- Khu vực thốt nước có độ dốc trung bình, đường phân thuỷ khơng rõ rệt, Ta coi tồn bộ là một lưu vực thoát nước,
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ KHU Ủ PHÂN COMPOST 4.1 Phương án xử lý
4.1. Phương án xử lý
4.1.1. Các điều kiện cơ sở
Rác thải sinh hoạt có chứa 50 – 60% hàm lượng rác hữu cơ và các chất dễ phân huỷ là nguồn phế thải chính cần xử lý.
Phân hữu cơ (hay cịn gọi là compost) là các chất hữu cơ đã được phân hủy và tái chế thành một loại phân bón để cải tạo đất. Phân hữu cơ là một thành phần quan trọng trong nền nông nghiệp hữu cơ.
Phân hữu cơ rất giàu chất dinh dưỡng. Nó được sử dụng trong các khu vườn, cảnh quan, vườn cây và nông nghiệp. Các phân hữu cơ có lợi cho đất bằng nhiều cách, bao gồm như là điều hịa đất, làm phân bón, bổ sung các chất mùn quan trọng hoặc axit humic, và như là một loại thuốc trừ sâu tự nhiên cho đất. Trong hệ sinh thái, phân hữu cơ hữu ích cho việc kiểm sốt xói mịn, đất đai và đất khai hoang, xây dựng vùng đất ngập nước, và làm bìa bãi rác.
Sử dụng chế phẩm sinh học trong ủ phân compost là hướng đi có ý nghĩa thực tiễn nhằm bảo vệ mơi trường và đảm bảo hiệu quả. Ứng dụng công nghệ vi sinh trong việc ủ phân compost giúp tiêu diệt các vi sinh vật có hại, nâng cao chất lượng của phân.
4.1.2. Quá trình ủ phân compost
Hầu hết các nhà máy chế biến phân Compost ở Việt nam đều có cơng nghệ sản xuất tương tự nhau như : Ủ hiếu khí cưỡng bức và ổn định rác có đảo trộn
Sơ đồ 1 [5] Thuyết minh quy trình cơng nghệ
Giai đoạn 1: Chuẩn bị nguyên liệu
Rác thực phẩm từ các hộ gia đình và chợ trên địa bàn thành phố được thu gom tập trung về điểm hẹn sau đó ép vận chuyển tới nhà máy xử lý. Tại đây, rác thực phẩm được lưu trong khu vực chứa riêng cuả chất thải rắn hữu cơ.
Rác thực phẩm từ nhà chứa sẽ được chuyển qua một máy để xé những túi đựng chất thải đồng thời phân loại kích thước chất thải bằng hệ thống sàng thùng quay. Phần nào có kích thước lớn khơng lọt qua sàng sẽ được chuyển qua băng chuyền phân loại bằng tay. Sau băng chuyền phân loại chất thải hữu cơ sẽ được đưa qua một máy cắt đến kích thước cỡ 3-50mm. Giai đoạn này được thục hiện trong khu vực trạm phân loại tập trung trước khi được xe chuyển rác qua khu ủ phân Compost.
Rác thực phẩm sau phân loại sẽ được tập trung trong khu vực phối trộn, sau đó các xe chun dùng cho cơng tác đảo trộn bắt đầu thực hiện cơng việc. Tồn bộ khu vực tập kết, phân loại và chuẩn bị chất thải đều được bố trí trong nhà có mái che nhằm tránh sự xâm nhập của nước mưa làm ảnh hưởng đến độ ẩm của chất thải. Nguyên liệu sau khi đã hoàn tất khâu chuẩn bị được các xe xúc vận chuyển qua khu ủ Compost. Tại đây, rác hữu cơ sẽ được chuyển sang giai đoạn ủ hiếu khí.
Giai đoạn 2: Lên men
Đây là giai đoạn quan trọng nhất trong toàn bộ dây chuyền sản xuất Compost. Trong giai đoạn này chủ yếu xảy ra giai đoạn Heating phase
Sau 3 ngày tạo đống ủ Compost, nhiệt độ tăng đến 60-70oC và ổn định ở nhiệt độ này trong 2-3 tuần, hầu hết quá trình phân hủy xảy ra trong suốt giai đọan Heating phase. Trong giai đọan này vi khuẩn họat động là chủ yếu. Nhiệt độ cao là kết quả của q trình phóng thích năng lượng trong suốt quá trình trao đổi chất của vi khuẩn. Nhiệt độ cao có vai trị quan trọng trong quá trình ủ Compost, diệt mầm bệnh, sậu bệnh, hạt cỏ và rễ cỏ. Trong suốt giai đọan đầu của quá trình ủ phân này, vi khuẩn có nhu cầu về oxy rất cao bởi vì sự phát triển mật độ của vi khuẩn rất nhanh. Nhiệt độ cao trong đống ủ là dấu hiệu cho thấy có sự cung cấp đầy đủ oxy cho vi khuẩn. Nếu khơng đủ khơng khí trong đống ủ, sự phát triển của vi khuẩn sẽ bị trở ngại và Compost sẽ tăng mùi hôi thối. Độ ầm cũng cần thiết cho quá trình ủ phân vì vi khuẩn cần điều kiện ẩm cho quá trình trao đổi chất của chúng. Nhu cầu nước lớn nhất trong suốt giai đọan heating bởi vì họat động sinh học cao và sự bay hơi xảy ra mạnh. Khi nhiệt tăng thì pH đống ủ tăng (acid giảm)
Giai đoạn 3: Ủ chín và ổn định mùn
Gồm 2 giai đoạn tiếp là Cooling phase: Khi các vật liệu hũu cơ đã được chuyển hóa bởi vi khuẩn, nhiệt độ trong đống ủ sẽ giảm từ từ đến 25 – 45oC. Khi nhiệt độ giảm xuống, nấm phát triển và bắt đầu phân hủy các vật liệu xơ (rơm, sợi, gỗ). Khi quá trình phân hủy giảm hơn thì nhiệt độ đống ủ khơng tăng. Khi nhiệt độ giảm thì pH giảm (acid tăng). Maturing phase: Trong suốt giai đọan maturing, dinh dưỡng được khóang hóa, acid humic và kháng sinh được tạo thành. Giun và những sinh vật đất khác bắt đầu sinh sống trong đống ủ trong suốt giai đọan này. Cuối giai đọan này, Compost mất đi khỏang ½ thể tích ban đầu của chúng, có màu tối, đất mầu mỡ và có thể sử dụng. Nếu giai đọan này kéo dài thì chất lượng phân tạo ra sẽ giảm. Trong giai đọan
maturing, Compost cần ít nước hơn giai đoạn heating. Dấu hiệu để nhận biết kết thúc giai đọan maturing: Phân chuyển sang màu tối và có mùi dễ chịu.
Trong giai đoạn này biện pháp được thực hiện là đánh uống và đảo trộn liên tục. Trong q trình ủ chín khơng cho thêm chế phẩm, khơng thổi khí chỉ cần đảo trộn theo chu kỳ đã quy định. Sau thời gian ủ chín khoảng 20 – 22 ngày mùn Compost được chín và ổn định hồn tồn, sẵn sàng cho việc tinh chế và đóng bao.
Giai đoạn 4: Tinh chế và đóng bao
Giai đoạn chủ yeu là sàng, phân loại các thanh phần có kích thước khơng phù hợp tách ra khỏi hỗn hợp mùn trước khi thành Compost. Ngoài ra việc sàng phân loại sau ủ chín và ổn định để loại bỏ các tạp chất và sơ sợi chua phân hủy trong quá trình ủ. Và cung cấp các nguyên tố N, P, K rồi Compost sau khi thành phẩm sẽ được qua khâu kiểm tra chất lượng trước khi cho vào lưu kho và chuẩn bị bán ra thị trường
Bảng 4.1 khối lượng ủ qua các năm
Năm Chất thải rắn sinh hoạt Chất thải rắn y tế Chất thải rắn sinh hoạt- dịch vụ Tổng khối lượng CTR theo từng năm ủ(22%) ủ(11.4%) ủ(22%) ủ 2021 5172,5 37,87 700,17 5910,58 2022 5234,6 38,28 708,57 5981,49 2023 5297,5 38,78 717,07 6053,32 2024 5361 39,28 725,68 6125,98 2025 5425,4 39,78 734,39 6199,54 2026 5490,5 40,28 743,2 6273,93 2027 5556,3 40,78 752,12 6349,22 2028 5623 41,28 761,14 6425,43 2029 5690,5 41,78 770,28 6502,55 2030 5758,8 42,28 779,52 6580,58 2031 9301,6 47,88 911,58 10261,03 2032 9394,6 49,89 931,75 10376,23 2033 9488,5 52 941,07 10481,58 2034 9583,5 54,19 950,47 10588,11 2035 9679,3 56,48 959,99 10695,77 2036 9776 58,86 969,59 10804,49 2037 9873,8 61,33 979,28 10914,43
2038 9972,6 63,9 989,07 11025,59
2039 10072 66,55 998,97 11137,84
2040 10173 69,39 1008,96 11251,4
TỔN
G 151925 980,84 17032,86 169939
Bảng4.2: Độ ẩm trung bình rác thải đầu vào
Hợp phần
Chất thải hữu cơ
Độ ẩm % Thực phẩm 70 Rác rưởi 15 Lá 30 Cỏ tươi 60 Rác vườn 50
Trái cây thải bỏ 75
Rau thải bỏ 75
Độ ẩm trung bình 53,57
4.2 Thiết kế nhà máy ủ phân compost
tính các thơng số đầu vào
4.2.1 Công xuất nhà máy
Do cần phải xử lý rác tới năm 2040, nên ta cần thiết kế sao cho nhà máy ủ phân đạt công suất để xử lý rác của năm 2040.
Lượng CTR hữu cơ dùng để ủ phân năm 2040 là 169939tấn Công suất thiết kế của nhà máy: = 30,8 tấn/ ngày.
Chọn công suất thiết kế của nhà máy là 35 tấn/ ngày.
Công suất của nhà máy xử lý rác bằng lượng rác hữu cơ nhà máy có thể tiếp nhận trong 1 ngày: P = = 23,27tấn/ngày)