Đề tài thiết kế phân xưởng sản xuất phân bón vi sinh từ rác thải hữu cơ với năng suất 10 tấn sản phẩm ngày

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG KHOA HÓA - - ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ Đề tài: Thiết kế phân xưởng sản xuất phân bón vi sinh từ rác thải hữu với suất 10 tấn sản phẩm/ngày Giáo viên hướng dẫn : TS Ngô Thái Bích Vân Sinh viên thực hiê ̣n : Nguyễn Thị Tuyết Nhi Lớp : 17SH MSSV :107170251 Chuyên ngành : Công Nghê ̣ Sinh Học Đà Nẵng, ngày 28 tháng 11 năm 2020 MỤC LỤC CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1.Tổng quan về rác thải hữu 1.1.1 Nguồn phát sinh rác thải hữu 1.1.2 Tính chất chất thải hữu 1.1.3 Quản lý và xử lí chất thải hữu ở Viê ̣t Nam 1.2 Phương pháp ủ phân sinh học[1] 1.2.1 Khái niê ̣m .7 1.2.2 Cơ chế phân hủy rác thành phân hữu 1.2.2.1 Thành phần vi sinh vật đống ủ .8 1.2.2.2 Hoạt động của vi sinh vật đống ủ .10 1.2.2.3.Lựa chọn vi sinh vật để phân giải rác thải hữu làm phân 10 1.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến tiến đô ̣ ủ và chất lượng sản phẩm 11 1.2.3.1 Phân loại và nghiền .11 1.2.3.2 Nhiê ̣t độ .11 1.2.3.3 Độ ẩm 11 1.2.3.4 Ảnh hưởng của pH .11 1.2.3.5 Độ thoáng khí và phân phối O2 11 1.2.3.6 Tỷ lê ̣ C/N, N/P 12 1.2.4 Kiểm soát môi trường quá trình ủ[1] .12 1.2.4.1 Kiểm soát CH4 .12 1.2.4.2 Kiểm soát H2S 12 1.3 Tổng quan về phân hữu vi sinh 13 1.3.1 Phân hữu vi sinh 13 1.3.2 Ưu điểm của phân hữu vi sinh 13 1.3.3 Nguyên liê ̣u sản xuất 13 1.3.3.1 Rác thải hữu 14 1.3.3.2 Chế phẩm EM 14 1.3.3.3 Nguyên liê ̣u khác 15 CHƯƠNG II: CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHÊ .16 2.1 Dây chuyền công nghê .16 ̣ 2.2 Thuyết minh dây chuyền 17 2.2.1 Xử lý EM 17 2.2.2 Phân loại sơ 17 2.2.3 Nghiền 18 2.2.4 Nhân giống 18 2.2.5 Phối trộn với men vi sinh 18 2.2.6 Ủ 18 2.2.7 Làm tơi mùn .19 2.2.8.Sàng lồng 20 2.2.9 Phối trộn 20 2.2.10 Tạo hạt 20 2.2.11 Sấy 20 2.2.12 Đóng bao 20 CHƯƠNG III: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT .21 3.1 Các số liêụ ban đầu 21 3.2 Kế hoạch sản xuất của nhà máy 21 3.3 Tính cân bằng vâ ̣t chất 22 3.3.1 Tiêu hao nguyên liê ̣u qua từng công đoạn 22 3.3.2 Tính toán cân bằng vật chất 25 CHƯƠNG IV: CHỌN VÀ TÍNH TOÁN THIẾT BỊ .29 4.1 Thiết bị chính 29 4.1.1 Máy nghiền búa 29 4.1.2 Máy làm tơi 31 4.1.3 Sàng lồng 31 4.1.4 Máy phối trộn N,P,K 32 4.1.5 Máy tạo hạt 33 4.1.6 Máy sấy 34 4.1.7 Máy đóng bao .35 4.2 Nhà ủ 36 4.2.1 Nhà ủ sơ bộ 36 4.2.2 Nhà ủ chín 37 4.3 Thiết bị nhân giống và lên men .37 4.3.1 Thiết bị nhân giống cấp I 37 4.3.2 Thiết bị nhân giống cấp I lên cấp II 38 4.3.3 Thiết bị nhân giống cấp II lên III .40 4.3.4 Thiết bị chứa giống cấp III 40 4.3.5 Tank chứa chế phẩm EM 42 4.4 Các thiết bị khác 42 4.4.1 Xe xúc lật 42 4.4.2 Xe vận chuyển thành phẩm vào kho 43 4.4.3 Bơm 44 4.4.4 Phễu nạp liê ̣u .45 4.4.5 Hê ̣ thống quạt gió 45 4.4.6 Băng tải 46 4.4.6.1 Các công đoạn sử dụng băng tải 47 4.4.6.2 Tính toán băng tải 47 CHƯƠNG I: TỞNG QUAN TÀI LIỆU 1.1.Tởng quan về rác thải hữu 1.1.1 Nguồn phát sinh rác thải hữu Chất thải hữu là những chất thải có bản chất hữu và bị loại bỏ quá trình sản xuất Các chất thải hữu có thể có nguồn gốc là đô ̣ng vâ ̣t, thực vâ ̣t, các hợp chất cacbon hydro hay cả bùn că ̣n thải sau xử lí nước thải Mỗi loại chất thải hữu có thành phần và tính chất rất khác Chất thải hữu hiê ̣n rất lớn Chúng được tạo bởi các nguồn sau - Chất thải hữu được tạo quá trình sinh hoạt của người + Các loại chất thỉa tạo từ các nhà bếp ở các gia đình hay các nhà bếp tâ ̣p thể, các loại chất tải này có bản chất sinh vâ ̣t Chúng thường là những đô ̣ng vâ ̣t hay các thực vâ ̣t không còn sử dụng được nữa hoă ̣c không đáp ứng những yêu cầu chế biến, bảo quản hay sử dụng Ví dụ: đầu cá, tôm, vảy cá, ruô ̣t cá, rể, vỏ, lá các loại rau quả bị hưu hỏng…, dây là những chất thải dễ bị phân hủy và gây ô nhiễm môi trường rất mạnh Ngoài ra, từ nhà bếp còn có những chất thải rất khó phân hủy các loại bao ni lông, giẻ lau, các loại bao bì từ cellulose + Chất thải từ các khu vực thương mại chợ, siêu thị Chất thải chủ yếu là có nguồn gốc từ thực vâ ̣t và đô ̣ng vâ ̣t với số lượng lớn Về bản thì thành phần chất thải này giống các chất thải từ nhà bếp - Chất thải hữu từ quá trình sản xuất + Chất thải từ các nhà máy chế biến thực phẩm + Chất thải từ các sở xí nghiê ̣p thuô ̣c da bao gồm lông thú, các mảnh vụn tạo quá trình chế biến + Chất thải từ các sở chăn nuôi, chủ yếu là phân gia súc, thực phẩm gia sức thừa hoă ̣c những chất thải dùng để vê ̣ sinh chuồng trại + Chất thải từ các trạm xử lí nước + Chất thải từ các nhà máy giấy và các hoạt đô ̣ng công nghiê ̣p khác 1.1.2 Tính chất chất thải hữu Chất thải hữu phần lớn có nguồn gốc từ đô ̣ng thực vâ ̣t nên có những tính chất bản sau: - Tính dễ phân hủy Các tế bào đô ̣ng vâ ̣t và thực vâ ̣t đều được cấu tạo từ các hợp chất hữu protein, gluxit, lipid, vitamin và mô ̣t số thành phần khác Các thành phần hữu này là những thành phần rất dễ bị phân hủy đô ̣ng vâ ̣t hay thực vâ ̣t bị chết Tính chất dễ phân hủy này là tính chất rất quan trọng chu trình chuyển hóa giữa sự sống và vâ ̣t chất không sống Tham gia vào quá trình phân giải này chủ yếu là ̣ vi sinh vâ ̣t có chất thải - Tính chất dễ gây ô nhiễm môi trường Vì là vâ ̣t chất dễ phân giải nên các rác thải hữu này cũng là ng̀n gây nhiễm ngiêm trọng Ơ nhiễm mơi trường ở bao gờm dạng: + Ơ nhiễm các chất khí tạo quá trình ủ + Ô nhiễm vi sinh vâ ̣t gây bê ̣nh + Ơ nhiễm các chất ̣c được giải phóng khỏi khối chất thải, tạo quá trình ủ Chính vì thế quản lí và xử lí chất thải hữu cơ, cần hạn chế và loại hẳn các quá trình tạo ba dạng ô nhiễm 1.1.3 Quản lý và xử lí chất thải hữu ở Viê ̣t Nam Viê ̣t Nam chưa phải là nước có ngành công nghiê ̣p mạnh nên chất thải công nghiê ̣p chưa nhiều Nền kinh tế vẫn chủ yếu dựa vào sự phát triển nông nghiê ̣p Do đó, mô ̣t số đă ̣c điểm đă ̣c trưng của rác thải ở Viê ̣t Nam là: - - - Chất thải sinh hoạt ở Viê ̣t nam chiếm tỷ lê ̣ lớn nhất Đây cũng là dă ̣c điểm chung cho nhiều quốc gia phát triển Trong các loại chất thỉa sinh hoạt thì các loại chất thải từ nguồn thực vâ ̣t chiếm số lượng nhiều cả Từ đă ̣c điểm này, các nhà kỹ thuâ ̣t nghĩ đến khả tái chế chất thải làm phân bón Phương pháp tái chế đơn giản nhất để làm phân bón là tiến hành ủ chất thải hữu Chất thải hữu ở Viê ̣t Nam có nguồn gốc chủ yếu từ thực vâ ̣t nên chúng có hàm lượng nước cao, chúng lại kết hợp với các chất dinh dưỡng và vi sinh vâ ̣t có sẵn chất thải tạo nên hiê ̣n tượng thối rửa nhanh và gây hiê ̣n tượng ô nhiễm đất, nước và không khí rất nghiêm trọng Đă ̣c điểm này đòi hỏi tiến hành lựa chọn phương pháp xử lí phải đẩm bảo xử lí triê ̣t để khả ô nhiễm của chất thải hữu Chất thải ở Viê ̣t Nam ít được phân loại tại nguồn, đó, chất thải tại điểm điểm tiến hành xử lý thường chứa cả những vâ ̣t liê ̣u dễ tạo phân bón, ngoài còn có kim loại, chất đô ̣c hại và cả vi sinh vâ ̣t gây bê ̣nh… gây nhiều khó khăn quá trình xử lí Vâ ̣y nên cần lưu ý giải quyết cẩn thâ ̣n quá trình làm phân bón 1.2 Phương pháp ủ phân sinh học[1] 1.2.1 Khái niê ̣m Theo Haug (1980) ủ chất thải là quá trình phân giải sinh học các chất hữu dẫn đến sự ổn điinh khối ủ tồn trữ và sử dụng mô ̣t dạng phân hữu Mô ̣t định nghĩa khác phổ biến ở các nước châu Âu về ủ chất thải Theo định nghĩa này, ủ chất thỉa là sự kiểm soát quá trình hiếu hoạt đô ̣ng của các vi sinh vâ ̣t ưu ấm và ưu nóng Kết quả hoạt đô ̣ng này sẽ tạo CO 2, nước, chất khoáng và các chất hữu ổn định Về tổng thể, quá trình ủ là quá trình phân giải mô ̣t loạt các chất hữu có chất thải sinh hoạt, bùn că ̣n, phân gia sức, gia cầm, các chất hữu nông nghiê ̣p Quá trình ủ được thực hiê ̣n cả điều kiê ̣n hiếu khí và yếm khí a) Ủ hiếu khí Là quá trình chuyển hóa các chất hữu nhờ vi sinh vâ ̣t có mă ̣t của oxy Sản phẩm cuối cùng của quá trình ủ hiếu khí này là CO 2, NH3, nước, nhiê ̣t, các chất hữu đã ổn định và sinh khối vi sinh vâ ̣t b) Ủ yếm khí Là quá trình chuyển hóa chất hữu bởi các vi sinh vâ ̣t không có mă ̣ của oxy Sản phẩm cuối cùng của quá trình này là NH 4,CO2,NH3, mô ̣t vài loại khí khác với số lượng rất nhỏ, các axit hữu cơ, nhiê ̣t, các chất hữu ổn định và sinh khối vi sinh vâ ̣t NH3 được tạo cả điều kiê ̣n hiếu khí và yếm khí Chúng nhanh chóng được các vi khuẩn nitrat hóa có khối ủ chuyển thành NO3Ủ hiếu khí thường xảy nhanh, ủ yếm khí thường kéo dài thời gian 1.2.2 Cơ chế phân hủy rác thành phân hữu 1.2.2.1 Thành phần vi sinh vật đống ủ Quá trình ủ là mô ̣t quá trình oxi hóa hóa-sinh các chất hữu các loại vi sinh vâ ̣t khác Nững vi sinh vâ ̣t phát triển theo cấp số nhân, đầu tiên là châ ̣m và sau nhanh Thành phần các vi sinh vâ ̣t có đó nguyên liê ̣u ủ làm phân bao gồm các chủng giống vi sinh vâ ̣t phân giải xenluloza, vi sinh vâ ̣t phân giải protein, tinh bô ̣t…  Vi sinh vật phân giải xenluloza Trong thiên nhiên có nhiều nhóm vi sinh vâ ̣t có khả phân hủy xenluloza nhờ có ̣ enzym xenluloza ngoại bào Trong đó vi nấm là nhóm có khả phân giả mạnh nhất vì nó có khả tiết mô ̣t lượng lớn enzym có dầy đủ các thành phần Nấm mốc có hoạt tính phân giải xenluloza đáng chú ý là Tricoderma Hầu hết các loài thuô ̣c chi Tricoderma sống hoại sinh rác, đất đều có khả phân hủy xenluloza Trong nhóm vi nấm ngoài Tricoderma còn có rất nhiều giống có khả phân hủy xenluloza Asperillus, Fusarium, Mucor… Nhiều loài vi khuẩn cũng có khả phân hủy xenluloza, nhiên cường đô ̣ không bằng vi nấm Nguyên nhân sdo số lượng enzym tiết môi trường của vi khuẩn thường nhỏ, thành phần các loại enzym không đầy đủ Moottj só nhóm tiêu biểu cí rác thải nhóm vi khuẩn hiếu khí Clostridium và nhóm vi khẩn sống dạ dày đô ̣ng vâ ̣t nhai lại là các cầu khuẩn thuô ̣c chi Ruminococus  Vi sinh vật phân giải protein Trong môi trường rác ủ đóng, nitơ tồn tại ở các dạn khác nhau, từ nito phân giải ở dạng khí cho đến các hợp chất hữu phức tạp có thể dô ̣ng, thực vâ ̣t và người Trong theer sinh vâ ̣t, nito tồn tại chủ yếu dưới dạng các hợp chất đạm protein, axit amin Khi thể sinh vâ ̣t chết đi, lượng nito này tồn tại đất(rác) Dưới tacsc dungjc ủa các nhóm vi sinh vâ ̣t hoại ính, protein được phân giải thafnhc ac axit amin Các axit amin này lại đượcn hím vi sinh vâ ̣t phân giải thành NH3 hoă ̣c NH4+ gọi là nhóm vi khuẩn amin hóa Quá trình này gọi là sự khoáng hóa chất hữu vì qua đó nitơ hữu được chuyển hóa thành nito dạng khoáng Dạng NH 4+ sẽ được chuyển hóa thành NO3- nhờ nhóm vi khuẩn nitrat hóa Các hợp chất nitrat lại được chuyển hóa thành dạng N phân tử, quá trình này gọi là sự nitrat hóa được thực hiê ̣n bởi nhóm phân nitrat Khí N sẽ được cố định lại tế bào vi khuẩn và tế bào thực vâ ̣t, sau đó chuyển hóa thành dạng N2 hữu nhờ nhóm vi khẩn cố định Nitơ Do đó, vòng tuần hoàn N khép kín Trong hầu hết các khâu chuyển hóa của vòng tuần hoàn đều có sự tham gia của các vi sinh vâ ̣t khác Nếu sự hoạt đô ̣ng của mô ̣t nhóm nào đó ngừng lại thì toàn bô ̣ sự chuyển hóa của vòng tuần hoàn sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng Trong quá trình compost, nhóm vi khuẩn chính phân giải protein là vi khuẩn nitrat hóa, vi khuẩn cố định nitơ Nhóm vi sinh vâ ̣t tiến hành nitrat hóa bao gồm hai nhóm tiến hành hai giai đoạn của quá trình Giai đoạn õi hóa NH4+ thành NO2- gọi là nitrit hóa , giai đoạn oxi hóa NO 2thành NO3- gọi là giai đoạn nitrat hóa Nhóm vi khuẩn nitrit hóa bao gồm bốn chi khác nhau: Nitrozomonas, Nitrozocystic, Nitrozolobus và Nitrosospira, chúng đều thuô ̣c loại tự dưỡng bắt buô ̣c, không có khả sống môi trường thạch, bởi vâ ̣y phân lâ ̣p chúng rất khó phải dùng silicagen thay thạch Nhóm vi khuẩn này có khả õi hóa NH 4+ bằng O2 không khí và tạo lượng: NH4+ + 3/2 O2 NO3- +2H+ + lượng Nhóm vi khuẩn nitrat hóa tiến hanh oxi hóa NO 2- thành NO3- bao gồm bai chi khác nhua: Nitrobacter, Nitrospira và Nitrococcus Nhóm vi khuẩn cố định Nito có môi trường rác ủ là các nhóm: Azotobacterlà mô ̣t loại vi khuẩn hiếu khí, không sinh bào tử, có khả cố định nitơ phân tử, sống tự đất(rác) Clostridium là mô ̣t loại vi khuẩn kỵ khí sống tự rác, có khả hình thành bào tử Loại phổ biến nhất là Clostridium pastensinium có hình que ngắn, còn non có khả di đô ̣ng bởi tiên mao, già mất khả di đô ̣ng Clostridium có khả đồng hóa nhiều laoih protein khác đường, tinh bô ̣t, rượu… Nó thuô ̣c loại kỵ khí nên các sản paharm trao đổi chất của nó là các axit hữu cơ, butanol, ethanol, axeton đó là các sản phẩm chưa được oxi hóa hoàn toàn  Vi sinh vật phân giải tinh bột Trong bể ủ có rất nhiều loại vi sinh vâ ̣t có khả phân giải tinh bô ̣t Mô ̣t số vi sinh vâ ̣t có khả tiết môi trường đầy đủ các loại enzym ̣ enzym amilaza Ví dụ mô ̣t số nấm mốc bao gồm mô ̣t số loại tỏng các chi Aspergillus, Fusarium, Rhizopus… Trong nhóm vi khuẩn có mô ̣t số loài thuô ̣c chi Bacillus, Cytophaza, Pseudomonas… Xạ khuẩn cũng có mô ̣t số chi có khả tiết enzym phân giải tinh bô ̣t Tuy nhiên, đa số vi sinh vâ ̣t không có khả tiết đầy đủ ̣ enzyme amilaza phân giải tinh bô ̣t, chúng chỉ có thể tiết môi trường mô ̣t hoă ̣c mô ̣t vài men ̣ đó Ví dụ các loài Aspergillus candidus, Bacillus subtilis, Clostridium… chỉ có khả tiết môi trường enzyme α-amilaza 1.2.2.2 Hoạt động của vi sinh vật đống ủ Các quá trình sinh hóa diễn đống ủ rác chủ yếu hoạt đô ̣ng của các vi sinh vâ ̣t sử dụng các hợp chất hữu làm nguồn dinh dưỡng cho các hoạt đô ̣ng sống của chúng Các loại vi khuẩn và nấm đóng vai trò quan tọng quá trình phân giải hợp chất Các loại vi sinh vâ ̣t phát triển tốt các điều kiê ̣n môi trường được xác định bảng Bảng 1.1 : Các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến vi sinh vâṭ Yếu tố môi trường Khoảng xác định Nhiê ̣t đô ̣ (⁰C) 0-70 Nồng đô ̣ muối (% NaCl) 0-3 pH 1-12 Nồng đô ̣ oxi (%) 0-21 Áp suất (mPa) 0-115 Ánh sáng Bóng tối, ánh sáng mạnh Các vi sinh vâ ̣t tham gia vào quá trình phân giải tại các đống ủ rác được chia thành ba nhóm chủ yếu: - Các vi sinh vâ ̣t ưa ẩm: phát triển mạnh ở nhiê ̣t đô ̣ từ 0-20⁰C Các vi sinh vâ ̣t ưa ấm: phát triển mạnh ở nhiê ̣t đô ̣ từ 20-40⁰C Các vi sinh vâ ̣t ưa nóng: phát triển mạnh ở nhiê ̣t đô ̣ từ 40-70⁰C Sự phát triển của các loại vi sinh vâ ̣t theo nhiê ̣t đô ̣ được thể hiê ̣n theo đồ thị sau: Thời kì đầu của quá trình ủ rác, quá trình hiếu khí được diễn , giai đoạn nayd các chất hữu dễ bị oxi hóa thành dạng đơn phân tử protein,tinh bô ̣t,xeluloza Trong quá trình này, các vi sinh vâ ̣t tiếp nhâ ̣n mô ̣t lượng lượng rất lớn và vì thế có tồn tại mô ̣t lượng lượng đáng kể ở dạng nhiê ̣t Lượng lượng nhiê ̣t được tạo bên lòng đống ủ được tạo nhiều so với lượng nhiê ̣t được thoát bên ngoài và đó nhiê ̣t đô ̣ bên đống bể ủ được tăng lên Giá trị nhiê ̣t đô ̣ tăng tới 60-70⁰C, kéo dài thời gian khoảng 30 ngày Ở khoảng nhiê ̣t đô ̣ này, các phản ứng hóa học diễn sẽ trô ̣i các phản ứng vi sinh vạt bởi vì hầu hết chủng vi sinh vâ ̣t không phát triển được ở nhiê ̣t đô ̣ 70⁰C 1.2.2.3.Lựa chọn vi sinh vật để phân giải rác thải hữu làm phân 1.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến tiến đô ̣ ủ và chất lượng sản phẩm 1.2.3.1 Phân loại và nghiền Viê ̣c phân loại cẩn thâ ̣n các rác thải rất quan trọng để có thể đạt được mô ̣t quá trình ủ hoàn hảo Viê ̣c giảm kích thước của nguyên liê ̣u ( bằng cách băm nhỏ hoă ̣c sàng phân loại) mô ̣t ̣ quả làm tăng tốc đô ̣ phản ứng 1.2.3.2 Nhiê ̣t độ Sự giải phóng CO2 tối đa xảy ở 55⁰C Nó bắt đầu tăng từ từ khoảng từ 2540⁰C sau đó tăng từ 45-55⁰C Nhiê ̣t đô ̣ tối ưu cho quá trình ổn định sinh hóa là 40-55⁰C Nhiê ̣t đô ̣ cao đối với đống ủ thì tốc đô ̣, mức ủ sẽ nhanh Lưu ý cần ngăn nhừa quá khô, quá lạnh ở phần nào đó của đống ủ 1.2.3.3 Độ ẩm Đô ̣ ẩm tối ưu đối với quá trình ủ là 50-52% Nếu vâ ̣t liê ̣u quá khô không đủ đô ̣ ẩm cho sự tồn tại và phát triển của vi sinh vâ ̣t hoă ̣c vâ ̣t liê ̣u quá ẩm thì sẽ diễn quá trình lên men yếm khí, oxi không lọt vào được 1.2.3.4 Ảnh hưởng của pH pH giảm từ 6,6-5,5 giai đoạn tiêu hủy ưa mát sau đó tăng nhanh ở giai đoạn ưa ấm tới pH=8 sau đó giảm nhẹ xuống 7,5 giai đoạn lạnh Hình 4.6 Mô hình thiết bị sấy thùng quay 4.1.7 Máy đóng bao Theo bảng 3.4, khối lượng phân vi sinh đưa vào máy đóng bao là 625,63 kg/h Chọn cân đóng bao PM12, với các thông số kỹ thuâ ̣t sau: Bảng 4.7 : Đă ̣c tính thông số kĩ thuâ ̣t cân đóng bao PM12 Thông số PM12 Số đầu cân Khối lượng cân đóng bao(kg/bao) 50,40,24 Năng suất (bao/h) 200 Số thiết bị Hình 4.6 Mô hình thiết bị đóng bao PL12 4.2 Nhà ủ 4.2.1 Nhà ủ sơ bộ Rác của ngày phối trô ̣n sẽ được chứa mô ̣t nhà ủ sơ bô ̣ Với chu kì ủ sơ bô ̣ là 24 ngày, số lượng nhà ủ cần phải có là: nhà Theo bảng 3.4, lượng hỗn hợp đem vào ủ sơ bô ̣ giờ là 1477,17(kg/h) Ta có công thức tính thể tích sau: Ta có công thức tính thể tích là : V= m ρ (m3) Trong đó: + m: Khối lượng rác vào (kg) + 𝜌: Khối lượng riêng của rác (kg/ m3) Theo số liê ̣u của Nhà máy Thủy Phương – Huế, 𝜌= 800 kg/m3 Thể tích rác đem ủ sơ bô ̣ là: V= 1477,17 =1,85 800 (m3/h) Vâ ̣y thể tích rác ủ sơ bơ ̣ mơ ̣t ngày là 1,85× 16=29,6 (m3) Thể tích của nhà ủ sơ bô ̣ phải chứa được rác của ngày xử lí Vâ ̣y thể tích rác đưa vào nhà ủ sơ bô ̣ ngày là: 29,6× 3=88,8(m3) Với ̣ số chứa đầy là 0,75 thì thể tích nhà ủ sơ bô ̣ là: V= 88,8 =¿118,4(m3) 0,75 Chọn nhà ủ sơ bô ̣ có thể tích V=120m3 Vâ ̣y chọn nhà ủ có kích thước sau: + chiều dài : 6m + chiều cao : 6m + chiều rô ̣ng: m 4.2.2 Nhà ủ chín Quá trình ủ chính có chu kì ủ là 12 ngày, rác của ngày ủ sơ bô ̣ sẽ được đưa vào nhà ủ chín Vâ ̣y số lượng nhà ủ chín cần thiết là: nhà Lượng hỗn hợp đem vào ủ chín ngày là: 1119,4× 16=17910,4 kg Thể tích hỗn hợp đem vào ủ chín ngày là 17910,4 =22,388(m3) 800 Thể tích rác đem ủ chín ngày là: 22,388×3=67,164 (m3) Với ̣ số chứa đầy là 0,7 thì thể tích của nhà ủ là: 67,164 =95,95 (m3) 0,7 Chọn nhà ủ chín có kích thước sau: + Chiều dài: 6m + Chiều cao: 6m + Chiều rô ̣ng: 3,5m 4.3 Thiết bị nhân giống và lên men 4.3.1 Thiết bị nhân giống cấp I Lượng giống cấp I cần dùng mô ̣t ngày là 0,5664 lít [bảng 3.5 ] Chọn bình tam giác làm thiết bị nhân giống và ̣ số chứa đầy là 0,5 Thể tích thiết bị là: 0,5664 =¿ 1,1328(lít) 0,5 Nhân giống cấp I được thực hiê ̣n phòng thí nghiê ̣m, vô trùng, nuôi cấy máy lắc Chọn bình tam giác thủy tinh nhỏ có thể tích 500ml làm thiết bị nhân giống Số lượng bình tam giác là n= 1,1328 =2,2656 (bình) 0,5 Vâ ̣y ta chọn bình tam giác 4.3.2 Thiết bị nhân giống cấp I lên cấp II Lượng giống cần dùng mô ̣t ngày là 4,72 lít = 0,0047m3 [bảng] Chọn thiết bị nhân giống có dạng sau: l1 D L l2 Hình 4.8 : Mô hình thiết bị nhân giống Gọi : D là đường kính thùng nhân giống (m) d: đường kính ống thoát (m) L: chiều cao phần trụ (m), lấy L=1,5D l₁: chiều cao phần nắp (m), lấy l₁=0,1D l₂: chiều cao phần đáy , lấy l₂= D−d ×tag55⁰ Thể tích thiết bị đươc tính bằng công thức: Vtbi = Vtrụ + Vnắp+ Vđáy - Thể tích phần trụ được tính sau: Vtrụ = - π × D ² × L π × D ² × 1,5 D = = πD 4 Thể tích phần nắp là π ×l ₁ π × 0,1 D 2 0,076 × ¿ D )= πD Vnắp = × ¿2) = 6 - Thể tích phần đáy là: 1 D2 d ² D d π tag 55⁰ ¿3-d3) ¿=¿ Vđáy= πl ₂( + + 24 4 Vâ ̣y thể tích thiết bị nhân giống là: V= 0,076 πD + πD + π tag55⁰ ¿3-d3) 24 = 10,732 πD π tag 55⁰d3 (m3) 24 24 Chọn ̣ số chứa đầy là 0,6 (4.1) Thể tích của thiết bị là: 0,0047 =¿ 0,6 0,0079 (m3) Chọn d=0,1m Theo công thức [4.1] ta có V= 10,732 πD π tag550 ×0,13 = 0,0079 24 24 Suy ra: D= 0,18m = 180 mm Vâ ̣y L=1,5D= 1,5×18= 270mm l1= 0,1D= 0,1× 18 =18mm l2= D−d 0,18−0,1 ×tag55= ×tag55=0,057m=57mm 2 Chiều cao tổng cô ̣ng của thiết bị nhân giống cấp II là: Ltổng = L+ l1 + l2 = 270+18+57= 345mm Chọn thùng nhân giống có kích thước: D= 180mm , H= 400mm 4.3.3 Thiết bị nhân giống cấp II lên III Lượng giống cần dùng mô ̣t ngày là 47,2 lít = 0,048m3 [bảng] Tính toán tương tự mục 4.3.2 Chọn ̣ số chứa đầy là 0,5 Thể tích của thiết bị là: 0,048 =¿ 0,5 0,096 (m3) Chọn d=0,1m Theo công thức [4.1] ta có V= 10,732 πD π tag 550 ×0,13 = 0,096 24 24 Suy ra: D= 0,41m = 410mm Vâ ̣y L=1,5D= 1,5×410= 615mm l1= 0,1D= 0,1× 410= 41mm l2= D−d 0,41−0,1 ×tag55= ×tag55=0,22m=220mm 2 Chiều cao tởng ̣ng của thiết bị nhân giống cấp II là: Ltổng = L+ l1 + l2 = 615+41+220= 876mm Chọn thùng nhân giống có kích thước: D= 410mm , H= 900mm 4.3.4 Thiết bị chứa giống cấp III Lượng giống cấp III cần dùng tỏng mô ̣t ngày 0,048m3 Chọn ̣ số chứa đầy là 0,7 Thể tích thiết bị: 0,048 =¿ 0,7 0,069 (m3) Chọn thùng chứa có dạng hình trụ đứng, đáy hình chổm cầu, được làm bằng thép không rỉ (hình 4.9 l1 D L l2 Hình 4.9 : tank chứa men giống D là đường kính thùng chứa (m) L: chiều cao phần trụ (m), lấy L=1,5D l₁, l2: chiều cao phần nắp và phần đáy (m), lấy l₁=0,1D Thể tích thùng chứa đươc tính bằng công thức: Vtbi = Vtrụ + 2Vnắp - Thể tích phần trụ được tính sau: Vtrụ = - π × D ² × L π × D ² × 1,5 D = = πD 4 Thể tích phần nắp là π ×l ₁ π × 0,1 D 2 0,076 × ¿ D )= πD Vnắp = × ¿2) = 6 Suy ra: V = 1,257D3 ( 4.2 ) ↔ 0,069 = 1,257D3 Vâ ̣y : D= 0,38m = 380mm Vâ ̣y L=1,5D= 1,5×380= 570mm l1=l2 = 0,1D= 0,1× 380= 38mm H= L+ l1 + l2 = 570+38+38= 646mm Ta chọn thùng chứa có kích thước sau: D= 380mm, H=650mm 4.3.5 Tank chứa chế phẩm EM Theo bảng , lượng chế phẩm EM cần dùng cho mô ̣t ngày là: 37,76(lít)= 0,038m3 Ta cần tank chứa có cấu tạo và vâ ̣t liê ̣u giống tank chứa men vi sinh, với ̣ số chứa đầy là 0,6 Thể tích thực của tank chứa chế phẩm EM mô ̣t ngày cần là: V= 0,038 = 0,063 m3 0,6 Áp dụng công thức [4.2] V = 1,257D3 ↔ 0,063 = 1,257D3 Từ đó suy ra: D= 0,37m= 370mm L=1,5D= 1,5×370= 555mm l1=l2 = 0,1D= 0,1× 370= 37mm Tởng chiều cao của tank chứa: H= L+ l1 + l2 = 555+37+37= 629mm Vâ ̣y thùng chứa tank chế phẩm EM có H=630mm, D=370mm 4.4 Các thiết bị khác 4.4.1 Xe xúc lật - Xe xúc lâ ̣t dùng để chuyển rác sau phun chế phẩm EM lên phễu cấp liê ̣u Số lượng: xe -Xe xúc lâ ̣t dùng để chuyển rác từ nhà phối sang nhà ủ, giữa các nhà ủ với và từ nhà ủ đến phân xưởng xử lí mùn Số lượng: xe Chọn xe xúc lâ ̣t HJ926 có dung tích gầu từ tấc tới khối Hình 4.10 : Xe xúc lật HJ926 Bảng 4.8 : Đă ̣c tính thông số xe xúc lật HI926 [6] Thông số HI926 Dung tích (m3) 0,8-1 Chiều cao(mm) 3200 Công suất(KW) 65 Số lượng xe 4.4.2 Xe vận chuyển thành phẩm vào kho Phân thành phẩm sau được đóng bao tại phân xưởng sẽ được vâ ̣n chuyển đưa vào kho chứa thành phẩm bằng xe Hình : Xe nâng HELI CPCD20 Hình 4.11 : Xe nâng Heli CPCD20 Bảng 4.9: Đặc tính thông số xe nâng Heli CPCD20 [7] Thông số HELI CPCD20 Đô ̣ng XinChai C490 Tải trọng nâng 2000kg Nhiên liê ̣u Dầu diesel Chiều cao nâng 3m( tối đa 6m) Kích thước 2522x1150x2070 (mm) Số lượng 4.4.3 Bơm Sử dụng bơm để phun chế phẩm EM vào rác ban đầu và phun men vi sinh lên rác hữu Chọn bơm D-100N-70/ I-13 có các thông số kĩ thuâ ̣t sau: Bảng 4.10: đă ̣c tính thông số máy bơm D-100N-70/ I-13 Thông số kĩ thuâ ̣t D-100N-70/ I-13 Qmax(lít/h) 45 Hmax 5kg/cm2 Công suất 180W Số lượng Hình 4.12 : Bơm D-100N-70/ I-13 4.4.4 Phễu nạp liê ̣u Theo bảng 3.4, lượng rác cần cấp là 1.5 tấn/h Chọn phễu cấp liê ̣u có các thông số kĩ thuâ ̣t sau: Bảng 4.11: Các thông số kĩ thuâ ̣t của phễu nạp liêụ PLD 600 Thơng sớ kĩ th ̣t PLD 600 Dung tích phễu liệu 2x1,2m3 Cơng suất phểu liệu (m3/h) 30 Độ xác ± 2% Giá trị cân lớn (kg) 2000 Kích thước 3800*1400* 2200 Số lượng Hình 4.13: Phễu nạp liê ̣u PLD 600 4.4.5 Hê ̣ thống quạt gió Dùng cung cấp oxi cho nhà ủ sơ bô ̣ Chọn ̣ thống quạt gió có thông số kĩ thuâ ̣t sau: Bảng 4.12 : Các thông số kĩ thuâ ̣t của ̣ thống quạt gió Thông số kỹ thuâ ̣t(vòng/ phút) Quạt gió Tốc đô ̣ vòng quay 2900 Công suất(kW) 5,5 Lưu lượng gió(m3/h) 2000 Cô ̣t áp(mmH2O) 380-540 1- Bê ̣ máy 2- Quạt cao áp 3- Cánh gió hướng tâm 4- Ống dẫn gió Hình 4.14: Hê ̣ thống quạt gió 4.4.6 Băng tải 5- Cửa hút 6- Đô ̣ng kéo quạt Hình 4.15: Băng tải cao su 4.4.6.1 Các công đoạn sử dụng băng tải - Băng tải phân loại sơ bô ̣ rác, kí hiê ̣u: R1 Băng tải vâ ̣n chuyển rác từ máy nghiền đến nhà phối trô ̣n: R2 Băng tải nạp mùn vào máy đánh tơi: R3 Băng tải nạp mùn vào sàng lồng: R4 Băng tải vâ ̣n chuyển mùn thô sau sàng lồng đem phối trô ̣n: R5 Băng tải vâ ̣n chuyển vào máy tạo hạt : R6 Băng tải vâ ̣n chuyển phân vi sinh vào máy sấy thùng quay: R7 Băng tải vâ ̣n chuyển sản phẩm đến máy đóng bao: R8 4.4.6.2 Tính toán băng tải Nhà máy sử dung thiết bị vâ ̣n chuyển là băng tải Công suất đô ̣ng được tính theo công thức: N= Q.L 370 η (kW) Với Q: suất băng tải(t/h) L: chiều dài băng tải(m) η : hiê ̣u suất truyền đô ̣ng, η= 0,65 Với chiều dài tự chọn, sau tính toán ta có bảng sau: Bảng 4.13: Tổng kết tính toán thiết bị băng tải STT Băng tải Q(kg/h) L(mm) N(kW) R1 1570,63 1800 0,012 R2 1554,92 2500 0,0162 R3 882,31 2300 0,0084 R4 791,17 2700 0,0089 R5 741,88 2000 0,0062 R6 734,46 1800 0,0055 R7 730,79 2200 0,0067 R8 625,63 1700 0,0044 Ta có tổng số băng tải sử dụng nhà máy là: băng tải Tổng công suất của băng tải là: 0,0683 kW Bảng 4.14: Tổng kết thiết bị STT Tên thiết bị Năng suất(t/h) Kích thước Số lượng Công suất(kW) Máy nghiền 1,5-2 2250*1670* 2368 30 Máy làm tơi 200*400 5,5 Sàng lồng Máy phối trô ̣n Tạo hạt 0,53-1,3 Máy sấy 0,5-1,5 Máy đóng bao L=3200mm D=1000mm 1400*800 11-15 2610*650* 742 7,5 D=600mm L=6000mm 2300*1100 Nhà ủ sơ bô ̣ 6000*6000*4000 Nhà ủ chín 6000*6000*3500 10 Thiết bị nhân giống cấp I 500ml 11 Thiết bị nhân giống cấp II D=180mm, 12 Thiết bị nhân giống cấp III D=410mm, 13 Tank chứa giống cấp III D=380mm, 14 Tank chứa chế phẩm EM D=370mm, 15 Phễu nạp liê ̣u 2,4 3800*1400*2200 16 Xe xúc lâ ̣t 0,8-1 H=3200mm 17 Xe nâng 2522*1150*2070 H=400mm H=900mm H=650mm H=630mm 18 Bơm 45 lít/h 19 Quạt gió 2000m3/h 1 1 65 1,8 5,5 TÀI LIỆU THAM KHẢO A TÀI LIÊU ̣ TIẾNG VIÊT ̣ [1] Công nghê ̣ xử lí rác thải và chất thải rắn- PGS.TSKH Nguyễn Xuân Nguyên, NXB Khoa học và kĩ thuâ ̣t [2] Công nghê ̣ sinh học môi trường-Xử lí chất thải hữu cơ- Tập 2, Nguyễn Đức Lương(chủ biên)- Nguyễn Thị Thùy Dương, NXB Khoa học và kĩ thuâ ̣t Hà Nô ̣i [3] Các quá trình và thiết bị công nghê ̣ sinh học công nghiê ̣p- PGS.TSKH Lê văn Hoàng B TÀI LIÊU ̣ INTERNET [4] [5]https://www.palamaticprocess.vn/may-moc-cong-nghiep/may-lam-toinguyen-lieu/loai-chuan [6] http://mayphanbonshb.vn/ban-giao-may-sang-long-quay-cho-nha-may-phanbon-tai-thanh-hoa.html [7] http://www.tsgdryer.com/products/234.html [8] http://www.fuyigz.com/VI/Products/Product_73.htm [9] https://thietbicogioi.com.vn/san-pham/may-xuc-lat-nho-hj926/ [10]http://muaxenang.com/san-pham/xe-nang-hang-2-tan-dong-co-trung-quocgia-xe-nang-heli-cpcd20/ http://xulynuocthaivietnam.com/bom-dinh-luong-doseuro.html http://mayepviennen.com/may-say-trong-quay-ba-long-bsr-hg3416-2.7x942.htm http://www.cansaoviet.com/UserFiles/Technical_Manual/Can-dong-bao-PM12catalogue.pdf https://tschem.com.vn/phan-huu-co-vi-sinh https://saomaibiotech.com/huong-dan-san-xuat-phan-huu-co-vi-sinh-tu-phanga-su-dung-che-pham-vi-sinh-em-fert-1-va-em-pro-1 ... quan về phân hữu vi sinh 13 1.3.1 Phân hữu vi sinh 13 1.3.2 Ưu điểm của phân hữu vi sinh 13 1.3.3 Nguyên liê ̣u sản xuất 13 1.3.3.1 Rác thải hữu ... QUAN TÀI LIỆU 1.1.Tởng quan về rác thải hữu 1.1.1 Nguồn phát sinh rác thải hữu Chất thải hữu là những chất thải có bản chất hữu và bị loại bỏ quá trình sản xuất. .. để sản xuất phân bón vi sinh: vi sinh vật hòa tan lân, vi sinh vật cố định đạm, vi sinh vật kích thích sinh trưởng trồng, vi sinh vật phân giải chất hữu cơ, … Các chủng vi sinh vật thường phải đạt