Đồ án Nghiên cứu đề xuất giải pháp xử lý rác thải cho một huyện ngoại thành quy mô 300 tấn/ngày (lấy nhà máy xử lý rác thải huyện Thanh Trì - Hà Nôi làm ví dụ)

% khối lượng chất thải rắn ban đầu và 10% dung tích, ngoài ra phương pháp đốt còn tận dụng được nhiẹt tạo ra để sản xuất năng lượng. Đối với phương pháp vi sinh thì mục tiêu hàng đầu là sản xuất phân bón và giảm chất thải phải chôn lấp, khối lượng chất thải giảm từ 40á60% sau quá trình làm phân thông thường. Để lựa chọn được một phươngốan thích hợp thì chúng ta phải căn cứ vào nhiều yếu tố như tính chất và thành phần rác, khối lượng và phụ thuộc vào điều kiện kinh tế của mỗi quốc gia. Sau đây là một số chỉ tiêu so sánh cơ bản. IV.2.1. Về mặt ô nhiễm môi trường. Đối với phương pháp chôn lấp: Đối với bãi chôn lấp lộ thiên gây ra các ô nhiễm sau: Nhiễm bẩn nguồn nước ngầm hoặc nước mặt do thẩm thấu. Phát tán các chất thải ra các vùng lân cận. Phát tán mùi, gây cháy và khói, tạo các ổ chuột nvà ruồi muỗi, là nơi thích hợp cho các vi sinh vật gây bệnh và phát triển. Tuy nhiên, những rủi ro trên có thể giảm tối đa nếu áp dụng kỹ thuật của phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh. Phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh đã đề cập ở trước. Đối với phương pháp đốt rác: Đốt rác gây ra các ô nhiễm môi trường sau: quá trình đốt rác tạo ra khói từ lò đốt, đây là nguyên nhân gây ra ô nhiễm môi trường. Khói bốc ra chứa các thành phần hoá học chính như CO2, NOx, SOx, dioxin, thuỷ ngân, kim loại nặng khác, trong đó đặc biệt chú ý tới đioxin. Đioxin ảnh hưởng đến sức khoẻ con người, làm tăng khả năng nhiễm bệnh ung thư và một số bệnh khác. Những độc hại trên ta có thể giảm đáng kể nếu ta áp dụng đúng kỹ thuật: Kiểm tra các loại rác thải được phép đốt, áp dụng lò đốt hiện đại, duy trì nhiệt độ cháy ở mức cao hơn 1100°C khí đó sẽ giảm lượng đĩoin tạo thành và sử dụng hệ thống xử lý khí thải. Đối với phương pháp vi sinh: Đối với phương pháp này thì vấn đề gây lo ngại tới quá trình sản xuất và chế biến phân là mùi hôi thối bốc lên và phát tán vào môi trường, ảnh hưởng tới sức khoẻ của người dân sống xung quanh khu vực nhà máy. Nhưng để hạn chế được sự phát tán mùi hôi thối đó thì sử dụng dây chuyền công nghệ khép kín và bố trí hệ thống chụp hút khí độc hại rồi đưa đi xử lý. IV.2.2. Yêu cầu về sử dụng đất. Giả sử yêu cầu sử dụng đất của mỗi giải pháp được tính để bảo đảm lượng xử lý chất thải hàng ngày là 1000 tấn, gần bằng mức thu gom gần đây của URENCO ở Hà Nội. Chôn lấp là phương pháp xử lý tốn nhiều đất, mỗi năm cần tới 2 ha đất. Phương pháp đốt yêu cầu xử lý tro đốt tại vùng đất chôn đảm bảo vệ sinh, lượng đất cần để xử lý tro đốt rác dự tính khoảng 0,3 ha mỗi năm, khoảng 15% so với phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh. Nhà máy đốt rác với công suất là 1000 Tấn/ngày cần khu đất rộng 5 ha. Phương pháp xử lý tạo phân bón vi sinh sẽ đòi hỏi chất thải sau khi làm phân được xử lý ở vùng chôn lấp hợp vệ sinh. Đất cần để xử lý cặn phân dự tính khoảng 0,9á1,2 ha/ năm. Nhà máy sản xuất phân từ rác thải sinh hoạt với công suất 1000 Tấn/ngày cần ít nhất 20 ha. Bảng IV.2. Yêu cầu về sử dụng đất của các phương pháp xử lý chất thải rắn.[6] Đất chôn lấp đảm bảo hợp vệ sinh Đốt rác và đất sử dụng chôn tro rác đốt Làm phân và đất chôn căn phân Giả thiết và điều kiện Lượng chất thải đầu vào 1000 Tấn/ngày. Lượng chất cần sử dụng: + Cho tr đốt chất thải 15% lượng chất thải. + Cho cặn phân: 45á60% lượn chất ban đầu. Yêu cầu về sử dụng đất Đất cần cho chôn lấp hợp vệ sinh là 2 ha/năm Đất sử dụng là khoảng 5 ha cho lò đốt và 0.3 ha/năm dung để chôn tro xỉ. Cần 20 ha cho cơ sở chế biến phân và 0,9á1.2 ha/năm cho đất chôn cặn phân IV.2.3. Những điều kiện cần thiết tính theo chất lượng rác thải, thu nhập và điều kiện thị trường. Lượng calo trong chất thải: Chất lượng rác thải và thu nhập của dân là điều kiện quan trọng ảnh hưởng sâu sắc tính khả thi của phưoưng án đốt rác và làm phân. Lượng calo tối thiểu trong chất thải cần để tự chúng cháy là 1000 kcal/kg. Ngoại trừ chất thải bệnh viện và chất thải độc hại khác, phương án đốt rác chỉ áp dụng cho những loại chất thải gây độc hại. Hiện nay, lượng calo trong chất thải ở Hà Nội dự tính là 750á780 kcal/kg, không thích hợp cho phương án đốt rác. Về thu nhập: Từ góc độ kinh tế, để áp dụng phương pháp đốt rác thì thu nhập trung bình tính theo đầu người 5000 đola/năm, khi đó sẽ tránh được gánh nặng tài chính quá mức. áp dụng biện pháp chôn lấp đảm bảo hợp vệ sinh thì thu nhập tối thiểu theo đầu người là 600 đola/năm. Điều kiện thị trường: Tính khả thi của biện pháp chế phân chủ yếu dựa vào nhu cầu thị trường. Nhu cầu đó phải thường xuyên và lâu dài trong diện tích 30 km xung quanh nhà máy chế phân. Bảng IV.3 Tổng hợp những điều kiện cần đáp ứng [6] Bãi chôn lấp hợp vệ sinh (S/L) Đốt rác + S/L của tro Chế phân + S/l của cặn phân 1) Lượng calo trong chất thải tối thiểu Không - Để tự thiêu 1000 kcal/kg. - Để phát điện khả thi 1500 kcal/kg Không cần 2) Thành phần hữu cơ Không Không cần( mặc dù một số chất hữu cơ dễ cháy) Thành phần hữu cơ phải lớn hơn 50% 3) Điều kiện tài chính ( thu nhập đầu người tối thiểu) 600 đôla/người.năm 5000 đôla/người.năm Không cần nếu bản thân quá trình chế phân thành công 4) Điều kiện thị trường Không (Nếu có nhu cầu cụ thể về điện máy phát điện khả thi) Nhu cầu lâu dài, chắc chắn trong đường kính 30 km quanh nhà máy IV.2.4. So sánh chi phí hàng năm cho mỗi phương án. Chi phí hàng năm cho những phương án tương ứng ước tính như sau: Mỗi phương án sẽ thanh toán được 1000 tấn rác/ngày. Chi phí này bao gồm chi phí xây dựng( kể cả khấu hao hàng năm) và chi phí vận hành và bảo dưỡng. Đối với bãi chôn lấp hợp vệ sinh có tấm lót nhân tạo và quá trình xử lý nước rác, chi phí hàng năm từ 1.825.000 USD á 2.555.000 USD?năm ( trường hợp bãi chôn lấp được quy hoạch ở Nam Sơn giai đoạn 2) Quá trình thiêu huỷ rác + bãi chôn lấp vệ sinh tro thiêu huỷ ( tính toán theo dự án khả thi cơ sở tái chế chất thải thành năng lưoựng sử dụng rác thải và than ở Hà Nội để đảm bảo môi trường , tháng 9 năm 1998) Với việc sản xuất điệ thành công chi phí khảng 19.089.500 đôla/năm với lượng calo trong chất thải lên tới 1500 kcal/kg. Không có sản xuất điện 21.170.000 đôla/năm (đây là trường hợp nhà máy sản xuất được lắp đặt nhằm thiêu huỷ chất thải ) Với việc sản xuất điện không thành công thìchi phí 23.250.500 đôla/năm Quá trình chế biến phân trộn + bãi chôn lấp hợp vệ sinh cho cặn phân. Trường hợp lượng phân trộn chế biến ra được bán theo kế hoạch: 328.500 đôla/năm. Trường hợp không bán được phân trộn chi phí khoảng 5.438.500 đôla/năm Bảng IV.4. Bảng tóm tắt so sánh chi phí những phương án xử lý chất thải cho Hà Nội. TT Bãi chôn lấp vệ sinh (S/L) Thiêu huỷ + S/L tro Chế biến phân + S/L cặn bã Chi phí xử lý trung gian (1) USD/tấn 0 5 á 7 16 Chi phí loại bỏ chất cặn bã (2) USD/tấn 5á7 1 (7 đôla/tấn´ 15% tỷ lệ tro) 3,5 (7đôla/tấn´ 50% phần cặn bã Tổng chi phí 1+2 (3) USD/tấn 5á7 58 19,5 Doanh thu do bán điện hoặc phân bón USD/tấn 0 -5,7 á +5,7 -4,6 á 18,6- Chi phí tính 3+4 USD/tấn 5á7 52,3 á 63,7 0,9 á 14,9 Chi phí hàng năm cho lượng chất thải mới 1000 Tấn/ngày đôla/năm 1825000 á 2555000 19089500 á 23250500 328500 á 5438500 Trên cơ sở phân tích và so sánh ở trên, bảng tóm tắt sau đây sẽ khái quát những vấn đề cơ bản nhất, trên cơ sở đó ta lựa chọn một phương án xử lý hiệu quả nhất cho nhà máy xử lý rác thải huyện Thanh Trì - Hà Nội. Bảng IV.5. So sánh các phương pháp xử lý rác chung. TT Phương pháp ưu điểm Nhược điểm Khả năng áp dụng và xu thế ứng dụng trên toàn thế giới 1 Chôn lấp hợp vệ sinh Công nghệ đơn giản, chi phí đầu tư thấp, phù hợp với nhiều loại chất thải Khả năng gây ra ô nhiễm môi trường rất lớn, chiếm nhiều diện tích áp dụng cho tất cả các loại rác thải áp dụng ở những nước đang phát triển, có diện tích đất rộng, mật độ dân cư thưa 2 Phương pháp vi sinh Chiếm ít diện tích, công nghệ vận hành đơn giản, chi phí đầu tư không cao. Tận dụng được các chất hữu cơ để sản xuất phân và điện, giảm thiểu ô nhiễm môi trường Yêu cầu rác thải phải được phân loại trước khi xử lý. Rác thải phải có hàm lượng chất hữu cơ cao ( hơn 50%) Rác thải có hàm lượng chất hữu cơ cao ( hơn 50%). Đang được áp dụng rộng rãi tại các nước đang phát triển và các nước có nền nông nghiệp lớn 3 Phương pháp thiêu đốt Diện tích chiếm đất ít, nguy cơ gây ô nhiễm môi trường thấp nếu trang bị hệ thống xử lý khí thải tốt Chi phí đầu tư và vận hành khá cao, không áp dụng cho một số chất thải nguy hại như chất thải phón xạ, chất dễ cháy, nổ, chất có độ ẩm cao áp dụng cho rác thải công nghiệp, rác thải bệnh viện hoặc thậm chío cả rác thải sinh hoạt. Chỉ áp dụngở những nước phát triển, thu nhập bình quân đầu người cao và có diện tích đất đai chật hẹp Trên cơ sở phân tích và so sánh ở trên, em nhận thấy phương pháp xử lý rác thải cho Hà Nội nói chung và huyện Thanh Trì nói riêng theo phương pháp vi sinh tạo phân hữu cơ là rât thuận tiện và phù hợp với thành phần rác thải của Hà Nội. Để bổ sung cho sự lựa chọn trên là phù hợp, sau đây em sẽ phân tích sơ bộ tình hình sử dụng phân vi sinh ở Hà Nội và một số tỉnh lân cận quanh khu vực. Diện tích đất canh tác ở một số tỉnh lân cận Hà Nội [4] ( Số liệu năm 1998 ) Tỉnh Diện tích đất canh tác (1000ha) Đất nông nghiệp Đất trồng lúa Đất trồng ngô Đất trồng mía Đất trồng chè Hà Nội 40,6 34,5 12,3 0,1 0,5 Hưng Yên 57,1 50,8 9,6 0,3 Hà Nam 47,9 40,2 7,9 0,1 0,2 Nam Định 97,9 88,4 6,0 0,3 Thái Bình 96,2 87,8 6,5 0,1 Phân bón hữu cơ vi sinh được sản xuất nhằm ổn định nền nông nghiệp bền vững và đạt năng suất cao cho cây trồng. Phân hữu cơ vi sinh có thể được sử dụng để bón lót, bón thúc và bón bổ sung. Sau đây là những số liệu cơ bản về tình hình sử dụng phân hữu cơ [4] Lúa, ngô:405á680 kg/ha/vụ. Chè :1000 ,, Mía : 2000 ,, Rau : 1000 ,, Cây ăn quả: 20á30 kg/gốc/năm. Với cách bón như trên, nếu ước tính 50% diện tích canh tác được bón phân hữu cơ vi sinh thì lượng tối thiểu cần cung cấp như sau: Nhu cầu phân bón hữu cơ cho ngô Tỉnh Diện tích đất trồng ngô (1000 ha)50% Lượng phân hữu cơ (Tấn/năm) Trung bình (Tấn/năm) Hà Nội 6,15 5904á6888 3639 Hưng Yên 4,8 4.608 á 5.376 4.992 Hà Nam 4,0 3.840 á 4.480 4.160 Nam Định 3,0 2.850 á 3.360 3.120 Thái Bình 3,25 3.139 á 3.640 3.389 Tổng 22075 Nhu cầu phân bón chua lúa (2 vụ/năm ) Tỉnh Diện tích đất trồng ngô (1000 ha)50% Lượng phân hữu cơ (Tấn/năm) Trung bình (Tấn/năm) Hà Nội 17,25 24.840á 28.890 26.910 Hưng Yên 25,4 36.576 á 42.672 39.624 Hà Nam 20,1 28.944 á 33.768 31.356 Nam Định 44,2 63.648 á 74.256 68.952 Thái Bình 33,9 63.216 á 73.752 68.484 Tổng 235.326 Nhu cầu phân hữu cơ cho mía Tỉnh Diện tích đất trồng mía (1000 ha) 50% Lượng phân hữu cơ (Tấn/năm) Trung bình (Tấn/năm) Hà Nội 0.05 170 á200 185 Hưng Yên 0,15 510 á 600 560 Hà Nam 0,05 170á200 185 Nam Định 0,15 510á600 560 Thái Bình 0,05 170á200 185 Tổng 1.685 Nhu cầu phân hữu cơ cho rau quả như sau: TT Huyện Diện tích (ha) Lượng phân hữu cơ (Tấn/năm) 1 Thanh Trì 1070 186,9 2 Gia Lâm 1780 310 3 Từ Liêm 1960 252,6 4 Đông Anh & Sóc Sơn 1923 164,3 Tổng 913,8 Trong những năm qua nền nông nghiệp nước ta ổn định và tăng trưởng liên tục, sản lượng lương thực tăng nhanh và ổn định, nước ta trở thành một trong những nước đứng đầu về sản xuất gạo. Thực tế đó khẳng định rằng hơn 60% năng suất cây trồng tăng là do sử dụng phân bón. Việc sử dụng phân bón hoá học có hiệu lực tức thời trong giai đoạn trước mắt. Tuy nhiên, để đảm bảo cho một sự phát triển bền vững lâu dài của năng suất cây trồng từ việc duy trì dinh dưỡng cho đất, tăng độ phì nhiêu của đất và cải tạo đất thì chỉ có phân hữu cơ vi sinh mới thực hiện được. Do vậy, điều chỉnh một cơ cấu điều hoà cả hai loại phân này là một xu hướng mà ngành nông nghiệp đang phấn đấu. Mặt khác ta thấy Hà Nội nằm ở trung tâm của châu thổ sông Hồng với một nền nông nghiệp đang từng bước công nghiệp hoá - hiện đại hoá, cùng với ngoại thành Hà Nội các tỉnh lân cận đã từ lâu hình thành những vùng chuyên canh rau sạch, hoa quả để tiêu thụ trong nước và xuất khẩu. Qua phân tích ở trên thì Hà Nội với diện tích nông nghiệp để trồng lúa, ngô, mía, chè, rau hoa quả lên tới 46950 ha. Qua bảng số liệu về sử dụng phân cho riêng Hà Nội lên tới 34404 Tấn/năm, trong khi đó nhà máy chế biến phân hữu cơ ở Cầu Diễn với công suất 30000m3/năm để sản xuất 7500 tấn phân vi sinh (sẽ mở rộng lên 13260 Tấn/năm). Như vậy lượng phân này sẽ không đủ cung cấp nhu cầu dùng phân vi sinh ở Hà Nội và việc lựa chọn công nghệ vi sinh xử lý rác thải huyện Thanh Trì là phù hợp. Rác thải sinh hoạt Phân loại Lên men yếm khí sản sinh khí sinh học và phân hưuc cơ Lên men hiếu khí để sản xuất phân hữu cơ vi sinh Chôn lấp hợp vệ sinh thành phần không tận thu được IV.3. Quá trình xử lý rác thải bằng phương pháp sinh học theo mô hình sau. Hình IV.1 IV.3.1. Công nghệ ủ hiếu khí sản xuất phân vi sinh Sơ đồ khối quá trình Chất thải sinh hoạt Nghiền tạo kích thước đồng đều Phân loại Phối trộn Phân loại ủ chín 2 tuần ủ phân ằ 21 ngày Phối trộn Nliệu hcơ H2O DD,VSV Kim loại Vl lớn: Plastic Đất, đá,sỏi t°=50á55°C Sản phẩm có chất lượng khác nhau tuỳ thuộc vào tỷ lệ phối trộn Plastic Sắt vụn Đất, đá các vật liệu khác Quy trình : Chất thải sinh hoạt đã được lựa chọn đưa đến nhà máy và qua cân định lượng, chất thải được tập trung lại và được đưa đi phân loại bằng tay, bằng máy qua hệ thống băng chuyền. Sau khi phân loại rác được đưa vào máy cắt nghiền để có kích thước đồng đều, sau đó đưa vào thùng phối liệu cho thêm nước , phân (bùn cống rãnh) và một số vi sinh vật giúp cho quá trình phân huỷ, sau khi phối trộn xong chất thải được dưa vào quá trình lên men hiếu khí trong các thiết bị khác nhau như: ủ luống, ủ đống trên băng tải hoặc trong thiết bị thùng quay... Quá trình lên men hiếu khí gắn liền với việc cung cấp không khí cho vi sinh vật. Việc cấp khí có thể dưới dạng tự nhiên hoặc cưỡng bức. Sau khi phân huỷ lên men hiếu khí, các chất thải trở lên xốp. Sản phẩm phân compost thô được đưa sang khâu ủ chín để ổn định thành phần hoá học. Trong quá trình ổn định, hoàn thiện, rác tiếp tục bị phân huỷ nhưng ở tốc độ chậm hơn, tỷ lệ tiêu thụ ôxy giảm, độ ẩm giảm, hoạt động của vi sinh vật chủ yếu ở dạng cạnh tranh hoặc ức chế, hàm lượng amôn đẫ chuyển sang dạng NO3-N. Thời gian cho giai đoạn này khoảng 15á35 ngày tuỳ theo việc có sự tham gia của máy móc hay không, phân compost tạo thành sau giai đoạnh này tiếp tục được chế biến qua các sàng rung để lấy mùn và tachs các thành phần trơ ( kim loại, cát sỏi, thuỷ tinh... chiếm khoảng 5á7% để tạo thành phân vi sinh. Phân sau giai đoạn này có chất lượng chưa cao tiếptục được đưa vào phối trộn với đạm, lân, kali, NPK... để tạo thành sản phẩm có chất lượng khác nhau. IV.3.2. Quy trình công nghệ ủ yếm khí: Phương pháp ủ yếm khí rác thải hữu cơ được thực hiện khi đưa rác thải hữu cơ đã tuyển chọn kỹ, được nghiền nhỏ và phối trộn với nước để có hỗn hợp với tỷ lệ các chất rắn/lỏng < 1/2,5 á 1/3. Hỗn hợp này được đưa vào bể ủ có độ PH từ 6á8 và được gia nhiệt lên từ 35á58°C (tuỳ thuộc vào công nghệ). Quá trình phân huỷ yếm khí diễn ra từ 10á20 ngày với sự tham gia của vi sinh vật yếm khí để tạo thành gần 65% là khí CH4, gần 35% là khí C02 và một phần nhỏ là khí NO2, O2, H2, H2S, hơi nước. Hỗn hợpkhí sinh học này được dẫn từ các bể ủ vào các thiết bị xử lý khí làm giàu và làm khô, sau đó được cung cấp cho quá trình cháy trong tuốcbin khí để sản xuất ra điện năng và nhiệt năng. Phần còn lại của chất hữu cơ trong bể ủ là bã hữu cơ lỏng với hàm lượng dinh dưỡng cao. Bã lỏng sẽ được đưa qua bộ phận làm khô, phối trộn với các chất phụ gia và được ủ chín theo luống trong điều kiện hiếu khí từ 12á21 ngày sẽ trở thành phân hữu cơ có chất lượng cao phục vụ cho nông nghiệp. Trên cơ sở hai phương pháp trên của công nghệ vi sinh, sau đây là những vấn đề so sánh để lựa chọn công nghệ phù hợp. IV-4. Lựa chọn giải pháp công nghệ cho xí nghiệp chế biến rác thải huyện Thanh Trì. Ta biết rằng: Hà Nội nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới, độ ẩm tương đối cao 65á70%, rác thải có thành phần chất hữu cơ cao 50á60%. Rác không được phân loại tài nguyên, do đó đòi hỏi quy trình phân loại phức tạp tại nhà máy, chính vì vậy công nghệ lựa chọn phải đạt một số tiêu chuẩn sau. Tính phù hợp của công nghệ so với thành phần của rác thải và khía hậu của Hà nội, giảm tối đa chất thải phải chôn lấp. Tính tiên tiến của công nghệ về mặt môi trường và xã hội ; hạn chế ở mức thấp nhất việc phát thải gây ô nhiễm môi trường như mùi hôi thối, khí độc hại, nước thải, tiếng ồn đảm bảo cảnh quan khu vực. Tính phù hợp của sản phẩm thu hồi đối với thị trường hiện nay: sản phẩm thu được đạt chất lượng cao, có giá trị thương mại và kinh tế xã hội tính hiệu quả của các phương án công nghệ trên cơ sở xem xét các thông số của suất đầu tư cơ bản, diện tích xây dựng, chi phí vận hành có khả năng thu hồi vốn. Như vậy công nghệ xử lý rác theo phương pháp vi sinh là phù hợp . Hiện nay trên thế giới công nghệ vi sinh có hai nhóm chính Công nghệ kỵ khí sản xuất điện và phân bón Công nghệ hiếu khí sản xuất phân bón Trong công nghệ hiếu khí thì có nhiều cách ủ khác nhau Sau đây là bảng so sánh các phương pháp xử lý rác thải theo công nghệ vi sinh. Bảng IV-5 Bảng tóm tắt và so sánh các công nghệ xử lý rác thải Như vậy qua bảng so sánh trên ta nhận thấy có hai nhóm công nghệ Nhóm 1: xử lý rác thải để sản xuất điện và phân bón Công nghệ dựa trên nguyên lý phân huỷ rác hữu cơ bằng vi khuẩn kỵ khí, sản sinh ra khí biogas để phát điện. Do vậy nhà máy không cần cấp điện từ bên ngoài, có thể giảm bớt chi phí, đồng thời một lượng điện lớn (80á85) sản xuất ra có thể bán cho ngành điện lực để phục vụ sinh hoạt và sản xuất của các nhà máy xung quanh vùng. Sản phẩm ổn định và đảm bảo đầu ra. Sản phẩm phân bón là phụ, chiếm tỷ trọng nhỏ và chất lượng phân bón không cao so với phương pháp hiếu khí. + Phương pháp này là công nghệ hiện đại, xử lý triệt để rác hữu cơ giảm thiểu ô nhiễm môi trường. + phương pháp này đã đạt được mục tiêu: xử lý triệt để nguồn rác thải hạn chế ô nhiễm môi trường, mang lại hiệu quả kinh tế cho chủ đầu tư, có khả năng thu hồi vốn nhanh do khả năng bán điện cho sở điện lực và bán phân bón tạo ra. Nhóm 2: Xử lý rác thải thành phân bón vi sinh: + Phương án này tạo ra sản phẩm phân bón vi sinh phục vụ nông nghiệp. Tuy nhiên, hiện nay việc tiêu thụ sản phẩm này trong giai đoạn hiện nay còn gặp nhiều khó khăn cho các vùng chuyên canh rau sạch, vùng cây công nghiệp xuất khẩu còn ít và thói quen dùng phân bón hoá học nhiều năm của người nông dân. Do đó việc sản xuất ra lượng lớn phân sẽ không tiêu thụ hết gây khó khăn về tài chính cho nhà máy. Trong vài năm tới nhà nước có kế hoạch phát triển vùng cây ăn quả quy mô lớn hoặc xây dựng nhà máy chế biến thực phẩm để xuất khẩu nhằm phục vụ chiến lược phát triển nông nghiệp thì đây là phương án tốt, thích hợp với lâu dài, hoàn toàn có lợi và phù hợp cho đất nước trong tương lai. + Phương án này đã đạt được các mục tiêu Xử lý rác thải và tạo sản phẩm phân bón phục vụ phát triển nông nghiệp sạch Như vậy qua phân tích và so sánh giữa hai phương án trên trong công nghệ vi sinh, qua phân tích thị trường tiêu thụ sản phẩm tạo ra của các phương án. Đối với phương án hiếu khí thì lượng phân bón tạo ra rất lớn mà tình hình tiêu thụ sản phẩm này ở Hà nôị và các vùng lân cận còn nhiều hạn chế. Nếu vận chuyển đi xa thì rất tốn kém do đó sẽ tăng chi phí, nó chỉ phù hợp trong vòng bán kính 30km. Đối với phương án kỵ khí sản sinh khí biogas để sản xuất điện là chính, lượng phân tạo ra là phụ, mà việc tiêu thụ sản phẩm điện tạo ra thì có thể hoà vào mạng lưới điện quốc gia phục vụ sinh hoạt cho nhân dân, như vậy lượng điện tạo ra sẽ được bán hết cho sở điện lực với giá phù hợp còn lượng phân tạo ra theo phương án này không lớn nên có khả năng tiêu thụ hết. Vậy công nghệ lựa chọn cho nhà máy xử lý rác thải Huyện Thanh Trì theo công nghệ ủ yếm khí sản sinh khí biogas để sản xuất điện bỏ lỏng và phân hữu cơ. IV.4.1. Mục tiêu của công nghệ Nhà máy xử lý rác thải sinh hoạt Huyện Thanh Trì với công suất 300 tấn/ngày được lựa chọn công nghệ hiện đại nhằm sản xuất khí sinh học phục vụ sản xuất điện, chế biến phân hữu cơ đạt chất lượng cao và giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Nhà máy sẽ là mô hình điểm áp dụng rộng rãi cho các đô thị khác có điều kiện tương tự, đồng thời là cơ hội tốt cho đội ngũ cán bộ làm công tác môi trường đô thị làm quen, nghiên cứu và nắm vững một công nghệ mới, tiên tiến và thích hợp trong lĩnh vực xử lý rác thải. Mặt khác mô hình điển hình này góp phần giải quyết môi trường đang có nguy cơ bị ô nhiễm bởi chất rắn của thành phố, giảm nhu cầu bức xúc về diện tích đất chôn lấp và nhu cầu cung cấp điện, giúp tận dụng nguỗn bã sau khi ủ yếm khí để sản xuất ra phân hữu cơ có chất lượng đảm bảo vệ sinh môi trường phục vụ cho nông nghiệp, góp phần cải tạo chất dinh dưỡng cho đất, tăng năng suất cây trồng thay thế một phần lượng phân bón nhập khẩu từ nước ngoài nhờ đó tăng cường nguồn sản xuất sản phẩm trong nước, đảm bảo hoạt động vì lợi ích công ích nhưng kinh doanh có lãi, tạo ra lợi nhuận cho doanh nghiệp, tạo cơ sở cho kế hoạch phát triển vùng cây ăn quả, rau sạch, cây công nghiệp có năng suất cao, chất lượng cao để có khả năng xuất khẩu đồng thời cung cấp cho ngành tái chế một phần quan trong các phế liệu như: giấy, thuỷ tinh, nhựa, kim loại. để sản xuất thành các sản phẩm có ích cho xã hội. Ngoài ra khi thu gom, vận chuyển, xử lý.. cũng như tiêu thụ sản phẩm của nhà máy sẽ là yếu tố cơ bản và là nguyên nhân gián tiếp đem lại công ăn việc làm cho một số lao động của huyện. IV.4.2. Cơ sở lý thuyết của quá trình phân huỷ yếm khí tạo khí sinh học Sự biến đổi sinh học của phần vật chất hữu cơ trong phế thải sinh hoạt ở điều kiện yếm khí diễn ra theo 3 giai đoạn sau: - Giai đoạn 1: là quá trình biến đổi trung gian thông qua các enzym, các hợp chất có phân xưởng lượng lớn hơn chuyển sang hợp chất thích hợp cho việc sử dụng nguồn năng lượng và mô tế bào. - Giai đoạn 2: là sự biến đổi nhờ sự hoạt động của các vi khuẩn, để chuyển những hợp chất trung gian có phần tử lượng nhỏ hơn để có thể đồng nhất được. - Giai đoạn 3: nhờ sự hoạt động của các vi khuẩn sẽ biến đổi các hợp chất trung gian thành sản phẩm cuối cùng và chủ yếu là CH4 và CO2. Khi phân huỷ yếm khí các phế thải, một số vi khuẩn yếm khí cùng hoạt động gây ra sự biến đổi một phần chất hữu cơ trong phế thải thành sản phẩm cuối cùng có tính chất bền vững. Các vi khuẩn này được phân thành 3 nhóm sau đây. - Các vi khuẩn làm nhiệm vụ thuỷ phân các chất trùng hợp hữu cơ và lipit thành các khối có cấu trúc cơ bản như axit béo, sacarit đơn, axit amin và các hợp chất liên quan khác. - Nhóm thứ hai gồm các vi khuẩn yếm khí lên men các sản phẩm bị phân huỷ từ nhóm thứ nhất biến đổi thành axit hữu cơ đơn giản hơn. - Nhóm thứ ba: là các vi khuẩn biến đổi H2, CH3COOHdo các chất tạo axit hình thành tạo ra khí CH4, CO2 và một lượng nhỏ các khí khác. Sơ đồ diễn biến các bước của quá trình phân huỷ yếm khí Các sản phẩm lên men khác propionic, butyric, sucinic, axit lactic, cthanol. Các chất dễ phân huỷ thành metan, methylanin H2, CO2, axit focmic, metanol, axetic CH4 + CO2 Monosacharieles axit béo lipit Thuỷ phân Axit hoá Polysaccharicles Protein Axit amin Nucleic axit Purines và pyzimiclines Cacbohydrô toum Các phương trình thể hiện bước 3 của quá trình phân huỷ yếm khí 4H2 + CO2 đ CH4+ 2H2O 4HCOOH đ CH4 + 3CO2 + 2H2O CH3COOH đ CH4 + CO2 4CH3OH đ3CH4 + CO2 + 2 H2O 4(CH3)3N + 6H2O đ 9CH4 + 3CO2 +4NH3 4CO+2H2O đ CH4 + 3CO2 Phương trình phản ứng hình thức của quá trình phân huỷ yếm khí có thể được thể hiện dưới dạng sau. Chất hữu cơ + H2O + dinh dưỡng + vi sinh vật đ tế bào mới + chất chưa phân huỷ + CO2 + CH4 + NH3 + H2S +Q Sự biến đổi chất rắn hữu cơ còn được thể hiện dưới dạng sau để tạo thành chất hữu cơ mới, CH4, CO2, NH3 như sau: CaHbOcNd nCxHyOyNz + mCH4 + sCO2 + r H2O + (d-nx) NH3 (10) Nếu chất thải hữu cơ được phân huỷ hoàn toàn trong điều kiện yếm khí thì phương trình như sau: [10] IV.4.3. Mô tả quy trình công nghệ xử lý Quy trình quản lý và xử lý rác thải để sản xuất khí sinh học và sản xuất phân hữu cơ được mô tả ở hình 1: Như vậy quy trình công nghệ gồm các quá trình sau: *Khu vực tiếp nhận nguyên liệu (trạm cân, hầm chứa rác). * Dây chuyền phân loại rác. * Phối trộn và lên men sinh học * Hệ thống chứa và xử lý khí sinh học. * Trạm phát điện (máy phát điện và trạm biến áp) * Khu chế biến phân hữu cơ. * Hệ thống đóng gói và ép kiện sản phẩm. 1. Giai đoạn tiếp nhận. Rác thải đô thị sau khi thu gom được vận chuyển thẳng đến nhà máy bằng xe chuyên dụng đưa và trạm cân, sau khi cân xong rác được xe đổ vào phễu nạp liệu, tại phễu nạp liệu các loại rác cồng kênh và quá cỡ được công nhân lái gầu ngoạm ngồi trong buồng kính kín điều khiển gắp ra. Hệ thống cấp rác tự động sẽ đưa rác lên dây chuyền phân loại được điều khiển từ phòng điều khiển trung tâm. Tại hầm tiếp nhận dạng kín có hệ thống thu gom, xử lý khí thải và hệ thống thu gom nước rác. 2. Dây chuyền phân loại. Trước tiên rác được đưa vào