Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp ủ sinh học TS. Văn Hữu Tập Trường Đại học Khoa học - ĐHTN 12/8/2019

Néi dung bµi gi¶ng Giíi thiÖu chung C¬ së lý thuyÕt cña qu¸ tr×nh xö lý b»ng ph­ư¬ng ph¸p sinh häc. Mét sè lo¹i vi sinh vËt sö dông ë ViÖt Nam trong xö lý chÊt th¶i ®« thÞ. C¸c c«ng nghÖ xö lý chÊt th¶i b»ng phư­¬ng ph¸p ñ sinh häc. Mét sè h×nh ¶nh xö lý chÊt th¶i b»ng ph­ư¬ng ph¸p ñ sinh häc 12/8/2019

1. Giíi thiÖu chung 12/8/2019

Khái niệm Ủ sinh học có thể coi là quá trình ổn định sinh hóa các chất hữu cơ để thành các chất mùn. Quá trình ủ thực hiện theo hai phương pháp: Phương pháp ủ yếm khí Phương pháp ủ hiếu khí (thổi khí cưỡng bức) Việc ủ chất thải với thành phần của chất thải chủ yếu là các chất hữu cơ có thể phân hủy được. Công nghệ ủ chất thải là một quá trình phân giải phức tạp c¸c gluxit, lipit và protein do hàng loạt các vi sinh vật hiếu khí và kỵ khí đảm nhiệm. Công nghệ ủ sinh học có thể là ủ đống tĩnh thoáng khí cưỡng bức, ủ luống có đảo định kỳ hoặc vửa thổi khí vừa đảo. 12/8/2019

Ưu, nhược điểm của phương pháp Ưu điểm: Giảm diện tích đất chôn lấp chất thải, tăng khả năng chống ô nhiễm môi trường. Sử dụng lại được 50% các chất hữu cơ có trong thành phần chất thải để chế biễn làm phân bón. Phân loại được các loại rác thải có thể tái sử dụng phục vụ cho công nghiệp. Vận hành đơn giản Nhược điểm: Mức độ tự động hóa của công nghệ chưa cao. Việc phân loại vẫn phải thực hiện thủ công nên ảnh hưởng đến sức khỏe của người công nhân. Chất lượng sản phẩm chưa cao, kh«ng ®ång ®Òu. 12/8/2019

2. C¬ së lý thuyÕt cña qu¸ tr×nh xö lý b»ng phư¬ng ph¸p sinh häc 12/8/2019

Qu¸ tr×nh h×nh thµnh chÊt h÷u c¬ trong tù nhiªn C©y xanh dïng quang n¨ng ®Ó tæng hîp c¸c chÊt h÷u c¬ tõ khÝ cacbonic vµ n­ưíc: 6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2 L¸ c©y cã s¾c tè ®Æc biÖt lµ diÖp lôc ®Ó ph©n huû CO2 vµ nưíc; gi÷ l¹i C, O, H ®Ó tæng hîp c¸c chÊt h÷u c¬ - chñ yÕu lµ gluxit, Muèn tæng hîp protein vµ c¸c axit bÐo cÇn ph¶i bæ sung c¸c nguyªn tè N d­ưíi d¹ng nitrat vµ amoni; Bæ sung nguyªn tè P dư­íi d¹ng phosphat (P2O5) Bæ sung K, Fe, S, …vµ c¸c nguyªn tè vi l­ưîng kh¸c. n¨ng l­ưîng mÆt trêi 12/8/2019

L­u tr×nh cña chÊt h÷u c¬ trong cuéc sèng CO2 + H2O C¸c nguyªn tè dinh d­ưìng Chất hữu cơ tõ c©y trång Chuyển hóa vµo c¬ thÓ ®éng vËt ChuyÓn ho¸ vµo c¬ thÓ ngư­êi R¸c th¶i h÷u c¬ 12/8/2019

C¸c chÊt h÷u c¬ trong r¸c th¶i Thµnh phÇn c¸c chÊt h÷u c¬ chñ yÕu trong r¸c th¶i lµ: hydratcarbon, protein, lipit. Hydratcarbon bao gåm: * Xenluloza chiÕm tû träng lín nhÊt (kho¶ng 50%) - N»m trong giÊy, gç, th©n c©y, rau, r¬m, r¹, v¶i b«ng…. - CÊu tróc sîi, kho¶ng 10-12 ngh×n gèc gluco pyranoza, - C¸c sîi liªn kÕt víi nhau thµnh bã nhá gäi lµ microfibrin d¹ng ®Æc hoÆc d¹ng rçng, - Xenluloza cã cÊu tróc bÒn v÷ng, kh«ng tan trong n­ưíc, kh«ng bÞ tiªu ho¸ trong ®­ưêng tiªu ho¸ cña ng­ưêi vµ ®éng vËt, nh­ng bÞ ph©n huû bëi vi sinh vËt 12/8/2019

C¸c chÊt h÷u c¬ trong r¸c th¶i Thµnh phÇn c¸c chÊt h÷u c¬ chñ yÕu trong r¸c th¶i lµ: hydratcarbon, protein, lipit. Hydratcarbon bao gåm: * Lignin lµ hîp chÊt cao ph©n tö ®­îc cÊu thµnh tõ ba lo¹i r­îu chñ yÕu lµ: trans-p-cumarylic (~80%), trans –conferylic (6%) vµ trans-xynapylic (14%) - Lignin rÊt bÒn v÷ng víi t¸c dông cña c¸c enzym - Lignin kh«ng bÞ ph©n huû với c¸c vi khuÈn yÕm khÝ - BÞ ph©n huû bëi c¸c vi sinh vËt hiÕu khÝ t¹o thµnh chÊt mïn, - NhiÒu kh¶ n¨ng biÕn ®æi thµnh phenol, - BÞ ph©n gi¶i bëi kiÒm (natri bisunfit) vµ axit sunfua 12/8/2019

C¸c chÊt h÷u c¬ trong r¸c th¶i Thµnh phÇn c¸c chÊt h÷u c¬ chñ yÕu trong r¸c th¶i lµ: hydratcarbon, protein, lipit. Hydratcarbon bao gåm: * Tinh bét (C6H6O6) lµ hîp chÊt cao ph©n tö cã nhiÒu trong ngò cèc, ng«, khoai t©y, khoai lang… - ®­îc cÊu thµnh tõ hai thµnh phÇn chñ yÕu lµ: amyloza (~25%) vµ amylopectin (75%) - amyloza tan ®­ưîc trong nư­íc nãng cßn amylopetin t¹o thµnh hå keo. - BÞ ph©n huû bëi c¸c vi sinh vËt -, - vµ - amylaza t¹o thµnh c¸c lo¹i ®­êng maltoza, dextrin vµ glucoza 12/8/2019

C¸c chÊt h÷u c¬ trong r¸c th¶i 2. Protein lµ hîp chÊt cao ph©n tö chøa Nit¬. Th­êng chøa tíi 15-17,5% nit¬, - Protein cÊu t¹o tõ c¸c axit amin do tæng hîp tõ C, N, - Qu¸ tr×nh chuyÓn ho¸ tõ amoniac thµnh axit nit¬, sau ®ã thµnh axit nitric vµ cuèi cïng thµnh nit¬ gäi lµ qu¸ tr×nh nitrat ho¸ … - Lóc nµy c©y cèi sö dông ®ư­îc Nit¬ hay cßn gäi lµ qu¸ tr×nh cè ®Þnh ®¹m - C¸c ®éng vËt sö dông rau qu¶ thu nhËp c¸c chÊt protein vµo c¬ thÓ sèng - Protein bÞ ph©n huû bëi c¸c vi sinh vËt ho¹i sinh, nÊm mèc, c¸c x¹ khuÈn… 12/8/2019

C¸c chÊt h÷u c¬ trong r¸c th¶i 3. Lipit lµ c¸c este cña glyxerin vµ axit bÐo - Th­êng chøa trong thµnh phÇn thùc vËt, c¸c c©y cã dÇu nh­ l¹c, cä, ng«, ®Ëu, b«ng… - Lipit th­êng bÞ thuû ph©n chËm. - BÞ c¸c vi sinh vËt ph©n huû thµnh enzym phospholipaza, phospholipit. 12/8/2019

Sù ph©n huû c¸c chÊt do các vi sinh vật trong tù nhiªn Vi sinh vËt cã mÆt ë kh¾p n¬i trong tù nhiªn: trong ®Êt, n­ưíc vµ kh«ng khÝ Chóng cã kÝch thư­íc rÊt nhá (tÝnh b»ng m), gÆp ®iÒu kiÖn thuËn lîi chóng ph¸t triÓn rÊt nhanh. C¸c nhãm chÝnh cña vi sinh vËt gåm: - Nguyªn sinh vËt (protozoa): cã cÊu tróc nh©n ®¬n bµo, cã nhiÒu trong tù nhiªn, … - T¶o (Algae) cßn ®ư­îc gäi lµ thùc vËt v× cã tÕ bµo clorophil, sèng d­ưíi nưíc. 12/8/2019

Sù ph©n huû c¸c chÊt do các vi sinh vật trong tù nhiªn - NÊm (fungi): cã cÊu tróc nh©n ®¬n bµo vµ ®a bµo, cã kÝch th­íc rÊt nhá, nh­ng cã mét sè kÝch th­íc rÊt lín như­ nÊm ¨n. - Vi khuÈn (bacteria): cã nhiÒu h×nh d¹ng kh¸c nhau: h×nh cÇu, h×nh que vµ h×nh so¾n; cã kÝch th­íc tÕ bµo tõ 0,5 - 5 m. Chóng th­êng g©y bÖng cho ng­êi nh­ uèn v¸n, t¶, lao, viªm häng … Nh­ng chóng còng cã vai trß quan träng trong thiªn nhiªn, trong c«ng nghiÖp vµ ®Æc biÖt trong lÜnh vùc c«ng nghÖ m«i tr­êng. - X¹ khuÈn (actinomycetes) cã cÊu tróc h×nh sîi. Chóng ph©n huû rÊt nhanh c¸c x¸c ®éng vËt vµ thùc vËt, nhiÒu loµi tæng hîp ®­îc c¸c kh¸ng sinh. Lµ lo¹i g©y bÖnh cho ng­êi. - Virus kh«ng ph¶i lµ tÕ bµo, kÝch thư­íc rÊt nhá, cÊu tróc ®¬n gi¶n nhiÒu so víi vi khuÈn. Virus lµ nguyªn nh©n g©y ra nhiÒu bÖnh ë ng­êi vµ ®éng vËt. 12/8/2019

Sù ph©n huû c¸c chÊt do các vi sinh vật trong tù nhiªn Quá trình ủ sinh học là một quá trình oxy hóa hóa – sinh các chất hữu cơ do các loại vi sinh vật khác nhau. Những vi sinh vật phát triển theo cấp số nhân, đầu tiên là chậm và sau nhanh hơn. Thành phần các vi sinh vật có trong đống ủ bao gồm: Các chủng giống vi sinh vật phân hủy xenluloza. Vi sinh vật phân giải protein. Vi sinh vật phân giải tinh bột. Ví sinh vật phân giải phosphat. 12/8/2019

Sự hoạt động của các vi sinh vật trong đống ủ Các quá trình sinh hóa diễn ra trong đống ủ chủ yếu do hoạt động của các vi sinh vật sử dụng các hợp chất hữu cơ là nguồn dinh dưỡng cho các hoạt động sống của chúng. Rác hữu cơ tại các đống ủ được phân hủy theo nhiều giai đoạn chuyển hóa sinh học khác nhau. Quá trình phân hủy hiếu khí: chất hữu cơ bị oxi hóa sinh hóa thành dạng đơn giản như protein, tinh bột, chất béo và một lượng nhất định xenluloza. Quá trình chuyển hóa yếm khí: Các chất hữu cơ đơn giản được chuyển hóa tiếp thành các axit béo dễ bay hơi, rượu, CO2. N2 và khí metan. Các vi sinh vật được chia thành các nhóm sau: Các vi sinh vật ưa ẩm: phát triển mạnh ở nhiệt độ từ 0 – 20oC Các vi sinh vật ưa ấm: phát triển mạnh ở nhiệt độ từ 20 – 40oC Các vi sinh vật ưa nóng: phát triển mạnh ở nhiệt độ từ 40 – 70oC 12/8/2019

Các yếu tố ảnh hưởng đến tiến độ ủ và chất lượng sản phẩm C¸c yÕu tè chÝnh ¶nh h­ëng ®Õn tiÕn ®é ph¸t triÓn cña vi sinh vËt: Tû lÖ c¸c d­ìng chÊt trong chÊt th¶i h÷u c¬ Nhiệt độ Độ ẩm Ảnh hưởng của pH Độ thoáng khí và phân phối O2 12/8/2019

Các yếu tố ảnh hưởng đến tiến độ ủ và chất lượng sản phẩm (tiÕp theo) ¶nh h­ëng cña tû lÖ c¸c d­ìng chÊt trong chÊt th¶i h÷u c¬ C¸c vi sinh vËt cÇn c¸c thµnh phÇn C, N, P ®Ó tù nu«i d­ìng vµ ph¸t triÓn. C¸c vi sinh vËt kþ khÝ nhu cÇu chÊt dinh d­ưìng Ýt h¬n so víi c¸c vi sinh vËt hiÕu khÝ CÇn tr¸nh t¨ng ®ét ngét l­ưîng chÊt th¶i (20% l­îng chÊt th¶i trong 1 ngµy) v× cã thÓ g©y ph¸ vì c©n b»ng qu¸ tr×nh ph©n huû. C¸c vi sinh vËt tiªu thô carbon kho¶ng 20-30 lÇn so víi nit¬ vµ kho¶ng 100 lÇn so víi photpho. Tû sè tèi ­u lµ C/N/P=100/4-5/1. NÕu tû lÖ C/N cao tøc lµ l­îng N trong r¸c th¶i thÊp, th× qu¸ tr×nh ph©n huû protein sÏ chËm, cÇn bæ sung c¸c vËt liÖu h÷u c¬ giµu Nit¬ nh­ l¸ c©y, rØ ®­êng, bïn cÆn… Mét sè chÊt dinh d­ìng vµ vi l­îng kh¸c nh­ K, S, Mn, Fe … còng cho sù ph¸t triÓn cña vi sinh vËt. 12/8/2019

Các yếu tố ảnh hưởng đến tiến độ ủ và chất lượng sản phẩm (tiÕp theo) ¶nh h­ëng cña nhiÖt ®é: - Tèc ®é ph©n huû c¸c chÊt h÷u c¬ trong ®èng ñ t¨ng kÐo theo nhiÖt ®é t¨ng, - Th­êng nhiÖt ®é ®èng ñ t¨ng 10oC th× tèc ®é ph©n huû t¨ng gÊp 2 lÇn. - Môc ®Ých ñ chÊt th¶i ®¹t ®­îc nhiÖt ®é qu¸ 60oC trong thêi gian Ýt nhÊt lµ 6h ®Õn 1 ngµy. - NhiÖt ®é cao nhÊt nªn duy tr× ë 70oC. ë nhiÖt ®é nµy nhiÒu vi sinh vËt g©y bÖnh bÞ tiªu diÖt, qu¸ tr×nh ph©n huû ®¹t cao nhÊt vµ b¾t ®Çu gi¶m dÇn. - Kh«ng nªn ®Ó nhiÖt ®é cao v× r¸c th¶i sÏ bÞ kh« lµm c¸c lo¹i vi khuÈn bÞ tiªu diÖt. - KÝch th­íc c¸c ®èng ñ nªn duy tr× cã ®é cao tõ 2,5-3 m, ®­êng kÝnh kho¶ng 3-5 m. 12/8/2019

Các yếu tố ảnh hưởng đến tiến độ ủ và chất lượng sản phẩm (tiÕp theo) ¶nh h­ëng cña ®é Èm: - N­íc cÇn cho sù sèng cña c¸c vi sinh vËt, v× vËy ph¶i duy tr× ®é Èm cho sù ph¸t triÓn cña vi sinh vËt. - §é Èm ë møc 50-60% lµ tèi ư­u cho qu¸ tr×nh ñ ®ể ph©n huû c¸c chÊt h÷u c¬ - §é Èm d­íi 40% tèc ®é ph©n huû sÏ chËm l¹i - §é Èm kho¶ng 80% hoÆc lín h¬n sÏ g©y khã kh¨n cho viÖc thæi khÝ, g©y trë lùc cao, - R¸c ®em ñ hiÕu khÝ nªn ®­îc nghiÒn cã kÝch th­íc rõ 2-5 cm ®Ó th«ng giã ®­îc tèt, hoÆc cho vµo ®èng ñ c¸c vËt liÖu xèp t¹o ra cÊu tróc chøa c¸c mao qu¶n cho sù th«ng giã. 12/8/2019

Các yếu tố ảnh hưởng đến tiến độ ủ và chất lượng sản phẩm (tiÕp theo) ¶nh h­ëng cña ®é pH: - pH cña m«i tr­êng nuèi cÊy rÊt quan träng v× mçi loµi sinh vËt thưêng thÝch nghi víi mét kho¶ng pH riªng biÖt; - PhÇn lín c¸c vi sinh vËt ph¸t triÓn b×nh thư­êng ë pH=6-8 - Nh­ng ë giai ®o¹n ph©n huû t¹o axit c¸c vi sinh vËt (chñ yÕu lµ nấm mèc) ph¸t triÓn ë pH=4-5 - §Æc biÖt cã lo¹i vi khuÈn Thiobacillus ferrookydans ph¸t triÓn ë pH=1-2 12/8/2019

Các yếu tố ảnh hưởng đến tiến độ ủ và chất lượng sản phẩm (tiÕp theo) ¶nh h­ëng oxy vµ chÕ ®é cÊp khÝ: - Còng nh­ c¸c c¬ thÓ sèng kh¸c, vi sinh vËt rÊt cÇn oxy ®Ó sinh tr­ëng vµ ph¸t triÓn. - C¸c vi sinh vËt ban ®Çu ph©n huû c¸c chÊt h÷u c¬ ë bÒ mÆt c¸c h¹t sö dông oxy ë kho¶ng kh«ng gi÷a c¸c h¹t, hµm l­ưîng oxy gi¶m dÇn. - Theo thêi gian VSV ph©n huû ë líp trong c¸c h¹t (trong mao qu¶n) sö dung oxy trong c¸c mao dÉn. - Hµm l­îng oxy trong mao dÉn Ýt nhÊt lµ 5% thÓ tÝch/thÓ tÝch mao qu¶n - Ph¶i cung cÊp oxy b»ng c¸ch th«ng giã tù nhiªn hoÆc c­ìng bøc. - §èi víi th«ng giã tù nhiªn: ®èng ñ ph¶i nhá hoÆc kÝch th­íc h¹t ph¶i lín hoÆc ph¶i ®¶o liªn tôc, nh÷ng ngµy ®Çu ph¶i ®¶o hµng ngµy, sau ®ã Ýt dÇn - §èi víi th«ng giã cư­ìng bøc ph¶i cung cÊp oxy kho¶ng 0,1 m3/phót/tÊn r¸c th¶i kh«. - Theo dâi sù thay ®æi cña nhiÖt ®é, nhiÖt ®é cµng cao nhu cÇu oxy cµng lín ë nhiÖt ®é 45-65 oC l­ưîng kh«ng khÝ cÇn cÊp kho¶ng 0,12-0,15 m3/phót/tÊn r¸c th¶i kh«. 12/8/2019

Bảng 1. Các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến vi sinh vật Khoảng xác định Nhiệt độ, oC §é Èm Nồng độ muối, %NaCl pH Nồng độ oxi, % thÓ tÝch Áp suất, kPa Ánh sáng 15 – 70 20 – 60 1,3 - 3 1,0 – 10 3 – 20 0 – 115 Bóng tối, ánh sáng mạnh 12/8/2019

3. Mét sè lo¹i vi sinh vËt sö dông ë ViÖt Nam trong xö lý chÊt th¶i r¾n h÷u c¬ 12/8/2019

Nguyên tắc lựa chän giống vi sinh vật trong việc ủ sinh học Phải có hoạt tính sinh học cao như khả năng phân giải xenluloza và các hợp chất cao phân tử khác. Phải sinh trưởng mạnh, lấn át các vi sinh vật khác. Cã tác dụng cải tạo đất tốt, tức là phát huy các khả năng sau khi đã bón vào đất. Không độc hại cho người, vật nuôi, cây trồng. Có khả năng phát triển mạnh trên môi trường đơn giản. 12/8/2019

Tªn mét sè chñng lo¹i VSV sö dông ë VN trong xö lý CTR h÷u c¬ VSV EM: cã nguån gèc t¹i NhËt B¶n VSV Emuni vµ vsv xenluloza cña Trung t©m øng dông Vi sinh vËt, §H Quèc gia Hµ Néi VSV Micromic 3 cña ViÖn C«ng nghÖ sinh häc, KH&CNVN, Mét sè chñng lo¹i vsv kh¸c cña Trung t©m øng dông Vi sinh vËt, §H Quèc gia HN 12/8/2019

Mét sè chñng lo¹i VSV sö dông ë VN trong xö lý CTR h÷u c¬ (tiÕp theo) ChÕ phÈm EM §Æc tÝnh kü thuËt: Lµ dung dÞch mµu n©u, cã vÞ chua, mïi dÔ chÞu §é pH duíi 3,5. NÕu thÊy mïi thèi th× pH >4, lóc nµy EM ®· bÞ háng, kh«ng sö dông ®­îc n÷a. EM chia thµnh 4 nhãm chÝnh: EM1, Bokashi, EM5 vµ dÞch chiÕt c©y lªn men C¸c d¹ng vsv chÝnh cña EM: - Vi sinh vËt quang hîp; - Vi khuÈn axit lactic - C¸c men - X¹ khuÈn - NÊm men 12/8/2019

Mét sè chñng lo¹i VSV sö dông ë VN trong xö lý CTR h÷u c¬ (tiÕp theo) C¸ch sö dông: 1. EM1 Lóc ®Çu EM1 lµ VSV kh«ng ho¹t ®éng, kÝch ho¹t b»ng c¸ch pha thªm n­íc vµ rØ ®­êng (tû lÖ EM1/n­íc/®­êng = 1/1000/1); Sau 24h cã thÓ phun cho ®èng ñ r¸c hoÆc ®Êt cho c©y trång LiÒu l­îng kho¶ng 1,0-1,5 lÝt dung dÞch cho 1m3 r¸c ñ, hoÆc 1 m2 ®Êt 12/8/2019

Mét sè chñng lo¹i VSV sö dông ë VN trong xö lý CTR h÷u c¬ (tiÕp theo) C¸ch sö dông: 2. Bokashi Bokashi lµ mét d¹ng cña EM ë d¹ng bét; CÇn lªn men tr­íc khi sö dông 3-14 ngµy; Trén thªm bét c¸, rØ ®­êng, c¸m g¹o vµ n­íc ®Ó cã ®é Èm 30-40%; Qu¸ tr×nh lªn men tõ 3-4 ngµy vµo mïa hÌ, 7-8 ngµy vµo mïa ®«ng, nhiÖt ®é ñ 35-45oC; Dïng kho¶ng 200-1000 g Bokashi cho 1 m2 ®Êt (1m3 r¸c ñ) 12/8/2019

Mét sè chñng lo¹i VSV sö dông ë VN trong xö lý CTR h÷u c¬ (tiÕp theo) ChÕ phÈm Emuni, chÕ phÈm ph©n huû xenluloza T¸c dông: Xö lý phÕ th¶i n«ng nghiÖp lµm ph©n h÷u c¬ vi sinh; Ph©n gi¶i nhanh r¸c th¶i, ph©n chuång ; Chèng t¾c bÓ phèt; Lµm cho ®Êt t¬i xèp, t¨ng kh¶ n¨ng chèng s©u bÖnh. C¸ch sö dông: - Dïng xö lý m«i tr­êng tõ r¸c th¶i: pha 100 g chÕ phÈm víi 100 l n­íc råi phun vµo r¸c th¶i - Dïng ®Ó ñ ph©n h÷u c¬: trén 100g chÕ phÈm cho 1 tÊn r¸c ñ (®é Èm 45-50%) cã thÓ bæ sung thªm ph©n chuång, ñ kÝn, sau 1 – 2 tuÇn ®¶o trén, ñ kho¶ng 20 ngµy lµ cã thÓ dïng ®­îc. 12/8/2019

Mét sè chñng lo¹i VSV sö dông ë VN trong xö lý CTR h÷u c¬ (tiÕp theo) ChÕ phÈm Micromix3 lµ tËp hîp c¸c chñng vsv hiÕu khÝ, ư­a nhiÖt - ph©n gi¶i xenluloza m¹nh - thµnh phÇn chñ yÕu lµ c¸c vi khuÈn, x¹ khuÈn vµ nÊm mèc; - Cã kho¶ng 40 nhãm cã ho¹t tÝnh ph©n huû xenluloza, trong ®ã cã kho¶ng 12 chñng x¹ khuÈn cã ký hiÖu C1, C3, CD-30, CD-31,… T¸c dông: Xö lý phÕ th¶i n«ng nghiÖp lµm ph©n h÷u c¬ vi sinh; Ph©n gi¶i nhanh r¸c th¶i, ph©n chuång, rót ng¾n thêi gian tõ 47 ngµy cßn 32 ngµy; T¨ng l­îng mïn tõ 20-25% so víi c¸c ñ b×nh th­êng, hµm l­îng nit¬ t¨ng 20%, axit humic t¨ng 10%, Lµm cho ®Êt t¬i xèp, t¨ng kh¶ n¨ng chèng s©u bÖnh. 12/8/2019

Một số sơ đồ công nghệ xử lý chất thải rắn bằng phương pháp ủ sinh học 12/8/2019

Giai ®o¹n metan ho¸ Chất thải hữu cơ Chuyển hóa kỵ khí Ổn định ưa khí Phân tinh chế Bioga Không khí CO2 + H2O Phân hủy sinh học từ 30 đến 40% lượng chất hữu cơ đưa vào Nâng nhiệt độ vµ æn nhiÖt Thêi gian từ 2 đến 6 tuÇn Bioga chøa CH4 vµ CO2 Chuyển hóa sinh học các vật liệu hữu cơ còn dư Ít tác động nhiệt Từ 1 đến 3 tháng Nhu cÇu không khí (0,1 – 1m3/min tấn chất thải) 12/8/2019

S¬ ®å thiÕt bÞ d©y chuyÒn s¶n xuÊt ph©n composting Enzymes C©n xe N¬i nhËn chÊt th¶i BÓ chóa bïn Xö lý n­íc r¸c B¨ng truyÒn tiÕp nhËn M¸y nghiÒn T¸ch läc Mµn läc M¸y c¾t M¸y trén Ph©n bãn M¸y ®ãng gãi N.P.K Lªn men M¸y thæi khÝ ChuyÓn ®æi ñ 12/8/2019

C¸c c«ng ®o¹n chÝnh cña d©y chuyÒn s¶n xuÊt ph©n vi sinh C«ng ®o¹n ph©n lo¹i: - ph©n lo¹i r¸c th¶i lµ c«ng ®o¹n quan träng ®Ó s¶n phÈm ph©n compost cã chÊt l­îng cao; - Thu håi c¸c s¶n phÈm t¸i chÕ - gi¶m thÓ tÝch cho c¸c bÓ ñ vi sinh. Kỹ thuật ủ rác theo luống. C¸c d¹ng thiÕt bÞ ph©n lo¹i: thiÕt bÞ thïng quay, thiÕt bÞ b¨ng t¶i, ph©n lo¹i trªn b¨ng tõ, ph©n lo¹i b»ng hót kh«ng khÝ - Tû lÖ ph©n t¸ch ®èi víi r¸c th¶i ®« thÞ ë ViÖt Nam thư­êng n»m trong giíi h¹n 50-55 % 12/8/2019

C¸c c«ng ®o¹n chÝnh cña d©y chuyÒn s¶n xuÊt ph©n vi sinh C«ng ®o¹n trén c¸c thµnh phÇn dinh d­ưìng: - C¸c chÊt dinh d­ìng bæ sung: rØ ®ư­êng, ®¹m, l©n, super photphat, kali; - Trén thªm bïn ao, ph©n gia sóc - Tû lÖ thÝch hîp C/N= 20/1 ®Õn 30/1 - Bæ sung c¸c chÕ phÈm vi sinh nh­ Micromix3, EM,… 12/8/2019

C¸c c«ng ®o¹n chÝnh cña d©y chuyÒn s¶n xuÊt ph©n vi sinh C«ng ®o¹n ñ hiÕu khÝ: Ủ hiếu khí là công nghệ được sử dụng phổ biến trong khoảng hai thập kỷ gần đây, đặc biệt là ở các nước phát triển. Chất thải hữu cơ sau khi được phân loại và nghiền đến kích thước thích hợp sẽ được đưa vào bể ủ có cấp khí cưỡng bức. Chất hữu cơ phân hủy nhờ sự hoạt động của các vi khuẩn hiếu khí với sự có mặt của oxy. Sự phân hủy hiếu khí diễn ra khá nhanh, chỉ sau khoảng 2 – 4 tuần rác được phân hủy hoàn toàn. Các phương pháp ủ hiếu khí thường dùng: Ủ trong các bể có thổi khí Ủ trong các bể có đảo trộn Ủ trong thùng quay 12/8/2019

C¸c c«ng ®o¹n chÝnh cña d©y chuyÒn s¶n xuÊt ph©n vi sinh Ủ chÝn nh»m ph©n huû nèt nh÷ng thµnh phÇn h÷u c¬ chư­a ph©n huû hÕt ë giai ®o¹n ñ hiếu khí. Giai ®o¹n nµy nhiÖt ®ä thư­êng t¨ng cao, cã t¸c dông tiªu diÖt c¸c vsv g©y bÖnh. Thêi gian ñ chÝn kÐo dµi kho¶ng 28 ngµy, th­ưêng ph¶i ®¶o 5 ngµy mét lÇn. CÇn bæ sung nư­íc s¹ch, dung dÞch chÕ phÈm Theo dâi nhiÖt ®é (2 ngµy mét lÇn hư­íng ®o vµo trung t©m ®èng ñ), ®é Èm (kh«ng nhá h¬n 35-40% ë nhiÒu ®iÓm trªn ®èng ñ), oxy cña ®èng ñ (b»ng thiÕt bÞ cÇm tay ë c¸c ®iÓm ®o ®é Èm. KÝch th­ưíc ®èng ñ nªn giíi h¹n 2,5-3 m 12/8/2019

C¸c c«ng ®o¹n chÝnh cña d©y chuyÒn s¶n xuÊt ph©n vi sinh C«ng ®o¹n tuyÓn lùa tû träng (sµng ph©n lo¹i): Sµng t¸ch c¸c c¸t sái (lư­îng nµy kho¶ng 30%) phÇn nµy cã thÓ dïng cho c¸c vïng ®Êt c¹n, nh»m c¶i t¹o ®Êt. PhÇn nhÑ (mïn lo¹i I) ®­a tiÕp ®Õn giai ®o¹n hoµn thiÖn ®ãng gãi. C«ng ®o¹n hoµn thiÖn ®ãng gãi: Tû träng cña mïn <500kg/m3. KiÓm tra chÊt l­îng s¶n phÈm: thµnh phÇn c¸c chÊt, ®é Èm Bæ sung d­ìng chÊt cho ®ñ tiªu chuÈn ph©n bãn vi sinh §ãng gãi 1kg, 2 kg, 10 kg PhÇn nhÑ (mïn lo¹i I) ®­a tiÕp ®Õn giai ®o¹n hoµn thiÖn ®ãng gãi. 12/8/2019

Bảng 2. Thµnh phÇn c¸c chÊt trong hçn hîp khÝ cña qu¸ tr×nh metan ho¸ Thµnh phÇn c¸c khÝ Hµm l­îng, % CH4 CO2 N2 O2 Hydrocacbon m¹ch th¼ng Hydrocacbon th¬m vµ m¹ch vßng H2 H2S CO §Æc ®iÓm cña khÝ: NhiÖt ®é Entanpi Tû träng §é Èm 47,5 47,0 3,7 0,8 0,1 0,2 0,01 41oC 17,727 kJ/m3 1,04 kg/m3 B·o hoµ 12/8/2019

Sơ đồ công nghệ xử lý rác thải của Mỹ - Canada (ủ đống có đảo trộn) 12/8/2019

- tËn thu ®­îc nguån bïn tõ c¸c chÊt th¶i cña thµnh phè; ¦u ®iÓm - tËn thu ®­îc nguån bïn tõ c¸c chÊt th¶i cña thµnh phè; - Thu håi c¸c nguyªn vËt liÖu t¸i chÕ cho c¸c ngµnh c«ng nghiÖp kh¸c - Kinh phÝ ®Çu t­ư ban ®Çu, kinh phÝ vËn hµnh thÊp. Nh­ưîc ®iÓm - ChÊt lư­îng ph©n bãn thÊp v× cã lÉn c¸c thµnh phÇn kim lo¹i trong bïn th¶i ®em trén - Kh«ng phï hîp víi ®iÒu kiÖn khÝ hËu nhiÖt ®íi ë ViÖt Nam, g©y mïi, ph¸t sinh n­ưíc r¸c. 12/8/2019

Sơ đồ công nghệ xử lý rác thải tại nhà máy phân hữu cơ Cầu Diễn 12/8/2019

- D©y chuyÒn s¶n xuÊt theo c«ng nghÖ cña T©y Ban Nha M« t¶ quy m«, c«ng suÊt - D©y chuyÒn s¶n xuÊt theo c«ng nghÖ cña T©y Ban Nha - DiÖn tÝch nhµ m¸y kho¶ng 4 ha - C«ng suÊt xö lý theo thiÕt kÕ 200 tÊn/ngµy - §iÖn n¨ng tiªu thô 78 kW/h - Cã 28 bÓ ñ víi dung tÝch 150 m3/bÓ, thêi gian ñ 19-22 ngµy - cã nhµ ñ chÝn, ®èng ñ cã chiÒu cao 2,5 m - cã khu tinh chÕ, khu hoµn thiÖn S¶n phÈm: - Thu håi kho¶ng 13.000 tÊn ph©n bãn/n¨m - §ãng bao lo¹i 02 kg, 10 kg - ChÊt lư­îng: hµm l­ưîng N tõ 1,15-2,5%, hµm l­ưîng c¸c bon h¬n 13 % - S¶n phÈm thu håi t¸i chÕ: s¾t, nil«ng, nhùa, giÊy, thuû tinh 12/8/2019

Giai ®o¹n ñ sinh vËt Phân ủ vi sinh Chất thải hữu cơ Lên men nóng Làm già (muối) Phân ủ vi sinh Không khí CO2 + H2O Phân hủy sinh học từ 30 đến 40% lượng chất hữu cơ đưa vào Nâng nhiệt độ Từ một tuÇn đến một tháng Nhu cầu không khí (0,1 – 1m3/min tấn chất thải) Chuyển hóa sinh học các vật liệu hữu cơ còn dư Ít tác động nhiệt Từ 1 đến 3 tháng Cần một ít không khí (<0,1 – 1m3/min tấn chất thải) 12/8/2019

Sơ đồ công nghệ xử lý rác thải tại nhà máy chế biến phế thải Việt Trì 12/8/2019

M« t¶: C«ng suÊt xö lý 30.000 tÊn/n¨m, - S¶n phÈm: 7.500 tÊn ph©n bãn/n¨m - DiÖn tÝch 2,77 ha. - Sö dông chÕ phÈm EM, Emuni ¦u ®iÓm - ThiÕt bÞ lµm viÖc liªn hoµn, ®ång bé dÔ sö dông vµ thay thÕ thuËn tiÖn - ChÊt l­îng s¶n phÈm tèt - An toµn lao ®éng tèt: cã hÖ thèng chèng sÐt, chiÕu s¸ng ®¶m b¶o, b¶o vÖ qu¸ t¶i Nh­îc ®iÓm - Ph©n lo¹i thñ c«ng - Kh«ng cã khu s¶n xuÊt c¸c s¶n phÈm tõ vËt liÖu t¸i chÕ - Quy tr×nh ®ãng bao thñ c«ng - Kh«ng cã phßng nu«i cÊy vi sinh 12/8/2019

TÝnh to¸n c¸c th«ng sè chÝnh cña nhµ m¸y chÕ biÕn ph©n compost C¸c th«ng sè chÝnh: - C«ng suÊt xö lý - Nhu cÇu cÊp khÝ - C«ng suÊt thiÕt bÞ - L­îng c¸c chÊt dinh d­ìng bæ sung.. 12/8/2019

Ph­¬ng tr×nh c©n b»ng vËt chÊt cña giai ®o¹n ph©n lo¹i Gr = Ghc + Gl trong ®ã: Gr - khèi l­îng r¸c ®­a vµo, tÝnh theo c«ng suÊt thiÕt kÕ nhµ m¸y, tÊn/ngµy; Ghc – khèi l­îng r¸c h÷u c¬ thu ®uîc ®em xö lý sinh häc ë giai ®o¹n ñ sinh häc tiÕp theo, tÊn/ngµy; Gl - khèi l­¬ng r¸c bÞ lo¹i hoÆc ®em t¸i chÕ, tÊn/ngµy; Tû lÖ r¸c h÷u c¬ ®em xö lý sinh häc §èi víi r¸c th¶i ®« thÞ tû lÖ a=40-50% 12/8/2019

C«ng suÊt b¨ng t¶i N=60s.h.v.k trong ®ã: N - c«ng suÊt b¨ng t¶i, m3/h; s – chiÒu réng b¨ng t¶i, m; h - chiÒu cao líp r¸c m; khèng chÕ h=0,3-0,4 m v – vËn tèc b¨ng t¶i, m/phót; b¨ng t¶i ph©n lo¹i th­êng chän v=6 m/phót. k – hÖ sè chÊt ®Çy cña b¨ng t¶i Sè l­îng b¨ng t¶i trong d©y chuyÒn s¶n xuÊt: Th­êng chän sè l­äng lín h¬n so víi tÝnh to¸n. C¸c c«ng ®o¹n kh¸c thay khèi l­îng r¸c t­¬ng øng. 12/8/2019

C«ng suÊt qu¹t cÊp khÝ trong ®ã: Q – l­u l­îng kh«ng khÝ cÇn cÊp, m3/h, (lÊy hÖ sè d­ 1,1-1,3 lÇn vµ tÝnh theo l­îng r¸c xö lý), p - ¸p suÊt qu¹t, kg/m2; q - hiÖu suÊt cña qu¹t, ®èi víi qu¹t ly t©m q = 0,8-0,95 td - hÖ sè truyÒn ®éng tõ ®éng c¬ qu¹t ®Õn trôc cña qu¹t, td = 0,9-0,98 C«ng suÊt ®éng c¬ qu¹t: Ndc = k.Nq trong ®ã: k - hÖ sè dù tr÷. §èi víi qu¹t li t©m k =1,1-1,2 12/8/2019

Mét sè h×nh ¶nh s¶n xuÊt ph©n composting 12/8/2019

Tµi liÖu tham kh¶o 1. NguyÔn Xu©n Nguyªn. C«ng nghÖ xö lý r¸c th¶i vµ chÊt th¶i r¾n. NXB Khoa häc vµ kü thuËt. Hµ Néi, 2004. 2. Hoµng Kim C¬, TrÇn H÷u UyÓn…Kü thuËt m«i tr­êng. NXB Khoa häc kü thuËt Hµ Néi, 2001. 3. TrÇn HiÕu NhuÖ, øng Quèc Dòng, NguyÔn ThÞ Kim Th¸i Qu¶n lý chÊt th¶i r¾n. T1. ChÊt th¶i r¾n ®« thÞ. NXB X©y dùng 2001. 4. Líp häc “Qu¶n lý vµ xö lý chÊt th¶i r¾n” NCST, ViÖt Nam – CNRS, Ph¸p , 2002 5. Technology of municipal solid waste treament. EXPERIENCES AND CHALLENGES. NXB KHKT 2003 12/8/2019