg.độ ) [15]

xx, xn là thành phần của xenluloza và nước ( % khối lượng )

G3 KKv : Khối lượng khí vào bể ủ ( kg )

I1 : Nhiệt lượng riêng của không khí ẩm vào bể ủ ( là nhiệt lượng riêng của không khí khô và hơi nước trong hỗn hợp ) ( kcal/ kg KK khô )

I1 = t1 + ( 2493 + 1,97t1 )x [16]

t1 : Nhiệt độ của không khí vào ( 0C )

x : Hàm ẩm của không khí ( kg/kgKK khô )

ϕ

.622,0

bh

bh p p

p x

−

ử: Độ ẩm tương đối của không khí (% )

pbh : áp suất hơi nước bão hoà, tra theo nhiệt độ không khí ( at )

03,083,0622,

G3 N : Khối lượng nước bổ sung vào bể ủ ( kg )

Cn : Nhiệt dung riêng của nước ( kcal/kg.độ )

tn : Nhiệt độ của nước bổ sung ( 0C ); tn = 23,40C

Lấy G3 N = 13 tấn/bể = 13000 kg/bể

 Lượng nhiệt sinh ra do quá trình phân hủy trong bể ủ:

QPH = G3 Rv.QQ: Nhiệt lượng toả ra khi phân hủy 1 tấn chất thải ( kcal/ tấn )

Qi : Nhiệt lượng toả ra khi phân hủy 1kg rác thải loại i ( kcal/kg )

Gi : Khối lượng chất thải i bị phân hủy hoàn toàn ( kg/ tấn )

Nhiệt chứa trong rác thải được trình bày trong bảng: (Btu/lb =2,326 kJ/kg ) [20]

G3 Rr : Khối lượng chất thải ra khỏi bể ủ ( kg )

tRr : Nhiệt độ của chất thải lúc ra ( 0C ); tRr = 500C;

G3 Rr xác định qua phương trình cân bằng vật chất ở bể ủ hiếu khí:

G3 Rr = G 3 Rv + G O2 +G3N −G CO2 −G hn3

Lượng khí CO2 tạo thành ( theo phương trình phản ứng ):

591,350946125

,60999,578

 Q3 Rr = 52610,149×0,67487×50=1775250,563( kcal )

 Nhiệt lượng do khí mang ra:

Q3 KKr = G 3 KKr.I2

G3 KKr : Khối lượng không khí ra khỏi bể ủ ( kg )

I2 : Nhiệt lượng riêng của không khí ra khỏi bể ủ

0752,098,0622,

G3 hn : Khối lượng nước bốc hơi trong quá trình ủ ( kg ); G 3 hn = 15153 ( kg )

rhn : ẩn nhiệt hoá hơi của nước ( kcal/ kg )

III.3.4 Công đoạn ủ chín.

Phương trình cân bằng vật chất: G4 Pv = G 4 Pr + G 4

hn

G4 Pv : Khối lượng phân compost vào ủ chín ( tấn )

G4 Pv = 3 G 3 Rr = 3×52,610149=157,830447( tấn )

G4 Pr : Khối lượng sản phẩm thu được sau ủ chín ( tấn )

G4 hn : Khối lượng nước bay hơi trong quá trình ủ chín ( tấn )

G4 hn = 25% G 4 Pv = 39,4576 ( tấn )

 G4 Pr = 157,830447 – 39,4576 = 118,3728 ( tấn )

III.3.5 Công đoạn sàng phân loại.

Trong công đoạn này, những chất không phân hủy như nilon, nhựa, kim loại mà quátrình sơ loại không loại bỏ hết và những chưa phân hủy có kích thước > 15mnm sẽ đượcloại bỏ ở sàng quay Phần mùn thu được tiếp tục qua sàng lắc kích thước mắt sàng 5mm

G5 Mr : Khối lượng mùn thu được sau khi sàng ( tấn/ngày )

G5 L : Khối lượng mùn và rác bị loại trong công đoạn sàng ( tấn/ngày )

Sàng quay loại bỏ 20% lượng mùn đưa vào sau ủ chín và sàng lắc loại bỏ 20% lượngmùn thu được sau sàng quay Khi đó:

4

G 4 Pv

G 4 hn

G 4 Pr

5

G 5 Mv

G 5 L

G 5 Mr

G5 L = 20% G 5 Mv + 20%.80% G 5 Mv = 23,67456 + 18,939648 = 42,6114208 ( tấn/ngày )

G6 M1 : Khối lượng mùn loại I thu được ( tấn/ngày )

G6 L : Khối lượng các hạt sạn, mùn có kích thước lớn bị loại bỏ ( mùn loại II )

G7 DD = GĐạm + GLân + GKali = 8,167 ( tấn/ ngày )

G7 PVS : Khối lượng phân vi sinh thu được ( tấn/ngày )

6

G 6 Mv

G 6

M 1

G 6 L

7

G 7 M1v

G 7 DD

G 7 PVS

 G7 PVS = 53,03102 + 8,167 = 61,198 ( tấn/ ngày )

Khối lượng phân vi sinh tận thu: GVSTT = 70%.G6 L

= 0,7×22,72758=15,909( tấn/ngày )

 Khối lượng sản phẩm thu được là: GSP = 61,198 + 15,909 = 77,107 ( tấn/ngày )

III.4 Tính toán các thiết bị của dây chuyền.

III.4.1 Thiết bị trong dây chuyền phân loại.

III.4.1.1 Sàng thùng quay phân loại.

 Cấu tạo :

Sàng quay có cấu tạo gồm có ống thân hình trụ, trên thân có đục lỗ Thân thùng được

đỡ trên những ổ đỡ Sàng được đặt nghiêng từ 2- 50 so với phương nằm ngang giúp chochất thải có thể đi vào và ra một cách dễ dàng Trong sàng có các dao mở túi rác vớichiều dài mỗi dao khoảng 200- 300 mm Các dao được đặt so le xung quanh đường kínhsàng dọc 2/3 chiều dài sàng Phần còn lại chiều dài sàng là các mắt lưới với kích cỡ tuỳtheo yêu cầu sử dụng Một chổi nhỏ được gắn vào tay đỡ có tác dụng làm sạch sàng quaythường xuyên

 Nguyên lý hoạt động:

Khi sàng quay, rác được nạp vào cửa trên của sàng từ băng tải trước sàng Các túi rác

sẽ được mở bằng các dao mở túi khi tang quay và rác sẽ được cắt nhỏ Sau đó rác đượcphân loại bởi các mắt sàng nằm so le Phần rác có kích thước lớn hơn kích thước mắtsàng (75 mm) sẽ nằm trên lại sàng và được đưa sang băng tải loại Những phần rác cókích thước nhỏ hơn 75 mm lọt qua mắt sàng sẽ được băng tải vận chuyển tới sân đảo trộn

 Tính toán các thông số của sàng quay

+ Đường kính trong của sàng:

4 , 0 5 ,

0

36,11

r RT

ỏ : Góc nghiêng của sàng; ỏ = 2 -50 ; Chọn ỏ = 50

k ỏ : Hệ số góc phụ thuộc độ nghiêng của sàng; ỏ = 50 => k ỏ = 1,85