XỬ LÍ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP Ủ SINH HỌC

... độ ẩm tích hợp Khí thải xử lý qua hệ thống màng lọc sinh học nước rỉ giữ lại làm tái sử dụng Thiết bị ủ Compost dạng tháp III THỰC TẾ TẠI NHÀ MÁY XỬ LÝ RÁC Giới thiệu nhà máy xử lý rác [6] Cơ quan... chuyển đến nhà máy Rác không xử lý Loại rác xử lý • Rác thải sinh hoạt gia đình • Rác thải sinh hoạt chợ • Rác thải sinh hoạt đường phố • Phế thải vườn • • • • • Rác thải công nghiệp Rác thải y... Rác Đá 6x4 Cát Nước rác 20cm 10cm Bãi chôn lấp rác nhà máy Hồ xử lý nước rỉ rác [6] Diện tích hồ xử lí nước rỉ rác: 5000m2 Hồ điều hòa: độ sâu 1m Hồ kị khí: độ sâu 2,5m Lưu lượng xử lí: 300m3/ngày

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC HUẾ KHOA HÓA HỌC BÁO CÁO THỰC TẬP THỰC TẾ XỬ LÝ RÁC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP Ủ SINH HỌC ĐỂ SẢN XUẤT COMPOST Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Hiền Huế, 9/2014 Mở đầu - Sự phát triển các ngành công nghiệp sự bùng nổ về dân số và vấn nạn chất thải gây ô nhiễm môi trường. - Rác thải ra môi trường ngày càng nhiều nhưng, lượng rác xử lý để an toàn cho môi trường thì không tương xứng. - Công nghệ xử lý rác được xây dựng trên cơ sở tham gia tích cực của vi sinh vật, một trong các công nghệ đó là xử lý rác thải bằng phương pháp ủ sinh học. - Đề tài “Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp ủ sinh học để sản xuất Compost”. I. TỔNG QUAN 1. Chất thải rắn là gì? a. Khái niệm chất thải Là vật chất ở dạng rắn, lỏng, khí thải ra từ hoạt động sinh hoạt, sản xuất kinh doanh, dịch vụ hoặc các hoạt động khác của con người[1]. b. Khái niệm chất thải rắn Là chất thải, thải ra môi trường tồn tại ở dạng rắn, ví dụ: bao bì, lá cây, thực phẩm thừa, chai lọ, bơm kim tiêm,… 2. Mục đích và các phương pháp xử lý CTR Tái sử dụng và tái sinh chất thải Không làm phát tán các chất nguy hại vào môi trường Mục đích xử lý CTR Chuyển từ các chất độc hại thành các chất ít độc hại hơn hay vô hại Giảm thể tích chất thải trước khi chôn lấp Phương pháp nhiệt Phương pháp cơ học Phương pháp xử lý CTR Phương pháp chôn lấp Phương pháp ủ sinh học II. XỬ LÝ RÁC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP Ủ SINH HỌC ĐỂ SẢN XUẤT COMPOST 1. Khái quát về phương pháp ủ a. Khái niệm - Là quá trình ổn định sinh hóa các CTR để tạo thành chất mùn và các chất khác. - Nhờ hoạt động sống của VSV phân hủy rác thải. Bao gồm các quá trình kỵ khí và hiếu khí. - Quá trình phân giải phức tạp các gluxit, lipit và các protein do hàng loạt vi sinh vật hiếu khí và kỵ khí đảm nhiệm. - Tạo ra lượng chất mùn lớn dùng trong công nghệ sản xuất phân vi sinh (Compost)[2]. b. Ưu, nhược điểm của phương pháp [2] Làm ổn định chất thải Vận hành đơn giản Ưu điểm Giảm diện tích chôn lấp Dùng để sản xuất phân vi sinh Mất Carbon và Nitơ Tạo lớp nước và khí thải Mức độ tự động hóa chưa cao Nhược điểm Sản phẩm không đồng đều Ảnh hưởng đến sức khỏe con người 2. Compost là gì ? a. Khái niệm Còn được gọi là phân vi sinh là kết quả của quá trình phân hủy sinh học và ổn định chất hữu cơ tạo ra sản phẩm cuối cùng dưới dạng chất mùn ổn định, không mang mầm bệnh và dùng để làm phân bón cho cây trồng. b. Lợi ích và hạn chế của quá trình sản xuất Compost [4] Bảo tồn nguồn đất và năng lượng. Kéo dài tuổi thọ cho các bãi chôn lấp. Lợi ích Làm mất hoạt tính của VSV gây bệnh. Thu hồi dưỡng chất và cải tạo đất. Tăng khả năng kháng bệnh cho cây trồng. Hàm lượng chất dinh dưỡng trong Compost không đạt yêu cầu. Hạn chế Quá trình chế biến tạo ra mùi khó chịu. Sử dụng chưa phổ biến. 3. Chất thải dùng cho phương pháp ủ sinh học Là các chất hữu cơ có khả năng phân hủy được Thành phần chất hữu cơ bao gồm: Hydrocarbon, protein, lipit [3].  Hydrocarbon: Cellulose, ligin, tinh bột,…bị phân hủy bởi các vi sinh vật khác nhau tạo thành hợp chất mùn.  Protein: Protein bị phân hủy bởi các vi sinh vật hoại sinh, nấm mốc, các xạ khuẩn…  Lipit: Thường bị phân hủy chậm. Bị các vi sinh vật phân hủy thành enzym phospholipaza, phospholipit 4. Các vi sinh vật phân hủy rác thải [3] VSV phân giải cellulose • Vi khuẩn và xạ khuẩn: achromobacter, vibrio, actinomyces, streptomyces,... • Vi nấm VSV phân giải protein • Vi khuẩn nitrit hóa: nitrozomonas, nitrozocystic,… • Vi khuẩn nitrat hóa: nitrobacter, nitrospira,… • Vi khuẩn cố định nitơ: azotobacter, clotridium, VSV phân giải tinh bột • Vi nấm: aspergillus, rhizopus,… phân hủy tinh bột thành đường VSV phân giải phosphat • Vi khuẩn: phân hủy mạnh phospho hữu cơ thành phospho vô cơ 5. Các phản ứng hóa sinh xảy ra trong quá trình ủ a. Quá trình hiếu khí Chia làm các pha [4]: • Pha thích nghi : là giai đoạn cần thiết để VSV thích nghi với môi trường mới. • Pha tăng trưởng : đặc trưng bởi sự tăng nhiệt độ do quá trình phân hủy sinh học. • Pha ưa nhiệt : là giai đoạn nhiệt độ tăng cao nhất Phản ứng tổng quát: Chất hữu cơ + O2 → CO2 + NH3 + sản phẩm khác + Oxy hóa hiếu khí : Chất hữu cơ (C,O,H,N) + O2 Tế bào mới + CO2 + H2O + NH3 + Nitrat hóa hiếu khí: Chất hữu cơ chứa N NH3 +O2Vi khuẩn nitrat hóa NH3 (phân hủy) Nitrat hóa NO2- NO3Quá trình phân hủy ban đầu do các VSV chịu nhiệt trung bình chiếm ưu thế, chúng phân hủy nhanh chóng các hợp chất dễ bị phân hủy sinh học • > 400C : VSV chịu nhiệt được thay bởi VSV hiếu khí • > 550C : VSV bệnh sẽ bị tiêu diệt • > 650C : Giới hạn trên của phân hủy hiếu khí chuyển sang kỵ khí b. Giai đoạn kỵ khí Phương trình tổng quát: Chất hữu cơ + H2O → CH4 + H2S + CO2 +NH3 Quá trình phân hủy chia làm 4 giai đoạn [4]: Thủy phân Acid hóa • Phân hủy các hợp chất hữu cơ phức tạp thành những đơn phân hòa tan • Vi khuẩn lên men chuyển hóa các hợp chất hòa tan thành chất đơn giản acid béo dễ bay hơi Acetate hóa Metan hóa • Vi khuẩn acetic chuyển hóa các sản phẩm của giai đoạn acid hóa thành acetate, CO2, H2 • Phân hủy kỵ khí sản phẩm của ba giai đoạn đầu thành CO2, CH4 và sinh khối mới 6. Quy trình công nghệ xử lý rác thải bằng phương pháp ủ sinh học để sản xuất Compost Có 8 bước chính: Chôn Tiếp Rác Phân loại lấp hoặc nhận thải đốt Thu hồi phế liệu Ủ chín Tinh chế Compost Ủ lên men Bổ sung dinh dưỡng Chuẩn bị NL ủ Đóng bao Bước 1. Tiếp nhận rác thải Bước 2. Phân loại rác • Rác không thể tái chế • Rác có thể tái chế Bước 3. Chuẩn bị NL ủ Bước 4. Ủ lên men Rác + Chế phẩm EM Đảo trộn rác, kiểm soát nhiệt độ, độ ẩm Bể ủ rác Bước 5.Ủ chín Rác sau khi ủ chín Bước 6. Tinh chế Compost Bước 7. Phối trộn bổ sung dinh dưỡng Bước 8. Đóng bao Bảng thử nghiệm thành phần dinh dưỡng có trong Compost (*) Chỉ tiêu Hàm Hàm Hàm Hàm Hàm lượng lượng lượng lượng lượng chất P2O5 N K2O5 chì hữu cơ (Pb) Đơn vị % % % % Kết quả 11,6 0,95 0,64 0,61 Hàm lượng Asen (As) mg/kg mg/kg - - Hàm Hàm lượng lượng Cadimi bạc (Cd) (Ag) mg/kg mg/kg - (-) không phát hiện (*)Nguồn: Trung tâm ứng dụng Khoa học Kỹ thuật Cần Thơ, tháng 8 năm 2009. 7. Một số phương pháp ủ Compost ở Việt Nam và trên thế giới a. Ở Việt Nam .Phương pháp ủ theo luống và thổi khí thụ động có xáo trộn [4]. ƯU ĐIỂM • Chất lượng Compost thu được khá nhiều. • Vốn đầu tư và chi phí vận hành thấp NHƯỢC ĐIỂM • Cần nhiều nhân công. • Thời gian ủ dài. • Khó kiểm soát nhiệt độ và mầm bệnh. • Thất thoát Nitơ và gây mùi hôi • Quá trình ủ phụ thuộc vào nhiệt độ và thời tiết Sản xuất Compost theo luống dài  Phương pháp ủ theo luống dài hoặc đống với thổi khí cưỡng bức [4]. ƯU ĐIỂM NHƯỢC ĐIỂM • Dễ kiểm soát nhiệt độ và nồng độ oxy trong đống ủ. • Giảm mùi hôi và mầm bệnh. • Thời gian ủ ngắn. • Nhu cầu sử dụng đất thấp. • Hệ thống phân phối khí dễ bị tắc nghẽn, cần bảo trì thường xuyên. • Chi phí bảo trì hệ thống của phương pháp cao. Sản xuất Compost có thổi khí cưỡng bức  Phương pháp ủ trong thùng kín [4]. ƯU ĐIỂM NHƯỢC ĐIỂM • Ít nhạy cảm với điều kiện thời tiết. • Kiểm soát quá trình ủ và mùi hôi tốt hơn. • Thời gian ủ ngắn. • Nhu cầu sử dụng đất nhỏ. • Chất lượng compost tốt. Ủ Compost trong thùng kín • Lượng Compost thu được hạn chế. b. Một số hệ thống ủ compost tiên tiến trên thế giới [4].  Ủ trong các trống xoay Cấu tạo của trống xoay Trống xoay để ủ Compost  Thiết bị ủ dạng tháp Khả năng ủ lên đến 20 tấn/ngày, với hệ thống nạp liệu, khuấy trộn, tháo sản phẩm tự động hóa. Thiết bị đo và điều chỉnh nhiệt độ, oxy, độ ẩm đều được tích hợp trong đó. Khí thải được xử lý qua hệ thống màng lọc sinh học và nước rỉ được giữ lại làm sạch và tái sử dụng. Thiết bị ủ Compost dạng tháp III. THỰC TẾ TẠI NHÀ MÁY XỬ LÝ RÁC 1. Giới thiệu về nhà máy xử lý rác [6] Cơ quan quản lý: công ty TNHH NN MTV Môi trường và Đô thị thành phố Huế. Tên nhà máy: Nhà máy xử lý rác Thủy Phương Huế, tỉnh Thừa Thiên Huế Địa điểm: Thôn 7, xã Thủy Phương, huyện Hương Thủy, tỉnh Thừa Thiên – Huế. Diện tích: + Trước đầu tư: 1,7 ha. + Sau đầu tư: 4,2 ha. Công suất xử lý: + Trước đầu tư: 80 tấn/ngày + Sau đầu tư: 200 tấn/ngày Phạm vi phục vụ: Tiếp nhận rác thải sinh hoạt của thành phố Huế và các vùng lân cận do Công ty TNHH Nhà nước Một Thành viên Môi trường và Công trình Đô thị Huế thu gom và vận chuyển đến nhà máy. Rác không xử lý Loại rác xử lý • Rác thải sinh hoạt gia đình. • Rác thải sinh hoạt chợ. • Rác thải sinh hoạt đường phố. • Phế thải vườn. • • • • • Rác thải công nghiệp. Rác thải y tế. Rác thải xây dựng. Phế thải quân sự. Các chất nguy hại khác. Nhà máy xử lý rác theo công nghệ chôn lấp hợp vệ sinh, bao gồm các chất thải rắn khó hoặc không phân hủy được, không thể dùng để chế biến compost hoặc sản xuất gạch. 2. Bãi chôn lấp hợp vệ sinh [6] a. Thông tin bãi chôn lấp Công nghệ: chôn lấp hợp vệ sinh. Thời gian hoạt động: dự kiến 1999 – 2015. Số lượng: 2 bãi. Cao độ bãi rác: 23m. Tổng diện tích bãi: 100.000m2. Diện tích hoạt động: 80.000m2. Diện tích bãi chôn lấp: 4,8ha (2,2 + 2,6). b. Thiết kế bãi chôn lấp Cỏ Đất màu Sét chống thấm 60cm 60cm Rác Đá 6x4 Cát Nước rác 20cm 10cm Bãi chôn lấp rác tại nhà máy 3. Hồ xử lý nước rỉ rác [6] Diện tích hồ xử lí nước rỉ rác: 5000m2 Hồ điều hòa: độ sâu 1m. Hồ kị khí: độ sâu 2,5m. Lưu lượng xử lí: 300m3/ngày đêm. Hồ hiếu khí: độ sâu 1,5m. Quy trình xử lí sinh học tự nhiên. Hồ xử lý nước rỉ rác tại nhà máy IV. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Xử lý rác bằng công nghệ chôn lấp đã giải quyết một khối lượng rác khổng lồ mà con người hằng ngày thải ra môi trường. Đây là phương pháp góp phần rất lớn vào việc gìn giữ cảnh quanh chung của đất nước. Tuy nhiên, phương pháp này sử dụng diện tích đất rất lớn, trong khi đó đất là tài nguyên quý giá. Vì vậy, để giảm diện tích đất bị mất đi chúng ta cần có biện pháp giảm thiểu rác thải. Xí nghiệp xử lý rác cần nghiên cứu lắp đặt thêm hệ thống thu hồi khí thải (CH4, CO2,..) để tận dụng làm khí sinh học cung cấp nguồn năng lượng vô giá, đặc biệt làm giảm hiệu ứng nhà kín. Tài liệu tham khảo [1]. http://doc.edu.vn/tai-lieu/de-tai-tong-quan-ve-lich-su-chat-thai-ran-10986 [2]. http://www.holcim.com.vn/fileadmin/templates/VN/doc/Holcim_Priz e/2013/Holcim_Prize_2013_-_HCMCUARCH.pdf [3].http://www.academia.edu/6174624/% E1%BB%A8ng_D%E1%BB%A5ng_Cong_Ngh%E1%BB%87_Vi_Sin h_V%E1%BA%ADt_Trong_X%E1%BB%AD_Ly_Rac_Th%E1%BA%A 3i [4].http://doan.edu.vn/do-an/do-an-nghien-cuu-san-xuat-phan-composttu-vo-khoai-mi%20phuc-vu-cho-nong-nghiep-sinh-thai-18751/ [5]. http://timtailieu.vn/tai-lieu/xu-ly-chat-thai-huu-co-cong-nghe-san-xuat Cảm ơn quý thầy cô và các bạn đã quan tâm theo dõi ! [...]... Đất màu Sét chống thấm 60cm 60cm Rác Đá 6x4 Cát Nước rác 20cm 10cm Bãi chôn lấp rác tại nhà máy 3 Hồ xử lý nước rỉ rác [6] Diện tích hồ xử lí nước rỉ rác: 5000m2 Hồ điều hòa: độ sâu 1m Hồ kị khí: độ sâu 2,5m Lưu lượng xử lí: 300m3/ngày đêm Hồ hiếu khí: độ sâu 1,5m Quy trình xử lí sinh học tự nhiên Hồ xử lý nước rỉ rác tại nhà máy IV KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Xử lý rác bằng công nghệ chôn lấp đã giải quyết... chỉnh nhiệt độ, oxy, độ ẩm đều được tích hợp trong đó Khí thải được xử lý qua hệ thống màng lọc sinh học và nước rỉ được giữ lại làm sạch và tái sử dụng Thiết bị ủ Compost dạng tháp III THỰC TẾ TẠI NHÀ MÁY XỬ LÝ RÁC 1 Giới thiệu về nhà máy xử lý rác [6] Cơ quan quản lý: công ty TNHH NN MTV Môi trường và Đô thị thành phố Huế Tên nhà máy: Nhà máy xử lý rác Thủy Phương Huế, tỉnh Thừa Thiên Huế Địa điểm:... Công suất xử lý: + Trước đầu tư: 80 tấn/ngày + Sau đầu tư: 200 tấn/ngày Phạm vi phục vụ: Tiếp nhận rác thải sinh hoạt của thành phố Huế và các vùng lân cận do Công ty TNHH Nhà nước Một Thành viên Môi trường và Công trình Đô thị Huế thu gom và vận chuyển đến nhà máy Rác không xử lý Loại rác xử lý • Rác thải sinh hoạt gia đình • Rác thải sinh hoạt chợ • Rác thải sinh hoạt đường phố • Phế thải vườn •... xử lý • Rác thải sinh hoạt gia đình • Rác thải sinh hoạt chợ • Rác thải sinh hoạt đường phố • Phế thải vườn • • • • • Rác thải công nghiệp Rác thải y tế Rác thải xây dựng Phế thải quân sự Các chất nguy hại khác Nhà máy xử lý rác theo công nghệ chôn lấp hợp vệ sinh, bao gồm các chất thải rắn khó hoặc không phân hủy được, không thể dùng để chế biến compost hoặc sản xuất gạch 2 Bãi chôn lấp hợp vệ sinh... mà con người hằng ngày thải ra môi trường Đây là phương pháp góp phần rất lớn vào việc gìn giữ cảnh quanh chung của đất nước Tuy nhiên, phương pháp này sử dụng diện tích đất rất lớn, trong khi đó đất là tài nguyên quý giá Vì vậy, để giảm diện tích đất bị mất đi chúng ta cần có biện pháp giảm thiểu rác thải Xí nghiệp xử lý rác cần nghiên cứu lắp đặt thêm hệ thống thu hồi khí thải (CH4, CO2, ) để tận... phẩm của ba giai đoạn đầu thành CO2, CH4 và sinh khối mới 6 Quy trình công nghệ xử lý rác thải bằng phương pháp ủ sinh học để sản xuất Compost Có 8 bước chính: Chôn Tiếp Rác Phân loại lấp hoặc nhận thải đốt Thu hồi phế liệu Ủ chín Tinh chế Compost Ủ lên men Bổ sung dinh dưỡng Chuẩn bị NL ủ Đóng bao Bước 1 Tiếp nhận rác thải Bước 2 Phân loại rác • Rác không thể tái chế • Rác có thể tái chế Bước 3 Chuẩn...3 Chất thải dùng cho phương pháp ủ sinh học Là các chất hữu cơ có khả năng phân hủy được Thành phần chất hữu cơ bao gồm: Hydrocarbon, protein, lipit [3]  Hydrocarbon: Cellulose, ligin, tinh bột,…bị phân hủy... Protein bị phân hủy bởi các vi sinh vật hoại sinh, nấm mốc, các xạ khuẩn…  Lipit: Thường bị phân hủy chậm Bị các vi sinh vật phân hủy thành enzym phospholipaza, phospholipit 4 Các vi sinh vật phân hủy rác thải [3] VSV phân giải cellulose • Vi khuẩn và xạ khuẩn: achromobacter, vibrio, actinomyces, streptomyces, • Vi nấm VSV phân giải protein • Vi khuẩn nitrit hóa: nitrozomonas, nitrozocystic,… • Vi khuẩn... pháp giảm thiểu rác thải Xí nghiệp xử lý rác cần nghiên cứu lắp đặt thêm hệ thống thu hồi khí thải (CH4, CO2, ) để tận dụng làm khí sinh học cung cấp nguồn năng lượng vô giá, đặc biệt làm giảm hiệu ứng nhà kín Tài liệu tham khảo [1] http://doc.edu.vn/tai-lieu/de-tai-tong-quan-ve-lich-su-chat-thai-ran-10986 [2] http://www.holcim.com.vn/fileadmin/templates/VN/doc/Holcim_Priz e/2013/Holcim_Prize_2013_-_HCMCUARCH.pdf