1436 2040 2640 819 17 4 Lượng oxi cần thiết để phân hủy 1 tấn CTR hữu cơ là:
7.5.5.1 Hệ thống Composting Lemna
Hệ thống làm phân hữu cơ Lemna là một cơng nghệ kỹ thuật kín được cấp bằng sáng chế độc quyền. Cơng nghệ Lemna sử dụng các túi lớn cĩ hàm lượng polyethene thấp để chứa và bảo vệ CTR hữu cơ, nhằm mục đích đẩy nhanh quá trình phân hủy sinh học tự nhiên, để sản xuất ra phân bĩn hữu cơ chất lượng cao, khí sẽ được thổi vào trong các bao chứa liên tục. Với hệ thống Lemna, các khâu từ xử lý nguyên liệu đầu vào cho đến giai đoạn thành phẩm phân hữu cơ và các sản phẩm phụ khác cĩ thể bán được luơn cĩ sự kiểm sốt chặt chẽ, đảm bảo độ tin cậy từ giai đoạn thiết kế quy trình đến chất lượng thiết bị.
Hình 7.10 Quy trình cơng nghệ hệ thống compost Lemna
- Sàn tiếp nhận và phân loại sơ bộ: Sàn tiếp nhận đĩng vai trị như một trạm kiểm tra tất cả các xe chở rác vào nhà máy. Sau khi xem xét sơ qua về thành phần CTR, người quản lý sẽ quyết định cho xe được phép vào và đi tới bãi chứa rác. Tất cả các xe chở rác được phép vào sẽ được cân và ghi lại số liệu của từng chuyến. Khi ra khỏi khu vực bãi, mỗi xe được cân lại để biết trọng lượng rịng của từng chuyến rác đã đổ.
- Trạm phân loại chi tiết: gồm cĩ một bệ được nâng cao hỗ trợ cho băng tải nhặt rác nằm ở vị trí trung tâm. Ở mỗi bên băng tải cĩ đặt các trạm nhặt rác để cơng nhân loại ra các nguyên liệu trên băng tải. Tại mỗi trạm, một máng mở chạy thơng xuống sàn bệ để chứa nguyên liệu phía dưới. Một vài cơng nhân đầu tiên sẽ mở và đổ bao ra. Những cơng nhân tiếp theo trong cùng dây chuyền sẽ chọn ra các nguyên liệu cĩ khả năng tái chế. Tại một trạm khác, các nguyên liệu bị loại sẽ được chuyển đến bãi chơn lấp. Trạm này cũng được trang bị hệ thống thơng khí và kiểm sốt mùi hơi để đảm bảo mơi trường làm việc trong lành cho cơng nhân. Các mùi hơi phát sinh sẽ đi qua các bộ lọc hữu cơ để xử lý.
- Nghiền rác: để đảm bảo đạt hiệu quả cho quá trình sản xuất cả về thời gian và sản phẩm, cần phải cắt nhỏ các nguyên liệu đến kích thước yêu cầu của quá trình
SÀNG
Kích thước lớn
Đĩng gĩi Cơ sở tái chế
Cải tạo đất
Phân bĩn nơng nghiệp Trộn ổn định Tính, bổ sung C và các nhân tố khác Chất khơng sx, tái chế Xe tải xúc và nén rác CO2 & H2O… Sàn tiếp nhận và phân loại sơ bộ
Phân loại chi tiết Máy nghiền Tiếp nhận CT BCL BAO Ủ RÁC Thổi khí Làm vườn
phân hủy. Nguyên liệu càng nhỏ, diện tích bề mặt càng lớn, vi khuẩn càng dễ tấn cơng vào và do vậy, quá trình hình thành phân hữu cơ của nguyên liệu nhanh hơn, hiệu quả hơn. Sau khi qua sàn phân loại, tất cả nguyên liệu cịn lại trên băng tải nhặt rác sẽ đi thơng qua lớp vách mở và được chuyển đến bàn máy để cắt. Máy cắt đưa các nguyên liệu đã được cắt nhỏ xuống sàn bê tơng để lưu vào kho trước khi trộn.
Hình 7.11 Thiết bị và khu vực phân loại rác
- Trộn: nhằm đảm bảo độ đồng nhất trong khối vật liệu ủ, sau khi ra khỏi khu vực phân loại, nguyên liệu được một băng chuyền lớn chuyển đến máy nghiền trộn. Ngồi ra, tại đây, các chỉ thơng số lý - hĩa - sinh cần thiết cho quá trình sản xuất trong dịng nguyên liệu cũng được tính tốn và theo dõi để điều chỉnh kịp thời khi cần thiết. Trong một số trường hợp cần điều chỉnh một vài thơng số về độ ẩm, tỉ lệ C/N,… các loại mùn cưa, tro,… sẽ được tính tốn để bổ sung. Nguyên liệu sau khi ra khỏi máy nghiền trộn được chứa trong các thùng chứa lớn để chuẩn bị đưa vào bao.
- Đưa nguyên liệu vào bao: với sự hỗ trợ của các xe tải hay xe xúc rác, nguyên liệu đã được chuẩn bị sẵn được đưa vào một bàn đưa vật liệu, băng chuyền hay vào một cái phễu. Từ đây, nguyên liệu được đưa vào bộ phận nén trên máy vơ bao. Áp lực nén cĩ thể được kiểm sốt bởi vì áp lực cần thiết phụ thuộc vào nguyên liệu và thiết bị. Sau khi qua máy nén, nguyên liệu kết lại thành một khối dày đặc hơn và chắc chắn hơn, nhưng đảm bảo đủ khơng gian cho khơng khí xâm nhập vào tất cả các phần của bao.
Hình 7.12 Thiết bị nén và vào bao ủ compost
- Lắp đặt hệ thống thơng khí: Trong suốt quá trình đưa nguyên liệu vào bao, ống được đục lỗ và lắp đặt cùng với nguyên liệu chạy dọc theo tồn bộ chiều dài của bao. Đường kính của ống và việc đục lỗ được thiết kế cùng với quạt giĩ để cung cấp khơng khí cần thiết cho nguyên liệu trong suốt quá trình ủ phân.
- Lắp đặt bộ phận kiểm sốt: Bộ phận kiểm sốt được thiết lập theo chu kỳ quạt giĩ , hoạt động và ngưng hoạt động từng đợt suốt thời gian trong ngày, để nguyên liệu trong bao nhận được lượng khơng khí cần thiết. Khi nguyên liệu được đặt vào
bao lần đầu tiên, mức oxy được cấp đủ để xúc tiến quá trình phát triển vi khuẩn hiếu khí trong một thời gian ngắn. Khi lượng cung cấp oxy ban đầu được sử dụng hết, quạt giĩ sẽ hoạt động để đưa một lượng oxy mới vào nguyên liệu. Trong hệ thống Composting Lemna, sự phát triển vi khuẩn và nhiệt độ được kiểm sốt bằng cách hạn chế lượng oxy cung cấp. Do đĩ, nếu nhiệt độ bắt đầu tăng quá nhanh, người vận hành sẽ chuyển sang lựa chọn chương trình ít thời gian thơng khí hơn. Mục tiêu là nhằm giữ nhiệt độ ở mức 32,20 – 600C. Nhiệt độ bên ngồi ngưỡng giới hạn này cĩ thể xảy ra nhưng khơng gây ra tác hại gì. Việc trộn và phân phối khơng khí khơng đều cĩ thể làm cho nhiệt độ thay đổi từ phần này sang phần khác của bao. Khi điều này xảy ra, một phần nguyên liệu cĩ thể đạt đến độ chín nhanh hơn so với các phần khác.
Lượng khơng khí, cacbon dioxyt và hơi ẩm dư thừa được thốt ra thơng qua các lỗ mở dọc theo chiều dài của bao. Đây là dịng khí khơng độc hại cĩ thể thải vào khí quyển mà khơng gây ra bất kỳ nguy hại hay các ảnh hưởng nào đến sức khỏe của cơng nhân, dân cư lân cận và hệ động thực vật lân cận. Tất cả vi khuẩn trong phân hữu cơ xuất hiện tự nhiên và trong quá trình phân hủy thành phân hữu cơ, chúng sử dụng khí oxy được cung cấp. Khơng cĩ tác nhân gây bệnh hay vi khuẩn bị thải vào khơng khí. Các tác nhân gây bệnh bị phân hủy trong quá trình làm phân và các vi khuẩn cĩ ích vẫn cịn lại trong nguyên liệu và dần dần chuyển hố nguyên liệu thành phân hữu cơ. Nếu cần thốt khí ra thêm, các lỗ mở bổ sung cĩ thể được tạo thêm bằng dao. Khi lỗ mở khơng cịn cần thiết nữa, nĩ cĩ thể được niêm phong bằng băng keo.
Khi phân hữu cơ đạt đến độ chín như mong muốn, độ ẩm cĩ thể được kiểm tra, hoặc bằng máy lấy mẫu trung tâm hoặc bằng cách chế tạo một lỗ mở kiểm tra đủ rộng để cĩ thể đi sâu vào mọi nơi trong khối nguyên liệu. Thơng thường, độ ẩm khoảng 35% là lý tưởng để sàng lọc. Nếu phân quá ẩm, bộ phận kiểm sốt quạt giĩ sẽ hoạt động để thổi lượng khơng khí càng nhiều càng tốt nhằm đạt đến độ khơ ráo như mong muốn. Việc này cĩ thể mất vài tuần, phụ thuộc vào cơng suất quạt giĩ và độ ẩm của phân sau ủ. Khi phân được làm khơ đến mức cần thiết, quạt giĩ sẽ được tắt đi và mang đi chỗ khác.
Thiết lập chế độ hoạt động cho quạt giĩ và hướng dẫn về thơng khí: Chế độ hoạt động của quạt giĩ và bảng thơng khí sau đây chỉ nên sử dụng như một tham khảo. Chế độ hoạt động của quạt giĩ trên thực tế phụ thuộc vào diễn biến nhiệt độ . Các mức nhiệt độ thơng thường cĩ thể được duy trì bằng cách gia tăng thời gian hoạt động của quạt giĩ. Khi nhiệt độ tiếp tục giảm, nguyên liệu đang tiến tới giai đoạn hồn tất và quá trình làm khơ cĩ thể được bắt đầu để chuẩn bị sàng lọc. Một số nguyên liệu cĩ lượng cacbon cao sẽ duy trì tốt nhiệt độ cao. Trong trường hợp này, chế độ hoạt động quạt giĩ khơng nên điều chỉnh cho đến khi nhiệt độ giảm xuống. Do nhiệt độ của Việt Nam cao hơn nên theo dự đốn, chu trình làm phân hữu cơ sẽ được rút ngắn xuống cịn từ 6 đến 8 tuần chứ khơng phải từ 10 đến 12 tuần. Nhiệt độ của phân sẽ được kiểm tra cẩn thận và theo đĩ các thơng số của quạt giĩ được điều chỉnh cho phù hợp.
Bảng 7.14: Hướng dẫn thiết lập chế độ hoạt động cho quạt giĩ
Phương cách duy trì nhiệt độ Phương cách làm khơ
Tuần 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 * 12** Mở máy thổi khí (số phút) 1 1 1 1 2 2 3 4 Mở Mở Tắt máy thổi khí (số phút) 8 4 4 4 4 4 4 4 Vị trí cao 12 12 12 12 4 4 4 4 4 4 4 4 Vị trí thấp 4 4 4 4 4
- Độ chín phân hữu cơ: Độ chín hay độ ổn định nĩi về sự oxy hố nguyên liệu hữu cơ hay sự chuyển đổi của chúng thành dạng ổn định hơn. Sự ổn định hồn chỉnh sẽ mang lại một sản phẩm cĩ giá trị như một chất điều hồ đất trồng. Quá nhiều nguyên liệu hữu cơ cịn lại chưa phân hủy cĩ thể gây ra vấn đề về tiêu thụ oxi và mùi hơi khi được lưu trữ hay khi sử dụng. Do đĩ, phân hữu cơ đã chín và sẵn sàng cho sử dụng là khi nĩ đã ổn định hồn tồn. Thơng thường, khi nhiệt độ giảm trên
khối lượng lớn phân là một dấu hiệu tốt về độ chín, với điều kiện đã cung cấp đầy đủ các chất quan trọng (oxy, độ ẩm và dinh dưỡng) cho hoạt động của vi khuẩn. Một cách đánh giá độ chín phân hữu cơ khác là dựa vào VS của chất hữu cơ cịn lại hay nguyên liệu sẽ trở thành phân hữu cơ khi được ủ đủ thời gian với các điều kiện thuận lợi. Cách thức này cĩ thể hữu ích trong việc xác định độ chín phân hữu cơ của nguyên liệu đưa vào tương tự nhau nhưng cĩ thể cho kết quả khơng chính xác khi được sử dụng để so sánh các nguyên liệu khơng giống nhau.
Cĩ rất nhiều chỉ thị được sử dụng để xác định độ chín của phân hữu cơ, chẳng hạn như tỉ lệ oxy được sử dụng cho hoạt động của vi khuẩn, hàm lượng cacbon, tỉ lệ C/N… nhưng trong hầu hết trường hợp, kinh nghiệm vận hành vẫn là sự phán đốn tốt nhất.
Phân hữu cơ sẽ được để trong bao cho đến khi nĩ đã chín và sẵn sàng để xử lý thêm. Độ ẩm cĩ thể kiểm tra bằng việc lấy mẫu với một dụng cụ lấy mẫu hoặc bằng cách mở bao ra và kiểm tra nguyên liệu. Thơng thường lớp bên ngồi gần bao ẩm hơn nguyên liệu gần ống thổi khí, phần nguyên liệu ở đáy bao thường ẩm hơn phần nguyên liệu cịn lại.
- Đưa phân thành phẩm ra khỏi bao: Việc đưa phân hữu cơ thành phẩm ra khỏi bao thường được thực hiện bằng xe máy ủi sau khi bao được mở dọc theo phần dưới của mỗi bên và được cuốn lui về phía sau.
Nguyên liệu được lấy ra từ giữa và trên các ống thổi khí cho đến khi các ống hết sạch phân và được kéo vào khu vực sử dụng kế tiếp. Bao cĩ thể được cắt thành các phần nhỏ hơn, được cuộn hay gấp lại để lưu trữ cho đến khi được xử lý với các chất dẻo mỏng khác.
Hình 7.14: Cơng nghệ Compost Lemna với bao đựng trên 210 tấn và máy điều hành nhiệt độ, oxygen
- Sàng lọc: Bất cứ nguyên liệu nào khơng thể làm phân hữu cơ được đều phải được loại bỏ ra bằng cách sàng lọc. Các nguyên liệu này bao gồm các mảnh plastic mỏng hay cứng, thủy tinh… Trong đa số trường hợp, phân hữu cơ nên đạt được độ ẩm từ 35 – 40% trước khi được sàng lọc. Các vật quá cỡ khơng thể làm phân hữu cơ được sẽ đem đi chơn lấp. Phương thức cắt nhỏ rác bằng thổi khí để tinh lọc thêm sản phẩm cuối cùng cĩ thể được áp dụng nếu cần.
Nếu phân hữu cơ thành phẩm cần được dự trữ hoặc sau khi lấy ra khỏi bao ủ hoặc sau khi sàng, thì phân hữu cơ cần được đậy kín để tránh đơng cục do quá ẩm ướt vì nước thấm từ bên ngồi. Phân hữu cơ rất nhạy cảm với độ ẩm nên trở nên khĩ xử lý nếu quá thừa độ ẩm thấm vào phân.
Hình 7.15 Lấy phân ra khỏi bao và sàng lọc phân
- Nâng cao chất lượng phân hữu cơ: Việc phân tích thành phần phân hữu cơ thành phẩm sẽ cho biết cần bổ sung thêm các phụ gia nào để tạo ra phân phù hợp cho từng vụ mùa cụ thể và với các điều kiện đất đai đặc thù riêng.
- Đĩng gĩi: Sau khi được nâng cao chất lượng, đây là loại phân hữu cơ chuyên dùng được chế biến đặc biệt để phát triển từng vụ mùa cụ thể trong từng điều kiện đất đai cụ thể, phân hữu cơ sẽ được đĩng gĩi trong các bao plastic trọng lượng 20÷25kg, sẵn sàng để phân phối trên thị trường
Hệ thống Composting Lemna cĩ nhiều ưu điểm hơn các kỹ thuật sản xuất phân hữu cơ khác. Những ưu điểm này bao gồm:
Khơng cĩ mùi hơi và ruồi muỗi.
Ngăn chặn bụi và nước rị rỉ.
Giảm 1/5 nhu cầu về diện tích đất so với các cơng nghệ khác
Đẩy nhanh quá trình phân hủy chất hữu cơ.
Quá trình vận hành đơn giản và chi phí bảo dưỡng thấp.
Khơng cĩ nguy hiểm về hoả hoạn.
Tất cả những đặc điểm trên giúp hệ thống Composting Lemna cĩ vốn đầu tư, chi phí vận hành và bảo dưỡng thấp nhất so với bất kỳ hệ thống nào khác hiện cĩ.