NGHIÊN CỨU SẢN SUẤT PHÂN COMPOST TỪ CHẤT THẢI RẮN HỮU CƠ

I.ĐẶT VẤN ĐỀ1.Tính cấp thiết của vấn đềNền kinh tế nông nghiệp Việt Nam với 70% dân số đang chuyển mạnh sang cơ cấu sản xuất hiệu quả hơn, trong đó trồng trọt, chăn nuôi, lâm nghiệp, thuỷ sản, dịch vụ đều đạt tốc độ tăng trưởng cao, các làng nghề và rác thải sinh hoạt kèm theo đó là việc sử dụng ngày càng nhiều các loại phân bón hóa học, thuốc bảo vệ thực vật... đã làm cho đất đai ngày càng thoái hóa, dinh dưỡng bị mất cân đối, mất cân bằng hệ sinh thái đất, hệ vi sinh vật trong đất bị phá hủy, tồn dư các chất độc hại trong đất ngày càng cao, nguồn bệnh tích lũy trong đất càng nhiều, dẫn đến phát sinh một số dịch hại không dự báo trước. Mặt khác các hoạt động sản xuất, sinh hoạt của con người ở các đô thị cũng gây ra nhiều gánh nặng cho môi trường trong đó có nhiều rác thải hữu cơ gây ô nhiễm môi trường (không khí, đất, nước), nguy cơ gây bệnh cho con người như: bệnh về da, bệnh phổi, phế quản ung thư, sốt xuất huyết, cảm cúm, dịch bệnh,…Do đó vấn đề đặt ra hiện nay là đề xuất biện pháp xử lý rác thải hiệu quả và không gây ô nhiễm môi trường, tái sử dụng rác thành sản phẩm có giá trị kinh tế. Trong số các biện pháp được ưu tiên hàng đầu hiện nay để xử lý chất thải thì sử dụng biện pháp phân huỷ sinh học mà trong đó chế biến Compost là ít tốn kém nhất. Compost đang được sản xuất với công nghệ ổn định, bằng nhiều phương pháp khác nhau. Theo đánh giá của các nhà khoa học, phân bón vi sinh không gây ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe con người, vật nuôi, cây trồng; không gây ô nhiễm môi trường sinh thái, có tác dụng cân bằng hệ sinh thái (vi sinh vật, dinh dưỡng…) trong môi trường đất nói riêng và môi trường nói chung; góp phần tăng độ phì nhiêu của đất; có tác dụng đồng hóa các chất dinh dưỡng, góp phần tăng năng suất và chất lượng nông sản phẩm, tăng khả năng đề kháng bệnh của cây trồng mà không làm ảnh hưởng đến môi trường như các loại phân hoá học hay thuốc bảo vệ thực vật có nguồn gốc hóa học; có khả năng phân hủy, chuyển hóa các chất hữu cơ bền vững, các phế thải sinh học, phế thải nông nghiệp, góp phần làm sạch môi trường, tăng năng suất cây trồng và hợp túi tiền người nông dân .Chính vì những lý do trên, đề tài : “Nghiên cứu sản suất phân compost từ chất thải rắn” được thực hiện nhằm tìm hiểu tốc độ phân giải chất hữu cơ của VSV trong quá trình ủ compost, giúp rút ngắn thời gian phân huỷ mà vẫn tạo ra được sản phẩm phân compost đạt chất lượng giúp nâng cao năng suất cây trồng, giảm thiểu rác thải ô nhiễm môi trường và nhận được lòng tin của người dân khi sử dụng sản phẩm từ công nghệ sạch, than thiện môi trường.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN

MỤC LỤC TRANG

I ĐẶT VẤN ĐỀ 4

1 Tính cấp thiết của vấn đề 4

2 Mục tiêu của đề tài 5

2.1 Nội dung nghiên cứu 5

2.2 Phương pháp nghiên cứu 5

3 Ý nghĩa của đề tài: 6

3.1 Ý nghĩa về mặt môi trường 6

3.2 Ý nghĩa về mặt kinh tế 6

II TỔNG QUAN: 6

1 Tổng quan về compost: 6

1.1 Tổng quan về compost 6

1.1.1 Compost là gì ? 6

1.1.2 Lịch sử hình thành 7

1.1.3 Tình hình sản xuất Compost ở trên thế giới và Việt Nam: 7

2 Thành phần, tính chất và các yếu tố ảnh hưởng sản xuất compost 9

2.1 Thành Phần 9

2.1.1 Phân loại thành phần chất thải rắn 9

2.1.2 Nguyên liệu sản xuất 10

2.2 Các yếu tố ảnh hưởng 10

3 Tổng quan công nghệ ủ phân compost 11

3.1 Quy trình ủ hiếu khí: 12

3.1.1 Định nghĩa 12

3.1.2 Các giai đoạn ủ và sự hoạt động của vi sinh vật 13

3.1.3 Thành phần vi sinh vật và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ủ hiếu khí 13

3.1.4 Các phương pháp ủ phân compost 14

3.2.1 Định nghĩa 16

3.2.2 Quy trình công nghệ kị khí 16

3.2.3 Phân loại công nghệ 17

3.2.4 Một số các hệ thống của các công trình công nghệ đang được áp dụng : 18

III MỘT SỐ NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG VỀ COMPOST 22

1 Nghiên cứu 22

1.1 Cách xây dựng Thùng và Hộp ủ phân 22

1.2 Ứng dụng compost trong xử lý phân gà 23

1.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ lên quá trình ủ Compost 25

2 Ứng dụng 26

2.1 Ủ compost và sản xuất phân bón 26

2.2 nhà máy xử lí chất thải rắn Vietstar 26

Chương 1 ĐẶT VẤN ĐỀ

1 Tính cấp thiết của vấn đề

Nền kinh tế nông nghiệp Việt Nam với 70% dân số đang chuyển mạnh sang cơ cấusản xuất hiệu quả hơn, trong đó trồng trọt, chăn nuôi, lâm nghiệp, thuỷ sản, dịch vụ đềuđạt tốc độ tăng trưởng cao, các làng nghề và rác thải sinh hoạt kèm theo đó là việc sửdụng ngày càng nhiều các loại phân bón hóa học, thuốc bảo vệ thực vật đã làm chođất đai ngày càng thoái hóa, dinh dưỡng bị mất cân đối, mất cân bằng hệ sinh thái đất,

hệ vi sinh vật trong đất bị phá hủy, tồn dư các chất độc hại trong đất ngày càng cao,nguồn bệnh tích lũy trong đất càng nhiều, dẫn đến phát sinh một số dịch hại không dựbáo trước Mặt khác các hoạt động sản xuất, sinh hoạt của con người ở các đô thị cũnggây ra nhiều gánh nặng cho môi trường trong đó có nhiều rác thải hữu cơ gây ô nhiễmmôi trường (không khí, đất, nước), nguy cơ gây bệnh cho con người như: bệnh về da,bệnh phổi, phế quản ung thư, sốt xuất huyết, cảm cúm, dịch bệnh,…

Do đó vấn đề đặt ra hiện nay là đề xuất biện pháp xử lý rác thải hiệu quả và khônggây ô nhiễm môi trường, tái sử dụng rác thành sản phẩm có giá trị kinh tế Trong số cácbiện pháp được ưu tiên hàng đầu hiện nay để xử lý chất thải thì sử dụng biện pháp phânhuỷ sinh học mà trong đó chế biến Compost là ít tốn kém nhất Compost đang đượcsản xuất với công nghệ ổn định, bằng nhiều phương pháp khác nhau

Theo đánh giá của các nhà khoa học, phân bón vi sinh không gây ảnh hưởng tiêucực đến sức khỏe con người, vật nuôi, cây trồng; không gây ô nhiễm môi trường sinhthái, có tác dụng cân bằng hệ sinh thái (vi sinh vật, dinh dưỡng…) trong môi trường đấtnói riêng và môi trường nói chung; góp phần tăng độ phì nhiêu của đất; có tác dụngđồng hóa các chất dinh dưỡng, góp phần tăng năng suất và chất lượng nông sản phẩm,tăng khả năng đề kháng bệnh của cây trồng mà không làm ảnh hưởng đến môi trườngnhư các loại phân hoá học hay thuốc bảo vệ thực vật có nguồn gốc hóa học; có khảnăng phân hủy, chuyển hóa các chất hữu cơ bền vững, các phế thải sinh học, phế thảinông nghiệp, góp phần làm sạch môi trường, tăng năng suất cây trồng và hợp túi tiềnngười nông dân

Chính vì những lý do trên, đề tài : “Nghiên cứu sản suất phân compost từ chất thải rắn” được thực hiện nhằm tìm hiểu tốc độ phân giải chất hữu cơ của VSV trong

quá trình ủ compost, giúp rút ngắn thời gian phân huỷ mà vẫn tạo ra được sản phẩmphân compost đạt chất lượng giúp nâng cao năng suất cây trồng, giảm thiểu rác thải ônhiễm môi trường và nhận được lòng tin của người dân khi sử dụng sản phẩm từ côngnghệ sạch, than thiện môi trường

2 Mục tiêu của đề tài

Nghiên cứu quá trình sản xuất phân compost từ chất thải rắn để hiểu được quy trình

huỷ rác thải hữu cơ có trong chất thải rắn để nâng cao chất lượng phân compost Đồngthời giảm giá thành trong quá trình sản xuất để thúc đẩy phát triển kinh tế và bảo vệmôi trường Ứng dụng chất thải rắn hữu cơ vào sản xuất nông nghiệp.

2.1 Nội dung nghiên cứuThu thập những số liệu sẵn có về lượng chất thải rắn phát sinh, thành phầnvà tínhchất chất thải rắn của TpHCM

Tìm hiểu tính năng và hoạt động của chủng VSV có mặt trong quá trình ủ phâncompost

Thu thập tài liệu về chế phẩm sinh học chứa các loại VSV có thể đáp ứng cho việctăng cường sinh học

Đánh giá tiềm năng áp dụng công nghệ compost để xử lý chất thải hữu cơ củaTpHCM

2.2 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp Luận:

Dựa vào những tài liệu, tư liệu sẵn có về quá trình lên men kỵ khí, ủ hiếu khí chấtthải rắn có nguồn gốc hữu cơ, ảnh hưởng của các yếu tố như độ ẩm, nhiệt độ, lượngchế phẩm vi sinh sinh bổ sung vào mô hình để xây dựng mô hình ủ compost

Từ các mô hình ủ đó theo dõi liên tục các chỉ tiêu về nhiệt độ, độ ẩm, pH, hàm lượngCacbon, Nitơ để xác định mức ảnh hưởng của các yếu tố này đến chất lượng composttạo ra Từ đó, lựa chọn công nghệ tối ưu nhất cho quá trình compost

kê trong các báo cáo khoa học, niên giám thống kê của các địa phương…

Phương pháp phân tích khoa học để giải quyết các vấn đề như sau:

Quan sát, mô tả, đánh giá các hiện tượng Sử dụng toàn bộ những kết quả trướcnhững kinh nghiệm đã có sau khi đã loại bỏ những nội dung còn đang trong quá trìnhxem xét Xem xét và kiểm định các mô tả, đánh giá, mô tả, giả thuyết và các kinhnghiệm được khái quát hóa

Đối với đề tài, công việc cụ thể là phân tích các số liệu thành phần dinh dưỡngtrong compost Phân tích các chỉ số pH, nhiệt độ, độ ẩm, thời gian ủ, hàm lượngcacbon, nitơ để đánh giá sự ảnh hưởng đến chất lượng compost

Chương 2 Ý nghĩa của đề tài:

2.3 Ý nghĩa về mặt môi trườngGóp phần giảm thể tích chất thải rắn, tránh sức ép lên các bãi chôn lấp

Xử lý được chất thải rắn nói chung và chất thải rắn hữu cơ nói riêng, làm giảm ônhiểm môi trường do phế phẩm gây ra nâng cao chất lượng môi trường sống

Đóng góp phương pháp tối ưu trong quản lý và xử lý chất thải rắn nhằm cải thiệnmôi trường hiện nay

Giảm khối lượng thuốc trừ sâu hóa học, đảm bảo chất lượng môi trường đất trongsản xuất lâu dài

2.4 Ý nghĩa về mặt kinh tếGiảm một khối lượng tài chính khổng lồ trong việc nhập khẩu thuốc trừ sâu

Giảm chi phí xử lý chất thải rắn không cần thiết, thay vì sử dụng hóa chất để xử lýchúng ta sẽ sử dụng chúng làm phân hữu cơ trong nông nghiệp

Ứng dụng compost vào nông nghiệp mang lại hiệu quả kinh tế cao, vừa hạn chếđược thuốc trừ sâu hóa học, chi phí thấp lại đảm bảo về mặt môi trường phục vụ nhucầu phát triển kinh tế bền vững ở nước ta

Chương 3 TỔNG QUAN:

1 Tổng quan về compost:

1.1. Tổng quan về compost

1.1.1 Compost là gì ?

Quá trình chế biến Compost là quá trình phân hủy sinh học và ổn định của chất hữu

cơ dưới điều kiện của nhiệt độ Kết quả của quá trình phân hủy sinh học tạo ra nhiệt,sản phẩm ổn định, không mang mầm bệnh và lợi ích trong việc ứng dụng cho câytrồng

Quá trình làm compost có thể phân ra làm các giai đoạn khác nhau dựa trên sự biếnthiên nhiệt độ:

Pha thích nghi : là giai đoạn cần thiết để vi sinh vật thích nghi với môi trường mới

Pha tăng trưởng : đặc trưng bởi sự gia tăng nhiệt độ do quá trình phân hủy sinh họcđến ngưỡng nhiệt mesophilic

Pha ưa nhiệt : là giai đoạn nhiệt độ tăng cao nhất Đây là giai đoạn ổn định hóa chấtthải và tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh hiệu quả nhất

Pha trưởng thành: là giai đoạn giảm nhiệt đến mức mesophilic và cuối cùng bằngnhiệt độ môi trường Quá trình lên men lần thứ hai chậm và thích hợp và thích hợp cho

1.1.2 Lịch sử hình thành

Lịch sử quá trình ủ compost đã có từ rất lâu, ngay từ khi khai sinh nền nông nghiệphàng nghìn năm trước Công nguyên, người ta đã ghi nhận tại Ai Cập (từ 3.000 nămtrước Công nguyên) có một quá trình xử lý chất thải nông nghiệp đầu tiên trên thế giới.Người Trung Quốc đã ủ chất thải từ cách đây 4.000 năm; người Nhật đã sử dụngcompost làm phân bón trong nông nghiệp từ nhiều thế kỷ Tuy nhiên đến năm 1943,quá trình ủ compost mới được nghiên cứu một cách khoa học và báo cáo bởi Giáo sưngười Anh Sir Albert Howard thực hiện tại Ấn Độ.[http://www.scribd.com/doc/62888578/u-compostt]

Đến nay đã có nhiều tài liệu viết về quá trình ủ compost và nhiều mô hình công nghệ

ủ compost quy mô lớn được phát triển trên thế giới

Ở Việt Nam, phân vi sinh vật cố định đạm cây họ đậu và phân vi sinh vật phân giảilân đã được nghiên cứu từ năm 1960 Đến năm 1987, phân Nitragin trên nền chất mangthan bùn mới được hoàn thiện Năm 1991 đã có hơn 10 đơn vị trong cả nước tập trungnghiên cứu phân vi sinh vật Các nhà khoa học đã phân lập được nhiều chủng vi sinhvật cố định đạm và một số vi sinh vật phân giải lân

Compost là sản phẩm giàu chất hữu cơ và có hệ vi sinh vật dị dưỡng phong phú,ngoài ra còn chứa các nguyên tố vi lượng có lợi cho đất và cây trồng Sản phẩmcompost được sử dụng chủ yếu làm phân bón hữu cơ trong nông nghiệp hay các mụcđích cải tạo đất và cung cấp dinh dưỡng cây trồng [http://www.hiendaihoa.com]

1.1.3 Tình hình sản xuất Compost ở trên thế giới và Việt Nam:

Tình hình áp dụng chế biến Compost để xử lý rác sinh hoạt tại Châu Âu có thể xếphạng như sau :

 Hạng 1 : Áo, Bỉ, CHLB Đức, Luxembur, Thụy Điển, Thụy Sỹ

 Hạng 2 : Anh, Đan Mạch và Na uy

 Hạng 3 : Hà Lan, Pháp

 Hạng 4 : Bồ Đào Nha, Ailen, Hy Lạp và Tây Ban Nha

Các hệ thống chế biến phân Compost từ rác thải sinh hoạt mà các nước trên thế giớithường sử dụng là : Đánh luống và trong thùng hay kênh mương.

Hiện nay ở Việt Nam có một số nhà máy chế biến phân Compost sau :

 Nhà máy phân hữu cơ Cầu Diễn, Việt Trì, Phú Thọ – Hà Nội

 Nhà máy xử lý rác Nam Định – Nam Định

 Nhà máy Phân rác Buôn Mê Thuột – Tỉnh Đắk Lắk

 Nhà máy xử lý rác thải – chế biến phân hữu cơ vi sinh Nam Thành, Ninh Thuận

 Nhà máy phân bón Hoóc Môn, tp Hồ Chí Minh

 Nhà máy xử lý chất thải Tân Thành, Bà Rịa – Vũng Tàu

 Nhà máy sản xuất phân Compost Plus, Long An

Hình : sản xuất phân tại nhà máy xử lí rác Cầu Diễn

Tình hình thực tế hoạt động của các nhà máy phân rác tại Việt Nam cho thấy:

Một số nhà máy đang hoạt động chưa đạt 50% so với công suất thiết kế, một số nhàmáy khác do ngân sách của tỉnh không đáp ứng nổi cho việc trợ cấp hoạt động nên đãphải ngưng hoạt động hay đang trong tình trạng sắp đóng cửa Chỉ có một số ít hoạtđộng tốt như nhà máy xử lý rác thải – chế biến phân hữu cơ vi sinh Nam Thành, NinhThuận (tỉnh Ninh Thuận)

Hình : Dây chuyền sản xuất phân compost tại nhà máy xử lí rác thải Nam Định

Hầu hết các nhà máy chế biến phân Compost ở Việt Nam đều có công nghệ sản xuấttương tự nhau như nhau : Ủ hiếu khí cưỡng bức và ổn định rác có đảo trộn (ngoại trừnhà máy xử lý rác Biên Hòa, Buôn Mê Thuộc đã đóng cửa là sử dụng công nghệ ủ kỵkhí) Công nghệ đơn giản, dễ vận hành và không đòi hỏi nhiều về trình độ của côngnhân Tuy nhiên, do không có xáo trộn đều trong quá trình ủ nên chất lượng phânCompost thu không được đồng đều, rác còn nhiều tạp, thủ công nên hiệu quả chưa cao,

độ ẩm từ rác lớn gây khó khăn cho thiết bị, máy móc và đặc biệt là khí thải tại côngđoạn lên men và ủ chín không được kiểm soát và xử lý

2.

Thành phần, tính chất và các yếu tố ảnh hưởng

2.1. Thành Phần

2.1.1 Phân loại thành phần chất thải rắn

Các chất thải rắn hữu cơ được phân loại như sau:

- Các thành phần hòa tan trong nước: đường, bột, axit amin và axit hữu cơ

- Các sản phẩm hemicenllulose có từ 5-6 đường Cacbon

- Cenllulose – sản phẩm của 6 đường Cacbon, glucose

- Dầu mỡ là các este của rượu và các axit béo bậc cao

- Lignin

- Các lignin – cenllulose

- Các protein là sự kết hợp của chuỗi amino axit

- Thành phần hữu cơ nêu trên được phân loại từ chất thải rắn đô thị sản phẩm

Còn lại sau quá trình đồng hóa, dị hóa của vi khuẩn là mùn

2.1.2 Nguyên liệu sản xuất

Rác thải hữu cơ: các loaị rác thải hữu cơ trong sinh hoạt có thể phân hủy được

Than bùn đã được hoạt hoá: bùn có ở khắp các nơi như cống rãnh, mương,

hồ, từ các nhà máy, xí nghiệp…

Phế phẩm nông nghiệp- công nghiệp: Rác phế thải có nguồn gốc từ thực vật:

lá cây, vỏ của các loại lương thực như vỏ dừa, vỏ trấu, vỏ cà phê, phân chuồng, rỉđường, phế thải của các quy trình sản xuất công nghiệp như sản xuất bia, thức ăn giasúc, thực phẩm,

Cân

bằng

dinh

dưỡng

Thông số quan trọng nhất trong quá trình ủ compost là tỉ lệ C/N

Để quá trình ủ đạt hiệu quả cao thì nên điều chỉnh tỉ lệ 25:1

Yếu tố đóng vao trò rất quan trọng trong quá trình ủ Nếu độ ẩm

<20% sẽ ức chế các quá trình sinh học Nếu quá cao sẽ tiêu haochất dinh dưỡng và mầm bệnh sẽ bị phân tán trong đống ủ Đồngthời còn ảnh hưởng đến hệ thống ủ Nên duy trì độ ẩm 50-70%

(trung bình là 60%) là thích hợp nhất

Nhu cầu ôxy Đây là yếu tố khá phức tạp vì nó sẽ ảnh hưởng đến công nghệ ủ và

thời gian ủ

Nhiệt độ

Nếu nhiệt độ quá cao sẽ ảnh hưởng đến việc phân hủy trong đống

ủ Nhưng nếu quá thấp thì không tiêu diệt được mầm bệnh Nhiệt

3 Tổng quan công nghệ ủ phân compost

Hiện tại, trên thế giới và Việt Nam tồn tại song song hai dạng mô hình công nghệ ủphân compost Mô hình ủ truyền thông và ủ hiện đại được áp dụng ngày càng rộng rãi vàhiệu quả đối với kinh tế và nông nghiệp Tuy nhiên, vẫn còn nhiều hạn chế, khó khăn vàthách thức khi triển khai mô hình vào thực tế

 Phân truyền thống:

Là những loại phân có nguồn gốc động, thực vật như phân trâu, bò, lợn, gà, gia cầm.Phân chuồng nói riêng và phân hữu cơ nói chung có ưu điểm là luôn luôn chứa đầy đủ cácnguyên tố dinh dưỡng: đạm, lân, kali, canxi, magie, natri, silic, các nguyên tố vi lượng như:đồng, kẽm, Mangan, coban, bor, molipden, tuy hàm lượng không cao

Phân hữu cơ truyền thống, trong đó có phân chuồng, cũng có những nhược điểm như:hàm lượng chất dinh dưỡng thấp, phải bón lượng lớn, khó vận chuyển đi xa, nếu không chếbiến kỹ có thể mang đến một số nấm bệnh cho cây trồng Ngoài ra do lên men, phân hữu cơchứa các axit hữu cơ, nếu không kết hợp với bón vôi sẽ làm chua đất Những chân ruộngtrũng, lầy thụt, cũng không nên bón nhiều phân hữu cơ

 Khái quát về quá trình ủ :

Rác thải hữu cơ thu gom tập trung tại các hố, bể chứa Với các nước có khí hậu lạnh, khôhanh không cần máy che, phân hủy từ từ, không sinh mùi và rò rỉ nước thải Nhưng với

các nước nhiệt đới thì khó khăn hơn trong thiết kế Phải có máy che,hố phải nén chặt, xây

xi măng, trán bề mặt Nếu không thì quá trình phân hủy nhanh, bị ảnh hưởng nhiều bởi thờitiết, khí hậu

Các lớp phải nén chặt, xếp lớp, sau thời gian ủ hiếu khí sẽ đảo trộn đều rồi tiến hành ủ

kị khí đến khi thu được phân đạt chất lượng

 Các phương pháp và quy trình ủ:

- Ủ nóng

Phủ lót nền vật liệu bằng nilon → đặt một lớp (10 cm ) các cành cây nhỏ, thực vật

→ phủ nguyên liệu (25 cm) → bổ sung chất dinh dưỡng→ tiếp tục phủ nguyên liệu để

ổn định cấu trúc đống ủ→ tiếp tục lặp lại cho đến khi đống ủ cao 1.5 -2 m→đậy kính

 Quy trình ủ hiếu khí:

3 1 Định nghĩa

Qúa trình ủ hiếu khí là quá trình phân hủy sinh học hiếu khí và ổn định các chất hữu

cơ trong chất thải rắn đô thị nhờ sự hoạt động của các vi sinh vật Sản phẩm chính bao gồm

CO2 , nước,nhiệt và sinh khối

VSV, dinhdưỡng, ẩm,không khí

Sàng phânloại

HÌNH : Sơ đồ chung của quá trình ủ hiếu khí CTR đô thị

3 2 Các giai đoạn ủ và sự hoạt động của vi sinh vật

Các giai đoạn

Trong điều kiện tối ưu, quá trình ủ phân hiếu khí bao gồm 3 giai đoạn:

 Giai đoạn nhiệt độ trung bình: kéo dài trong một vài ngày

 Giai đoạn nhiệt độ cao: có thể kéo dài từ một vài ngày đến một vài tháng

 Giai đoạn làm mát và ổn định: kéo dài vài tháng

Quá trình hoạt động của vi sinh vật

Có sự khác biệt giữa các loài vi sinh vật ưu thế trong từng giai đoạn Ban đầu là docác vi sinh vật chịu nhiệt trung bình chiếm ưu thế, chúng nhanh chóng phân hủy cáchợp chất dễ phân hủy sinh học Nhiệt trong quá trình này sẽ tăng nhanh chóng Khităng đến 400C sẽ được thay thế bởi các vi sinh vật hiếu nhiệt Khi nhiệt độ tiếp tục tăngcao đến 550C thì các vi sinh vật gây bệnh sẽ bị tiêu diệt và khi nhiệt độ tiếp tục tănglên đến 650C sẽ có rất nhiều loài vi sinh vật bị chết và đây cũng là giới hạn trên của quátrình

3 3 Thành phần vi sinh vật và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ủ hiếu khí

THÀNH PHẦN VI SINH VẬT

Các nhóm vi sinh vật có mặt trong quá trình ủ bao gồm:

- Vi khuẩn: có nhiều loại hình cầu, que, xoắn Một số loại có khả năng di chuyểnđược

- Xạ khuẩn: có vai trò quan trọng trong việc phân hủy những thành phần phức tạpnhư xenlulozo, lignin…

- Nấm: thực hiện phân hủy các mảnh vụn, tạo cho các vi khuẩn tiếp tục phân hủy hếtcác xenlulozo còn lại

- Trùng roi: tìm thấy trong nước rỉ rác, chúng ăn các hợp chất hữu cơ, vi khuẩn vànấm

CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG

Tái chế, chônlấp

Các yếu tố Đặc điểm các yếu tố

Tỉ lệ C/N Cacbon giúp tạo ra năng lượng , Nitơ cần cho sự phát triển và hoạt

động của tế bào Tỉ lệ thích hợp nhất là 30:1

Ôxy Cần cho quá trình khi vi sinh vật oxy hóa cacbon tạo năng lượng,

khi không đủ oxy sẽ trở nên yếm khí sinh mùi hôi Nồng độ oxy >10% là tối ưu cho quá trình này

pH Trong quá trình này pH duy trì trong khoảng 5.5-8.5 Các vi sinh vật

tiêu thụ các hợp chất hữu cơ và thải ra các axic hữu cơ Nếu quátrình tích tụ nhiều axic ảnh hưởng đến vi sinh vật

Nhiệt độ Là sản phẩm của quá trình phân hủy, không hoàn toàn đồng nhất

trong suốt quá trình Nó phụ thuộc vào kích thước đống ủ, độ ẩm,không khí,thiết kế…

Độ ẩm Độ ẩm nằm trong khoảng 50-60% Nếu độ ẩm quá nhỏ hạn chế hoạt

động của vi sinh vật, quá lớn làm chậm quá trình,ảnh hưởng đếnhoạt động của quá trình

Kích thước hạt Giảm kích thước hạt sẽ tăng bề mặt tiếp xúc, tăng quá trình phân

hủy Nhưng nếu quá nhỏ ảnh hưởng đến cả hệ thống công nghệ

Độ xốp Ảnh hưởng đến việc cung cấp oxy cho sự hoạt động của vi sinh vật Thiết kế hệ

thống ủ

Kích thước, hình dạng của các đống ủ ảnh hưởng về nhiệt độ,độ ẩm

và khả năng cấp oxy

3 4 Các phương pháp ủ phân compost

 Phương pháp ủ theo luống

Dạng đánh luống là quá trình chất nguyên liệu rác thành các đống ủ dài và đảo trộntheo nguyên tắc nhất định Dạng đánh luống có chiều cao của đống ủ thay đổi từ 1m – Chiều rộng thay đổi từ 1.5 – 6m và các thiết bị được xác định theo hình dạng của hệthống Tốc độ làm thoáng khí phụ thuộc vào độ xốp của đống ủ Nếu đống ủ quá lớn,các vùng kị khí có thể xuất hiện ở trung tâm, sinh ra mùi khi đống ủ bị đảo trộn

 Các loại hình ủ theo phương pháp ủ luống:

Ủ chất thải thành luống thổi khí thụ động

- Rác được thu gom, vận chuyển đến khu vực ủ→ Đổ đống( 10-20m 3 / đống, chiềucao 2-3m, rộng 4.5-6.5 m, hình thang)

- Mỗi tháng hoặc 3 tuần có công nhân đến đảo trộn , sàng chất hữu cơhoại mục, thành phần khó hoặc không phân hủy → đốt hoặc chôn lấp

- Dễ thực hiện, chi phí thấp nhưng thời gian lâu, không kiểm soát được mầm

- Phương pháp được áp dụng tại Châu Âu và Châu Mỹ

- Rác theo băng tải → phân loại, những thành phần không hoặc khó phân hủy → đốthoặc chôn lấp

- Mỗi luống ủ kích thước L x B x H (20-30 m x 2-3m x 0.6 -0.8m) Có hệ thống thugom nước thải, mỗi ngày kiểm tra chất dinh dưỡng và độ ẩm

- Chi phí đầu tư ban đầu không cao, quy trình khá ổn định, sản phẩm chat lượng cao,nhưng cần mặt bằng rộng và xa dân cư

Ủ chất thải thành luống thổi khí cưởng bức

- Điểm nổi bậc là khí được cấp từ dưới luống lên, tùy theo khối lượng ủ mà thiết kế hệthống thổi khí

- Chủ động điều hòa sự phát tán nhiệt giúp vi sinh vật làm việc hiệu quả, giảm mùikhối ủ

 Phương pháp ủ hiếu khí cưởng bức

Dạng ủ đống hiếu khí cưởng bức là quá trình cung cấp khí cho đống ủ bằng máy thổikhí, chủ động trong quá trình kiểm soát được quá trình phân hủy tốt hơn Không yêucầu đảo trộn trong đống ủ, khí được cung cấp hiệu quả Thời gian quá trình khoảng 3-5tuần

Các loại hình ủ theo phương pháp ủ hiếu khí cưởng bức:

Ủ trong container,bể ủ thiết bị thùng quay

- Vật liệu được ủ trong container,túi đựng,… Thổi khí cưởng bức thường dùng trongdạng mẻ, không rung hay xáo trộn trong container Tuy nhiên, giữa quá trình ủ vật liệu

có thể lấy ra và xáo trộn bên ngoài

- Ít bị tác động bởi sự thay đổi thời tiết, khí hậu thời gian ngắn, kiểm soát mùi tốt,diện tích nhỏ, chất lượng phân tốt Nhưng, đòi hỏi chi phí vận hành, bảo trì và trình độcông nhân phải cao Thiết kế phức tạp

Quy trình ủ kị khí

3.2.1 Định nghĩa

Phân hủy kị khí là quá trình phân hủy chất hữu cơ trong môi trường không có oxy ởđiều kiện nhiệt độ từ 30-65 0C Sản phẩm của quá trình phân hủy kị khí là khí sinh học(CO2, CH4)

3.2.2 Quy trình công nghệ kị khí

Rác đô thị

Phânloại