NGHIÊN cứu THIẾT kế và CHẾ tạo hệ THỐNG xử lý CHẤT THẢI rắn hữu cơ THEO QUY mô PHÒNG THÍ NGHIỆM

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN HỮU CƠ THEO QUY MƠ PHỊNG THÍ NGHIỆM Mã số: T2020-06-170 Chủ nhiệm đề tài: TS Phạm Phú Song Toàn Đà Nẵng, 12/2021 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN HỮU CƠ THEO QUY MƠ PHỊNG THÍ NGHIỆM Mã số: T2020-06-170 Xác nhận quan chủ trì đề tài (ký, họ tên, đóng dấu) Chủ nhiệm đề tài (ký, họ tên) MỤC LỤC Danh mục bảng biểu Danh mục hình ảnh Danh mục viết tắt Thông tin kết nghiên cứu Information on research resuts Mở đầu ··················································································· Chương 1: Rác thải hữu vấn đề ô nhiễm chất thải rắn ········ 1.1 Chất thải hữu rác thải đô thị ········································· 1.2 Tỷ lệ chất thải rắn hữu rác thải thị ·································· 1.3 Ơ nhiễm rác hữu cơ······························································ 10 Chương 2: Đối tượng nghiên cứu phương pháp nghiên cứu ·············· 16 2.1 Đối tượng nghiên cứu ··························································· 16 2.1.1 Chất thải rắn hữu từ sở dịch vụ, trường học, hộ gia đình· 16 2.1.2 Xử lý chất thải rắn hữu phương pháp ủ ······························· 21 2.1.3 Các máy composter ············································································ 29 2.2 Phương pháp nghiên cứu ······················································· 30 2.2.1 Thiết kế xây dựng mơ hình ···························································· 30 2.2.2 Thi cơng lắp đặt mơ hình ······························································ 32 2.2.3 Vận hành hệ thống ············································································· 33 Chương 3: Kết biện luận···················································· 37 3.1 Hệ thống ủ chất thải rắn hữu với quy mô nhỏ (100kg)······················· 37 3.2 Kết vận hành ····················································································· 44 3.3 Đánh giá chất lượng sản phẩm sau trình ủ ······························ 45 Kết luận kiến nghị ······························································ 51 Kết luận ··································································································· 51 Kiến nghị ·································································································· 52 Tài liệu tham khảo Phụ lục DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình Thành phần rác thải trường học··························································· 20 Hình Mơ hình ủ luống lộ thiên ······································································ 25 Hình Ủ luống thơng khí tự nhiên ··································································· 26 Hình Ủ luống thổi khí cưỡng ·································································· 27 Hình Ủ thùng ································································································· 27 Hình Hệ thống ủ kiểu trống quay ·································································· 29 Hình Mô hệ thống xử lý rác thải hữu ············································ 30 Hình Thi cơng hệ thống ủ rác hữu ···························································· 32 Hình Hệ thống ủ phân hoàn thiện máy cắt nguyên liệu ······················ 33 Hình 10 Chuẩn bị nguyên liệu ·········································································· 33 Hình 11 Cắt, phối trộn kiểm tra độ ẩm nguyên liệu ủ ································· 34 Hình 12 Hệ thống ủ rác hữu phương pháp Vessel ····························· 37 Hình 13 Chi tiết khung đỡ hệ thống ủ ······························································ 38 Hình 14 Chi tiết thùng ủ ··················································································· 39 Hình 15 Thiết kê chi tiết trục quay – cánh khuấy – tay quay ··························· 41 Hình 16 Chi tiết cố định - ổ bi ··································································· 42 Hình 17 Chi tiết máy cắt nguyên liệu ······························································· 43 Hình 18 Sự dao động nhiệt độ trình thực nghiệm ···························· 45 Hình 19 Sản phẩm hữu hệ thống ·························································· 46 DANH SÁCH BẢNG BIỂU Bảng Đặc trưng công nghệ ủ ···························································· 23 Bảng So sánh tiêu sản phẩm TCVN 7185:2002 ······················· 46 Các ký hiệu viết tắt BTNMT : Bộ Tài nguyên Môi trường CLN : Chất lượng nước QCVN : Quy chuẩn Việt Nam BOD : Nhu cầu oxy sinh hóa SAD : Hệ thống ủ kỵ khí giai đoạn TAD : Hệ thống ủ kỵ khí giai đoạn ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT Độc lập - Tự - Hạnh phúc THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Thông tin chung: - Tên đề tài: Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống xử lý chất thải rắn hữu theo quy mơ phịng thí nghiệm - Mã số: T2020-06-170 - Chủ nhiệm: TS Phạm Phú Song Toàn - Thành viên tham gia: ThS Kiều Thị Hịa, Trần Trương Hồng Vy - Cơ quan chủ trì: Trường Đại học Sư Phạm Kỹ thuật – Đại học Đà Nẵng - Thời gian thực hiện: 5/2021 - 12/2021 Mục tiêu: Nghiên cứu nhằm đạt số mục tiêu sau: 1) Thiết kế mơ hình xử lý chất thải rắn hữu hiếu khí (T-COM 2.0) 2) Thi cơng lắp đặt hồn chỉnh hệ thống 3) Vận hành ổn định hệ thống 4) Đánh giá sơ chất lượng sản phẩm đầu Tính sáng tạo: Đề tài nghiên cứu ứng dụng xử lý rác thải hữu Hệ thống xử lý sản phẩm hồn tồn phát triển dựa cơng nghệ ủ hiếu khí vessel Hệ thống hướng tới tính khả thi lắp đặt, tối giản vận hành hiệu xử lý Nghiên cứu vừa có tính khoa học vừa có tính thực tiễn cao Tính khoa học việc phát triển cơng nghệ cũ ứng dụng phổ biến nước ôn đới thành sản phẩm phù hợp với điều kiện Việt Nam, giải vấn đề mà hệ thống ủ truyền thống gặp phải Tính thực tiễn nhấn mạnh tính khả thi phù hợp khả ứng dụng rộng rãi sản phẩm Đồng thời, chất lượng sản phẩm cho thấy tính hiệu ứng dụng nơng nghiệp cải tạo đất Tóm tắt kết nghiên cứu: Nghiên cứu đạt kết dự kiến ban đầu: - Thiết kế, lắp đặt vận hành thành công hệ thống ủ rác thải hữu với quy mô nhỏ (100 kg) phục vụ cho hoạt động nghiên cứu đào tạo trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật – Đại học Đà Nẵng Hệ thống bao gồm modun cắt nguyên liệu, modun ủ rác thải lắp ráp sắt - Tài liệu hướng dẫn xử lý rác hữu cơng nghệ hiếu khí - Bản thiết kế hệ thống ủ rác hữu - báo khoa học (SCOPUS) – Q3 Tên sản phẩm: - Tài liệu hướng dẫn thực nghiệm xử lý rác hữu - Mơ hình hệ thống xử lý rác thải hữu (T-COM 2.0) - Bản thiết kế chi tiết mơ hình hệ thống xử lý - báo SCOPUS: Song Toan PHAM PHU*, Takeshi FUJIWARA, Duy Bao Nguyen, Cuong Le Dinh, Home-Composting – A study on the Simplicity of the System in the Application toward the Effectiveness and Fesibility in Spreading in Vietnam, Chemical Engineering Transaction, 84, 2020 (accepted) Hiệu quả, phương thức chuyển giao kết nghiên cứu khả áp dụng: Kết nghiên cứu sở hữu trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật, sử dụng cho mục đích giảng dạy học phần Thực nghiệm Xử lý chất thải rắn cho sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Môi trường Sản phẩm từ nghiên cứu phát triển ứng dụng cho nguồn thải nhằm tái chế chất thải rắn hữu Hình ảnh, sơ đồ minh họa Ngày 15 tháng 12 năm 2021 Hội đồng KH&ĐT đơn vị Chủ nhiệm đề tài (ký, họ tên) (ký, họ tên) TS Phạm Phú Song Toàn XÁC NHẬN CỦA TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT BẢN VẼ CHI TIẾT HỆ THỐNG T-COM 2.0 MẶT CẠNH MẶT ĐỨNG 260 895 240 BẢN VẼ CHI TIẾT MÁY CẮT NGUYÊN LIỆU MẶT ĐỨNG MẶT CẠNH 12 14 10 16 572 13 810 11 1000 300 30 100 200 15 600 1095 MẶT BẰNG 140 100 10 810 870 470 CHI TIẾT KHUNG SẮT MẶT BẰNG 350 572 40 810 30 20 870 CHÚ THÍCH 870 1095 240 CHI TIẾT TRỤC - CÁNH KHUẤY 211 250 111 25 CHI TIẾT TRỤC - Ổ BI 895 Ø1 63 70 80 242 955 1100 30 50 86 30 572 Ø572 40 10 140 KHUNG SẮT D×R×H = 1095×870×810mm THÙNG PHUY 220L Ø572mm × D895mm CỬA CHO NGUYÊN LIỆU, LẤY THÀNH PHẨM D×R = 350×240 mm LÍP QUAY THÙNG PHUY Ø163mm TRỤC - CÁNH KHUẤY LỖ KHÍ Ổ BI Ø30.6mm ỐC GIỮ CỐ ĐỊNH TAY QUAY THÙNG 10 PHỄU NẠP NGUYÊN LIỆU CẮT 11 PHỄU LẤY NGUYÊN LIỆU SAU CẮT 12 KHĨA AN TỒN 13 DAO CẮT 14 TẤM BẢO VỆ 15 KHUNG MÁY 16 ĐỘNG CƠ (TRỤC 28MM) SẢN PHẨM CỦA ĐỀ TÀI HỆ THỐNG Ủ CHẤT THẢI RẮN HỮU CƠ HIẾU KHÍ KIỂU TRỐNG QUAY (T-COM 2.0) TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN THỰC NGHIỆM XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN HỮU CƠ BẰNG PHƯƠNG PHÁP Ủ HIẾU KHÍ KIỂU TRỐNG QUAY Giới thiệu: Ủ chất thải trình phân giải sinh học chất hữu dẫn tới ổn định khối ủ tồn trữ sử dụng dạng phân hữu Trong này, hệ thống ủ hiếu khí kiểu trống quay sử dụng để tái chế chất thải rắn hữu Công nghệ sử dụng thùng chứa để chứa đựng vật liệu ủ, xử lý lượng lớn chất thải mà khơng chiếm nhiều diện tích, thơng số nhiệt độ, độ ẩm, luồng khơng khí vào kiểm sốt tốt Vật liệu đảo trộn cách quay thùng để đảm bảo vật liệu thơng khí Hình Mơ hình ủ chất thải rắn hệ thống hiếu khí kiểu trống quay Ưu điểm: - Kích thước thùng chứa thay đổi tùy thuộc vào lượng thải - Có thể lắp đặt nguồn thải - Khả kiểm sốt q trình ủ kiểm soát mùi tốt - Thời gian ủ ngắn, cho sản phẩm compost chất lượng tốt - Có thể áp dụng thời tiết kể mùa lạnh, chịu tác động từ bên vào đống ủ - Rất mùi nước rỉ rác phát sinh - Ít chiếm diện tích cơng sức lao động công nghệ khác Tuy nhiên công nghệ có số nhược điểm: - Vốn đầu tư cao cơng nghệ trước - Chi phí vận hành bảo trì hệ thống cao - Thiết kế thi phức tạp Tuy nhiên nâng cấp từ phiên đơn giản (tuần khí) đến phiên tự động Mô tả hệ thống Hệ thống ủ hiếu khí kiểu trống quay thiết kế dạng hình trụ trịn nằm ngang, chế tạo sắt với phận (hình 1): Ghi chú: (1) Chân đứng (2) Thùng ủ với cửa nạp nguyên liệu lấy thành phẩm (3) Tay quay – điều khiển đảo trộn (4) Lỗ thơng khí (5) Trục quay, có cánh khuấy đảo Hình Hệ thống ủ chất thải rắn trống quay - Thể tích ngăn ủ 200L, vận hành với cơng suất tối đa 120 kg nguyên liệu (100 kg rác thải tươi 20 kg ngun liệu khơ) - Hệ thống vận hành liên tục ngày từ 10-15 kg rác tươi, vận hành theo mẻ với 120 kg nguyên liệu nạp vào từ đầu Khối lượng nguyên liệu chiếm 70-80% thể thích thùng ủ - Hệ thống đảo trộn tay Khi thùng ủ vận hành với cơng suất tối đa tay quay nặng Chuẩn bị Các bước cần chuẩn bị để tiến hành thực nghiệm xử lý rác thải: B1: Chuẩn bị nguyên vật liệu: - Chất thải rắn hữu (rác bếp): 100 kg hoặc10 kg/buổi thực nghiệm - Lá khô mùn chưa: 20 kg - Chế phẩm EM thứ cấp: 5L - Xô nhựa 20L: - Bình phun thể tích 5L: - Cân điện tử cầm tay (50 kg) cân bàn (20 kg) - Găng tay: 10 đôi - Khẩu trang dụng cụ vệ sinh cá nhân: sinh viên tự trang bị B2: Kiểm tra hệ thống: - Kiểm tra máy cắt, đặc biệt ý trục gắn lưỡi cắt - Kiểm tra điện đến máy cắt - Kiểm tra hệ thống ủ, tra dầu mỡ vào trục quay, trục tay cầm Tiến hành thực nghiệm Tiến trình thực nghiệm xử lý chất thải rắn hữu phương pháp ủ hiếu khí kiểu trống quay thực qua bước sau: B1: Sàn lọc tách rác khó phân hủy: Toàn nguyên liệu xử lý trải bạt để kiểm tra tạp chất nguyên liệu Những mẫu tạp chất khó phân hủy nhựa, kim loại, giấy ni-lông hay hợp chất cao su, thủy tinh, da tách khỏi nguyên liệu B2: Cân cắt nguyên liệu: - Nguyên liệu cân cân điện tử cầm tay cân bàn để xác định khối lượng - Nguyên liệu cho vào máy cắt qua phễu, bên cửa có đặt xơ nhựa (20L) để thu nguyên liệu sau cắt Kích thước nguyên liệu dao động từ – cm Những mẫu rác có kích thước lớn cm nhặt quay lại máy cắt để đảm bảo kích thước tối ưu cho q trình ủ B3: Xác định độ ẩm nguyên liệu - Đổ toàn lượng nguyên liệu cắt lên bạt, trộn đều, giảm thể tích mẫu theo phương pháp vun đống chia ¼ (corning and quartering) đến 0.5 kg Lấy mẫu (mẫu bỏ vừa đủ đĩa petri) để sấy khơ 105oC 48 - Cơng thức tính độ ẩm: 𝐶 (%) = 𝑚1 −𝑚2 𝑚1 × 100% + m1 (g): Khối lượng mẫu ướt + m2 (g): Khối lượng mẫu khô (sau sấy 48 giờ) B4: Phối trộn nguyên liệu nạp vào thùng ủ - Dựa vào độ ẩm nguyên liệu mà tỷ lệ nguyên liệu rác ướt nguyên liệu khô phối trộn phù hợp để độ ẩm nguyên liệu nạp vào hệ thống dao động từ 40 - 60% Sau trộn, toàn nguyên liệu nạp vào hệ thống qua cửa nạp liệu - Phun dung dịch Em thứ cấp: với tỷ lệ 100 mL/10 kg nguyên liệu - Đóng cửa khóa chốt, đảo trộn nguyên liệu thùng ủ 1-2 phút tay quay để đảm bảo đồng nguyên liệu ủ Kết thúc trình cho nguyên liệu vào hệ thống Sau 60 phút kể từ lúc đóng cửa thùng ủ, nhiệt độ thùng ủ xác định qua máy đo nhiệt độ đũa nhiệt kế Đây nhiệt độ nguyên liệu ban đầu Giám sát đánh giá Hệ thống giám sát ngày/lần, số thông số đo đạc: 5.1 Nhiệt độ: Nhiệt độ thông số đo đạc mở cửa nạp nguyên liệu Ghi nhận số liệu nhiệt độ vào sổ nhật ký tương ứng với thời gian giám sát 5.2 Độ ẩm: Sau đo nhiệt độ nguyên liệu thùng ủ, hệ thống đảo trộn – phút, sau mẫu chất thải rắn lấy để xác định độ ẩm phương pháp sấy Bên cạnh đó, độ ẩm nguyên liệu kiểm tra nhanh tay Cụ thể: Nắm nguyên liệu tay bóp chặt, ghi nhận tượng: • Nếu thấy nước rỉ từ kẽ tay, độ ẩm lúc > 60%, cần bổ sung thêm nguyên liệu khô (lá khô mùn cưa) đến đạt độ ẩm tối ưu (40 – 60%) • Nếu thấy hiện nguyên liệu vỡ tay sau mở nắm, lúc này, độ ẩm < 40%, cần bổ sung nước tương ứng để đạt độ ẩm tối ưu • Nắm vật liệu khơng bị thay đổi hình dạng sau nắm khơng rin nước ngoài, tức độ ẩm vừa đủ để trình ủ thuận lợi Cứ vậy, trình kiểm tra, giám sát đánh giá trình ủ thực kết thúc trình ủ (trong 30 ngày) Sau 30 ngày ủ, sản phẩm lấy để kiểm tra thông số chất lượng Một số thông số chất lượng sản phẩm cần kiểm định: Bảng Bảng tiêu chất lượng sản phẩm compost Chỉ tiêu TT Đơn vị tính Phương pháp TCVN 7185:2002 (Chất lượng phân bón hữu cơ) pH - TCVN 6492:2011 6,0 - 8,0 Hàm lượng N tổng số % TCVN 9294 : 2012 ≥ 2,5 % TCVN 8558 : 2010 % TCVN 8560 : 2018 % TCVN 9294 : 2012 mg/kg TCVN 10674 : 2015 mg/kg TCVN 10675 : 2015 Hàm lượng P hữu hiệu Hàm lượng K hữu hiệu Hàm lượng chất hữu Hàm lượng Cr (tính chất khơ) Hàm lượng Ni (tính chất khô) ≥ 2,5 ≥ 1,5 ≥ 22 ≤ 200 ≤ 100 10 Hàm lượng Pb (tính chất khơ) Hàm lượng Cd (tính chất khơ) Hàm lượng Hg (tính chất khơ) mg/kg TCVN 9290 : 2018 mg/kg TCVN 9291 : 2018 mg/kg TCVN 9285 : 2018 ≤ 200 ≤ 2,5 ≤2 A publication of CHEMICAL ENGINEERING TRANSACTIONS VOL 89, 2021 The Italian Association of Chemical Engineering Online at www.cetjournal.it Guest Editors: Jeng Shiun Lim, Nor Alafiza Yunus, Jiří Jaromír Klemeš Copyright © 2021, AIDIC Servizi S.r.l ISBN 978-88-95608-87-7; ISSN 2283-9216 Home-Composting – A Study on the Simplicity of the System in the Application toward the Effectiveness and Feasibility in Spreading in Vietnam Song Toan Pham Phua,*, Takeshi Fujiwarab, Duy Bao Nguyenb, Cuong Le Dinhb a b The University of Danang – University of Technology and Education, 48 Cao Thang, Hai Chau, Danang, 550000, Vietnam Graduate School of Environmental and Life Science, Okayama University, 3-1-1 Tsushima, Kita, Okayama, 700-8530, Japan ppstoan@gmail.com In 2018, the landfill in Danang city (DNC) received a significant amount of 1,073 t/d of waste, of which 54 % are bio-degradable waste, this lead to the overloaded of DNC landfill It also shows the huge potential of composting using organic waste is being overlooked This study aims at introducing a biowaste treatment with a conventional aerobic composting method, the T-COM V2.0 system The model is a horizontal rotary drum with the same operating principle as the in-vessel composting system, with a capacity of 200 L, equivalent to 10 kg/d Four models are alternately operated at DNC primary school for kitchen waste treatment, with the combination of effective microorganisms to improve decomposition efficiency and reduce odor The Compost showed positive results with organic matter 2.5 times higher than the Vietnamese standard on organic fertilizer, odorless, noncontaminated by heavy metal, and can be applied for cultivation or improving soil condition Within three months of operation, the system had shown efficiency impact with more than t of organic waste treated and is possible to replicate at households, restaurants, hotels with outstanding features like technical assurance, economic optimization, operational simplification, and ease of application Thus, this system can benefit the DNC waste management system by reducing the quantity of organic waste generation at source Introduction Worldwide, biodegradable waste accounted for a large proportion of municipal solid waste In developed countries, one of the most important policies is reducing organic waste, which accounted for 60 % of urban waste (Katinas et al., 2019) Whist, in middle-income countries, although municipal solid waste contains a significant amount of biodegradable waste (50%), which releases undesirable odor upon decomposing, minimize organic waste was not considered Composting is the most common option for organic waste treatment of solid waste management (SWM) due to its cost-efficiency, nutrient-rich material product (Manu et al., 2019) Besides, composting and compost production can enhance the soil condition (Abu et al., 2019) While the SWM system is facing the challenge of waste segregation at source and overloading landfills, home-composting can reduce a significant amount of biowaste and cut off the cost of classifying The advantages of home-composting including (1) in combination with waste collection at source, improve the overloading waste situation; (2) can be operated by appropriate technology, and cost-efficiency in operation; (3) allow reuse of organic waste ay source, reducing the waste quantity to be transported as well as increasing waste recycling; (4) small scale of homecomposting is possible to be set up for households, even in the urban area (Bhave and Kulkarni, 2019) Currently, a variety of composting systems with different mechanisms are being used, from aerobic to anaerobic, from natural decomposition to combined with microorganism components For high-income countries, largescale composting systems are more common (Baere and Mattheeuws, 2012), while small anaerobic digesting systems are preferred in middle-income countries (Kalemelawa et al., 2012) and (Hoang et al., 2019) Table shows standard in-vessel systems that are being used worldwide In general, using biodegradable waste as raw materials for composting is not a new method However, the application and replication of home-composting systems are not accessible Table 1: In-vessel systems Country Denmark (Andersen et al., 2010) Spain (Colón et al., 2010) Bangladesh Type Recycled PE Cone; 320 L Thailand (Karnchanawong and Suriyanon, 2011) France (Adhikari et al., 2013) Italy (Tatàno et al., 2015) Spain (Storino et al., 2016) Malaysia (Fan et al., 2018) Vietnam HDPE rectangular box; 500 L Steel barrel; 197 L Mode Continuous Aeration Holes at the bottom Turning - Duration (d) 250 – 300 Holes on the rear Once a week - 90 Batch Holes on the rear 40 PE cylindrical bins; 200 L Continuous Rectangular hole on the rear - 80 – 90 Wooden and plastic rectangular bin: 392 L Batch Holes on the rear Once a week 40 – 50 Polypropylene truncated conical bin: 310 L Plastic trapezoidal system: 320 L Continuous channels and slits at the bottom - 150 Continuous Vents Irregular turning 180 Plastic bin: 13 L Batch Continuous Once a week - 50 PP Plastic bin: 50 L Mesh on the periphery Holes on the rear 20 – 30 In Vietnam, the rapid growth of MSW, ineffectively waste management system, and low waste management practice at source caused the overloading of waste in urban areas and at the landfills (Pham Phu et al., 2020) Besides, Vietnam is an agricultural country, and even with the high urbanization rate, many parts of the country rely on cultivation and livestock as life-maintaining, organic waste took up a large proportion of 56 - 77 % (MONRE, 2019) The most common way to treat organic waste is landfill and anaerobic digestion, which can lead to environmental and health issues (Nguyen et al., 2013) A huge potential of composting using biodegradable waste had been overlooked This study aims at creating an advanced home-composting model with simplifying manufacturing and optimizing operation, evaluating the system's efficiency through the quantity of organic waste that can be treated as well as the quality of the compost Therefrom, creating a premise for replicating the model in the future, contributing to the solid waste management plan in the area of Da Nang city Study site Da Nang city (DNC) is one of the five biggest cities in Vietnam Over the last decade, there has been dramatic development of economy and population growth in this metropolitan city DNC has a diverse economy, including industry, agriculture, services, tourism, and commerce, in which services and tourism account for a large proportion of the city's economic structure This led to a significant increase in the municipal solid waste generation in this area As a result, optimization of the existing municipal SWM towards sustainability is becoming severe for ensuring the prosperous development of DNC, Vietnam However, the study on solid waste in DNC is still limited and is not keeping pace with the changes in the city DNC municipal solid waste (MSW) has been generating greatly with an increasing rate of % annually In 2018, the amount of MSW daily was 1,073 t, in which Hai Chau accounted for the most percentage (24.9 %), and Thanh Khe has the highest density of waste (17.56 t/km2) Notably, the vast majority of DNC solid waste was biodegradable waste (54 %), including 48 % of food waste (Pham Phu et al., 2021) Although MSW in DNC is increasing, the city’s solid waste management planning is not consistent and isn’t suitable for the actual situation A scientific-based solution for reducing waste-to-landfill is required to overcome the current obstacles (Hoang et al., 2020) Methodology 3.1 Establishing the Home-Composter T-COM V2.0 Figure shows the model of Home-Composter T-COM V2.0 with the capacity of 20 kg/d, corresponding to the organic waste amount from a primary school (semi-boarding), small hotels or villa, and a restaurant, which are objects that can apply this model The reaction tank is a horizontal rotary drum with the same operating principle as the in-vessel composting system The rotary drum is made of stainless steel and can be reused from used drums The volume of the drum is 55 gallons (an equivalent of 208 L) with dimensions of diameter and length are 584 and 876 mm Material loading and unloading door is designed in the middle of the drum with dimensions of 350 x 210 mm This is also a checking door to monitor during the composting process with a lid and latched (1) Iron frame (2) Door for raw materials and finished products (3) Handwheel (4) Air vents (5) Spindle – Rotary impeller Figure 1: Model of T-COM V2.0 system The inside of the drum is composed of a system of mixing blades, evenly distributed throughout the volume of the barrel, ensuring the mixing of materials when rotating at a slow speed of about 20 rpm The natural ventilation is located on either side of the rotating drum with multiple holes mm in diameter and 50 mm apart These positions ensure natural ventilation, not spill materials during mixing and shield water from rain The rotating drum is driven by a rotary arm that is indirectly connected to the rotating drum, which transmits force to the rotating drum through a threaded gear unit The length of the swing arm is equal to the drum radius (280 mm) The reaction drum is fixed at the height of 500 mm by the iron frame 3.2 Measurement method Moisture content: The moisture of samples was determined at 105 ± °C by Drying Oven DY300 – YAMATO machine in 24 h and calculated by the Eq(1): 𝑀 (%) = 𝑚1 − 𝑚2 × 100 % 𝑚1 (1) In which, M is the moisture of compost in the module, m is the weight of the sample and m2 is the dry weight of the sample after drying at 105 ºC in 48 h The temperature content of the compost was measured daily by temperature sensor 3.3 Operation and application: Organic waste from the kitchen is cut into 2-3 cm and mixed with sawdust at the mixing rate of 1:2 All raw materials were put into the reactor and added 200 mL microbiota including Streptomyces, Phizobium, Lactic, Bacilus, Photosynthetic bacterias, and Yeast Mixing the reactor by rotation every two days in one minute The moisture was also checked after mixing Whereby water is added to control the moisture from 40 to 60 % The duration was three weeks based on the previous studies T-COM V2.0 was applied for the treatment of kitchen waste at a primary school in DNC The average amount of organic waste from the kitchen and garden of this school was around 10 kg/d So, Composting system was designed and set up with four modules (Figure 2a) The capacity of a module is around 100 kg for one week The composter module was operated alternatively, with the retention time is three weeks After composting, 2/3 of the Compost was be taken out for the stabilization process The remaining 1/3 of the product as a primer was continuously mixed with the raw materials (organic waste) to the new batch without adding microorganisms The T-COM V2.0 system will be operated by the food court staff of the school (Figure 2b) after training The moisture is manually measured by squeezing the incubation product after mixing The suitable moisture is that there is no water coming out of the compost and is not breaking after pressing Compost will be stored in a plastic tank for gardening (a) (b) Figure 2: T-COM V2.0 system (a) is operated by food court staff (b) at a primary school Results and discussion 4.1 Operation and application assessment In this study, the composting process is operated normally The novelty in this study is the combination of highspeed organic-degrading aerobic microorganisms with in-vessel composting, T-COM V2.0 system, to treat organic waste at source Microorganisms are added only once during system startup, and the microorganisms in Compost are reused as a primer for the next batch This helps to save operating costs Secondly, the system is naturally ventilated by air supply holes and manual mixing, providing enough oxygen during the composting process, making the composting process completely aerobic, ensuring the progress of organic matter decomposition Minimalist design for construction from available recycled materials is advantageous in investment and saving installation costs The simple operation, easy access, and process control are the advantages of the system when reaching out to the community, to schools, or to businesses, where the people directly operating are mostly cleaning staff The unique characteristics of the T-COM V2.0 system bring positive values in practical applications, eliminating concerns about contamination in treatment, reducing cost barriers in investment and operation, optimizing the participation of stakeholders and source owners This is the favorable condition for spreading and replicating the home-composting model to recycle organic at source, reduce waste generation and minimize waste to the landfill site A T-COM V2.0 system (four modules) was piloted at a primary school with student boarding activities in this study All kitchen waste and garden waste are collected daily for composting The T-COM V2.0 has been operating continuously for three months with an average capacity of around 10 kg.day -1 It means that about 1.020 t of organic waste will be reduced at the schools in DNC if this model is spread and replicated to primary schools Like accommodation facilities, restaurants, condominiums, or apartments, a significant amount of organic waste is recycled and reduced before moving to a landfill For the municipal waste management system, this issue brings many positive values, such as reducing waste generation, decreasing the collection route, increasing the heating value of municipal waste for incineration, and optimizing the economics of waste For each waste source, home-composting can reduce waste generation and minimize tipping fees Compost might be used for gardening and land reclamation 4.2 Evaluation of Compost The composting process of each module finished after every three weeks, resulting in a dark brown, moist, soft foam, and no odor compost (Figure 3) The compost will be sent to the DNC Quality Assurance and Testing Centre for criteria measurement on nutrient, organic matter, and heavy metal index The chemical characterization of Compost in Table shows that Compost is an environmentally friendly product with high humus content (a) (b) Figure 3: The compost resulted after weeks (a) and closeup of the product (b) Table 2: The quality of Compost after three weeks No Criteria Unit Compost Total N Available P Available K Organic matter Cr (on dry matter) Ni (on dry matter) Pb (on dry matter) Cd (on dry matter) Hg (on dry matter) % % % % mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg 0.95 0.076 1.02 56.8 16 3.55 1.86 0.53 < 0.05 Vietnamese Standard of Organic fertilizer (7185:2002) > 2.5 > 2.5 > 1.5 > 22 < 200 < 100 < 200 < 2.5