Đề tài Xử lý rác hữu cơ làm phân bón

đặc tình rất khác biệt trong các thành phấn của rác thải sinh hoạt. Thành phần cơ học. Một trong những đặc điểm rõ nhất thấy ở phế thải đô thị ở Việt nam là thành phần các chất hữu cơ có trong đó. Số lưọng này thường chiếm rất cao, khoảng 55ữ 65%. Trong thành phần phế thải đô thị, các cấu tử phi hữu cơ (Kim loai, thuỷ tinh, rác xây dựng…) chiếm khoảng 12ữ 15%. Phần còn lại là những cấu tử khác. Cơ cấu thành phấn cơ học trên đây của phế thải đô thị Việt nam không phải là những tỉ lệ bất biến, mà nó biến động luôn luôn theo các tháng trong năm, và luôn thay đổi theo mức sống của cộng đồng. ở các nước phát triển, do mức sống của người dân cao cho nên tỉ lệ thành phần hữu cơ trong rác thải sinh hoạt thường chỉ chiếm 35ữ 40%. Như vậy so với thế giới rác thải đô thị của Việt nam có tỉ lệ hữu cơ cao hơn rất nhiều. Chính nhớ đặc điểm này, nên nghiên cứu các phương pháp xử lí rác sinh hoạt ở Việt nam bằng công nghệ vi sinh vật để sản xuất phân bón hữu cơ-vi sinh là một hướng đi hết sức đúng đắn và cấp thiết. Thành phần hoá học. Trong các cấu tử hữu cơ của rác thải sinh hoạt, thành phấn hoá học của chúng chủ yếu là C, H, O, N, S và các chất tro. Phụ thuộc vào các cấu tử hữu cơ, hàm lượng các nguyên tố trên dao động trong một khoảng rộng. Kết luận này có thể được minh hoạ qua số liệu ở bảng 1 . Bảng 1. Thành phần hoá học của các cấu tử hữu cơ trong phế thải đô thị. Cấu tử hữu cơ Thành phần, % C H O N S Tro Thực phẩm 48.0 6.4 37.6 2.6 0.4 5.0 Giấy 43.5 6.0 44.0 0.3 0.2 6.0 Carton 44.0 5.9 44.6 0.3 0.2 5.0 Chất dẻo 60.0 7.2 22.8 - - 10.0 Vải 55.0 6.6 31.2 1.6 0.15 - Cao su 78.0 10.0 - 2.0 - 10.0 Da 60.0 8.0 11.6 10.0 0.4 10.0 Gỗ 49.5 6.0 42.7 0.2 0.1 1.5 Qua số liêu ở bảng 1 nhận thấy rằng, nếu phế thải đô thị phân huỷ một cách vô tổ chức thì môi trường, môi sinh và đặc biệt là các nguồn nước sẽ bị ô nhiễm một cách gê gớm. Ngược lại nếu chúng được xử lí, tạo ra nguồn phân hữu cơ thì đây chính là nguồn dinh dưỡng khổng lồ sẽ được trả về cho đất, tạo ra được sự cân bằng vè sinh thái Trong thành phần hữu cơ của rác thải sinh hoạt thì xenluloza và các chất đồng hành chiến tỉ lệ nhiều nhất và quan trọng nhất. I.3. Xenluloza và enzim phân giải xenluloza I.3.1 Xenluloza. I.3.1.1 Cấu trúc và đặc tính. Xenluloza là thành phần chủ yếu của thành tế bào thực vật, chiếm tới 50% tổng số hydratcacbon trên trái đất, trong vách tế bào thực vật, Xenluloza tồn tại trong mối liên kết chặt chẽ với các polisaccarit khác : Hemi- xenluloza, pectin và lignin tạo thành liên kết bền vững. Hàm lượng xenluloza trong các chất khác nhau là khác nhau, trong giấy là 61%, trấu là 31%. Xenluloza là một polime mạch thẳng gồm các anhydroglucoza trong mối liên kết β – 1,4 glucozit. Phân tử anhydroglucoza trong xenluloza có dạng ghế bành, phân tử sau quay 180o so với phân tử trước. Mức độ trùng hợp của xenluloza tự nhiên có thể đạt 10000-14000 đơn vị glucoza trên phân tử, trọng lượng tương ứng là 1,5 triệu dalton với chiều dài phân tử có thể lớn hơn hoặc bằng 5.10-6m. Các chuỗi xenluloza này có đường kình khoảng 3 nm thường có các nhóm –OH tự do, vì vậy các chuỗi xenluloza gần nhau thường kết hợp với nhau tạo thành các vi sợi có đường kính khoảng 10-40 nm, những vi sợi hợp lại với nhau thành bó sợi to và được bao bọc bởi lignin và hemi- xenluloza. Phân tử xenluloza có cấu trúc không đồng nhất thường có 2 vùng xen kẽ. Vùng kết tinh có trật tự cao và bền vững với các tác động bên ngoài. Vùng vô định hình có cấu trúc không chặt chẽ do đó kếm bền vững hơn. Vùng vô định hình có thể hấp thụ nước và trương lên do vậy dễ bị tấn công bởi enzym. Trong khi đó ở vùng kết tinh, mạch liên kết hydro ngăn cản sự trương nở này và trong nhiều dung môi hữu cơ, các dung dịch axit và kiềm loãng cũng không có tác dụng, các enzym chỉ có thể tác dụng lên bề mặt của các sợi. Xenluloza là hợp chất phức tạp và bền vững không tan trong nước và trong nhiều dung môi hữu cơ, các dung dịch kiềm loãng cũng không có tác dụng, chỉ bị thuỷ phân khi đun nóng với axit và kiềm. Liên kết glucozit không bền với axit thành các sản phẩm thuỷ phân không hoà tan, có độ bền kém hơn xenluloza khi thuỷ phân hoàn toàn sẽ thu được sản phẩm cuối cùng là đường hoà tan D-glucoza. Dung dịch kiềm làm trương phồng mạch xenluloza và hoà tan một phần xenluloza phân tử nhỏ. Trong khi đó ở điều kiện bình thường một số vi sinh vật có thể thuỷ phân xenluloza thành đường đơn. I.3.1.2. Sự phân bố. Xenluloza được tổng hợp hàng năm với số lượng lớn, sinh khối thực vật của trái đất là 1,8.1011 tấn, khối lượng xenluloza khổng lồ này ngoài việc chứa trong quần thể thực vật là chủ yếu còn có chứa trong động vật và vi sinh vật nhưng với số lượng rất nhỏ Trong các phế liệu, xenluloza thường có mặt ở dạng sau: phế liệu nông nghiệp: rơm rạ, lá cây, vỏ lạc, vỏ trấu, lõi thân nghô… phế liệu công nghệ thực phẩm: vỏ và xơ quả, bã mía, bã cà phê, bã sắn, khoai… phế liệu trong công nghiệp chế biến gỗ: rễ cây, mùn cưa, gỗ vụn… các chất thải gia đình: rác, giấy loại… I.4. Các phương pháp sinh học xử lý chất thải rắn. I.4.1. Phương pháp chôn lấp. Chôn lấp là phương pháp xử lý lâu đời. ở nhiều nơi, người ta đào một hố sâu để đổ rác xuống và lấp lại. Sau thời gian rác được chuyển hoá thành mùn, nhưng phương pháp này theo Willson và cộng sự có những nhược điểm sau: Đòi hỏi nhiều diện tích đất. Làm giảm thể tích rác ít và thời gian xử lý lâu. Có mùi hôi thối, sinh ra các khí độc như CH4, H2S, NH3 và nước rác rò rỉ làm ô nhiễm môi trường xung quanh và mạch nước ngầm, ảnh hưởng tới sức khoẻ con người, động vật và cây trồng. chịu ảnh hưởng của thời tiết. Tuy nhiên nơi chôn rác phải không có mạch nước ngầm, dưới đáy phải có lớp đệm, rác chôn phải dược làm xẹp bằng cơ giới, rác đã phân huỷ có thẻ dùng làm phân bón. I.4.2.Phương pháp làm phân ủ. Ưu điểm. Rác hay than bùn không bị bỏ đi mà được tái chế thành sản phẩm cung cấp cho nông nghiệp. một nhà máy chế biến phân ủ đặt ở trung tâm giảm chi phí vận hành so với việc chôn lấp. dễ dàng thu gom các nguyên liệu táI chế được: Kim loại, nilon. có thể xử lí được nước thải mùi cóng, phân xí máy với chi phí thấp hơn hà máy xử lí nước thảI hiện đại. các nguyên tắc trong sản xuất phân ủ từ rác thải đô thị và chế phẩm nông nghiệp có thể áp dụng cho xử lí một số rác thải công nghiệp. Phân ủ là một loại mùn vụn có tác dụng giữ nước cao. Ưu diểm lớn nhất là nó giúp cảI tạo đất. Phân ủ có giá trị đặc biệt đối với vùng đất nhiều sét Nhược điểm. Vốn và chi phí vận hành tương đối lớn, diện tích cũng khá lớn. gặp nhiều khó khăn trong tiếp thị sản phẩm. đòi hỏi người vận hành phải được đào tạo với trình độ phù hợp. còn thiếu kinh ngiệm trong vận hành nhà máy hiện đại. các phương pháp ủ rác hiện đại đòi hỏi trình độ kỹ thuật cao, chi phí lớn, nhà máy không được thiết kế tốt có thể gây ra ô nhiễm, gây bệnh bụi phổi cho công nhân trực tiếp sản xuất vấn đề phân loại và tuyển chọn rác thải thải được coi trọng để tránh các mảnh kim loại, thuỷ tinh rơi vào phân. phần phi hữu cơ và phần hữu cơ không phân giải hết phải chôn lấp còn khá lớn Ngày nay trên thế giới có rất nhiều phương pháp làm phân ủ khác nhau: I.4.2.1.Phương pháp ủ rác thành đống, lên men tự nhiên có đảo trộn. Rác được chất thành đống có chiều cao 1.5ữ 2.5 m mỗi tuần đảo trộn 2 lần. Nhiệt độ trong đống ủ là 550C, thời gian khoảng 4 tuần, độ ẩm 50ữ 60%. Sau 3ữ 4 tuần tiếp không đảo trộn. Phương pháp đơn giản nhưng rất mất vệ sinh, gây ô nhiễm nguồn nước và không khí. I.4.2.2.Phương pháp ủ rác thành đống không đảo trộn và có thổi khí. Rác được chất thành đống cao 2ữ 2,5m, phía dưới được lắp một hệ thống phân phối khí, nhờ có quá trình thổi khí cưỡng bức mà các quá trình chuyển hoá được nhanh hơn, nhiệt độ ổn dịnh hơn, ít ô nhiễm I.4.2.3.Phương pháp lên men trong các thiết bị chứa. Rác được cho vào thiết bị chứa có dung tích khác nhau để lên men. Lượng khí và nước thải sinh ra trong quá trình lên men được kiểm soát chặt chẽ. Các vi sinh vật đã được tuyển chọn được đưa vào bổ sung cho hệ vi sinh vật tự nhiên trong rác, nhờ đó mà quá trình xảy ra nhanh và dễ kiểm soát hơn, ít ô nhiễm hơn. I.4.2.4. Phương pháp lên men trong lò quay. Rác thải được gom, phân loại đập nhỏ bằng búa đưa vào và quay nghiêng với độ ẩm 50%. Tron khi quay rác được đảo trộn do vậy không phải thổi khí. Rác sau khi lên men lại được ủ chín thành đống trong vòng 20ữ 30 ngày. I.4.2.5 Phương pháp xử lý rác công nghiệp. Hiện nay có khoảng 50 kiểu ủ rác công nghiệp được triển khai. Đặc điểm chung của kiểu ủ rác là tự động hoá cao do đó rác được tốt, nhưng lại đòi hỏi trình độ khoa học công nghệ cao, chi phí tốn kém chưa phù hợp với trình độ và khả năng tài chính của các nước đang phát triển. I.5. Phương pháp ủ rác thành đống không đảo trộn và có thổi khí. Phương pháp này do viện nghiên cứu nông nghiệp thực nghiệm Belsville của Mỹ thực hiện dựa trên cơ sở của các phương pháp xử lý nước thải. Phương pháp này yêu cầu trình độ công nghệ vừa phải rất thích hơp trong điều kiện nước ta. I.5.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến tiến độ của quá trình ủ. I.5.1.1. Phân loại và ngiền rác. Trong rác thải sinh hoạt, thành phần hữu cơ chiếm một lượng khá lớn 50ữ 60%, thành phần phi hữu cơ bao gồm kim loại, nilon, cao su, thuỷ tinh, vỏ ốc, đất đá… là những hợp chất khó phân huỷ đối với vi sinh vật, làm ảnh hưởng đến quá trình ủ. Do vậy phải loại bỏ những thành phần không sử dụng được trong quá trình ủ là cần thiết . Nghiền rác có tác dụng làm kích thước của rác nhỏ đi, do đó tăng diện tích tiếp xúc với không khí tạo điều kiện cho vi sinh vật xâm nhập và phân huỷ dễ dàng. Ngiền rác là quá trình xử lý sơ bộ xenluloza làm giảm kích thước tiểu phần và làm lỏng lẻo cấu trúc tinh thể đồng thời cắt ngắn chuỗi xenluloza giúp enzym xenlulaza của vi sinh vật hoạt động có hiệu quả hơn. Kích thước của rác nhỏ hơn 5 cm là tốt nhất cho quá trình ủ. I.5.1.2. Độ ẩm. Độ ẩm của đống ủ là yếu tố rất quan trọng ảnh hưởng đến nhiệt độ và thời gian kết thúc của đống ủ. Trong điều kiện bình thường rác đô thị có độ ẩm 40ữ 60% rất thích hợp cho việc ủ phân compost. Độ ẩm cao quá sễ ngăn cản dòng khí thổi vào đống ủ do nguyên liệu qúa ướt, các khe hổng sẽ bị lấp đầy nước làm giảm diện tích tiếp xúc của rác với không khí, các vi sinh vật hiếu khí không phát triển được, qúa trình yếm khí xảy ra sẽ gây mùi khó chịu, đồng thời kéo dài thời gian ủ. Nếu độ ẩm quá thấp sẽ không đủ nước cho các hoạt động trao đổi chất của các vi sinh vật. I.5.1.3. pH. Theo Gotaas, pH ban đầu của nguyên liệu dùng làm phân ủ cần khoảng 5ữ 7. Giai đoạn đầu pH cần khoảng 6, sau 2ữ 4 ngày thường giảm xuống 4,5ữ5 do axit hữu cơ được sinh ra, nhưng trong quá trình ủ khi nhiệt độ tăng cao thì pH tăng lên theo xu hướng hơi kiềm 7.5ữ8.5. I.5.1.4.Độ thông khí. ôxy được cung cung cấp cho bể ủ qua 2 con đường chính: sự khuyếch tán của không khí . thổi khí cưỡng bức I.5.1.4.Tỷ lệ C:N. Đối với quá trình làm phân ủ thì tỷ lệ C:N tối ưu là 30:1. khi lượng C trong rác có ít thì một lượng lớn các khí NxOyvà NH3 sẽ thoát ra không khí . tỷ lệ C/N thích hợp cho vi sinh vật sử dụng thì Nitơ mất đi không đáng kể. Khi lượng nitơ có ít hơn lượng cacbon thì một số vi sinh vật sẽ chết và nitơ chứa trong tế bào của chúng sẽ được tái sử dụng. Ngoài ra còn một số yếu tố ảnh hưởng như: Hoạt động của vi sinh vật, nhiệt độ… I.6. Các giải pháp xử lí rác thải và than bùn làm phân bón hữu cơ vi sinh ở Việt nam . I.6.1. Các giải pháp xử lí rác. Hàng ngày các thành phố lớn của Việt nam thải ra khoảng 9100m3 rác nhưng chỉ thu gom được 40ữ50% Trong khi mức độ đô thị hoá ngày càng cao, mức sống của nhân dân tăng lên thì lượng rác thải ngày càng lớn. ở thành phố Hồ chí minh lượng rác thải hàng năm tăng trung bình khoảng 20% trong khi đó lượng rác ở thành phố lớn trên thế giới tăng 7% Quá trình đô thi hoá nhanh chóng trong khi hệ thống cơ sở hạ tầng chưa phát triển tương ứng sẽ làm tăng thêm các khó khăn. hiện nay về tình hình ô nhiễm không khí, cung cấp nước sạch, xử lí rác thảI . Việt nam là một nước nông nghiệp với 80% dân số sống bằng ngề nông do vậy phế thải nông nghiệp sau thu hoạch là rất lớn và rất thích hợp cho việc làm phân ủ. Tại Hà nội : Năm 1992 đã xây dựng xí nghiệp chế biến rác làm phân bón tại Cầu diễn do UNDP tài trợ theo nguyên lý thổi cưỡng bức quy trình như sau: Thu gom à Phân loai gĩư phần hữu cơ à Vun đống trộn với phân xí máy à ủ thổi khí ủ chín à Sàng à Trộn thêm N,P,K à Đóng gói. Thời gian 2ữ2.5 tháng. Tại thành phố Hồ chí minh Năm 1993 xây dựng quy trình ủ kỵ khí nhờ vi sinh vật tự nhiên: Rác tập kết à ủ thành đống cao 2m, độ ẩm 60ữ70% à Phủ áo bằng than bùn dày 10ữ20 cm à ủ 2ữ 3 tháng à Sàng khô à Vun đống ủ tiếp 2 tuần à Trộn N,P,K à Vo viên(thêm vi lượng) à Sấy à Đóng gói. Thời gian 2,5ữ3,5 tháng. I.6.2. Xử lí than bùn làm phân hữu cơ. Than bùn có các thành phần sau: Chất hữu cơ, tro, axit humic, xenluloza, bitum… nếu bón trực tiếp than bùn, cây trồng sẽ không sử dụng được mà lại còn lam trơ đất. Muốn cây sử dụng được phải qua quá trình ủ nhờ tác dụng của vi sinh vật : Quá trình mùn hoá tốt hơn, nhanh hơn. Nhiệt độ đống ủ nâng cao 50ữ55oc giúp quá trình oxi hoá bitum. Trong quá trình sinh trưởng trong đống ủ vi sinh vật sinh ra chất kích thích sinh trưởng, kích thích cây trồng. Cung cấp thêm vi sinh vật có ích cho đất I.7. Vấn đề xử lí thịt quả cà phê làm phân hữu cơ. Quả cà phê bao gồm hai hợp phần : Hạt và thịt quả, cấu tử hữu cơ chiếm nhiều nhất trong phần thịt quả là xenluloza và lignin. I. 8. 1. Lignin. Là hợp chất hữu cơ cao phân tử, là sản phẩm ngưng tụ của ba loại riệu chủ yếu: Trans-p-cumarilic, trans-conyferilic, trans-cynapilic. Licnin gồm có 3 tiểu phần của phenylpropan liên kết với nhau qua 7 loại cầu nối C-C và C-O-C, và là một trong những polyme khó thuỷ phân nhất trong thành phần của thực vật. Lignin chiếm khoảng 20ữ 30% tổng khối lượng của ligno-xenluloza trong phần lớn các loại gỗ và khoảng 5ữ 15% trong phế thải nông nghiệp. Trong thực vật, Lignin thường tập trung nhiều ở các mô hoá gỗ và có vai trò như chất liên kết các tế bào, do đó mà tăng độ bền cơ học, tăng khả năng chống thấm, ngăn chặn các chất độc các vi sinh vật gây bệnh. Lignin không hoà tan trong nước và các dung môi hữu cơ thông thường. Chúng cũng không bị phá huỷ bởi axít đậm đặc mà chỉ bị thuỷ phân cục bộ bởi kiềm. Lignin rất bền với các tác dụng của các enzim Ba cấu tử xenluloza, hemi- xenluloza và lignin tạo nên ligno- xenluloza. đối với các loại thực vật khác nhau, tỉ lệ giữa 3 cấu tử đó là hoàn toàn khác nhau. Trong phần thịt quả cà phê, hợp phần lignin là khá lớn. mặt khác ta biết rằng sự phân huỷ lignin xẩy ra khó khăn hơn nhiều so với 2 cấu tử kia, vì vậy mà việc xử lí bã cà phê cũng khó khăn hơn so với các rác thải khác. Phần II. Dây chuyền công nghệ và thuyết minh. I. Lựa chọn dây chuyền công nghệ(trang bên). I.1. Phương pháp ủ rác thành đống không đảo trộn và có thổi khí. Phương pháp này do viện nghiên cứu nông nghiệp thực nghiệm Belsville của Mỹ thực hiện dựa trên cơ sở của các phương pháp xử lý nước thải. Phương pháp này yêu cầu trình độ công nghệ vừa phải rất thích hơp trong điều kiện nước ta. I.2. Tính ưu việt của phân ủ (phân hữu cơ) từ rác thải. 1. Làm sạch môi trường, rác không bị coi là phế thải độc hại nữa mà đựoc coi là nguyên liệu có thể tái chế Có tác dụng cải tạo đất, nâng cao độ phì nhiêu, làm cho đất xốp dễ canh tác. cho phép sử dụng tối đa chất dinh dưỡng, nếu bón riêng phân hoá học thì cây sử dụng 20ữ30% số còn lại bị rửa trôi bay vào không khí hay tồn lưu trong đất dưới dạng không hoà tan. Hiện tượng này được khắc phục khi trộn một phần phân hoá học với phân hữu cơ rồi đem bón cho cây. phân hóa học sẽ được sử dụng dần dần và triệt để hơn (70ữ80%) nhiệt độ cao và kéo dài trong đống ủ chất kháng sinh do vi sinh vật hình thành có tác dụng ức chế tối đa vi khuẩn gây bệnh cho người và cây trồng, do đó hạn chế nhiều bệnh cho cây. Không gây ô nhiễm đất, nước và hệ sinh thái Sản phẩm của cây trồng an toàn hơn. Giá thành rẻ, phù hợp với khả năng tài chính của nông dân, sử dụng lại dễ dàng. II. thuyết minh. Công đoạn phân loại. Để có được phân compost có chất lượng cao, giai đoạn này khá quan trọng. Công nhân phải thực hiện công việc kiểm tra rác thải trước khi đưa vào nhà máy và ở khu vực sân nạp liệu, các loại rác thải không phù hợp thì sẽ không có hiệu quả cho quá trình công nghệ và cho chất lượng đống ủ . Công đoạn chọn sơ loại rác thải rất cần thiết để rác có chất lượng cao, phù hợp với quá trình làm phân compost, làm tăng lượng rác thải phân huỷ , cải thiện chất lượng sản phẩm và làm giảm hao mòn cho các thiết bị. Các vật kích cỡ to, vật trơ ở trước cửa băng nhặt(băng chuyền) được loại bỏ ở giai đoạn này. Điều này rất cần thiết để nâng cao hiệu quả của người công nhân chọn nhặt trên băng chuyền. Công đoạn này, người công nhân phải thực hiện công việc loại bỏ những vật sau: + Giấy và cac tông ép thành bột để chở. + Mũ cứng từng loại( ngiền nát, rửa và vô bao, tuỳ ý chọn thêm). + Sản vật đặc biệt được ép (P.E;Tetra Brick). + Ve chai (tách rời trắng, màu và rửa sạch, tuỳ ý chọn thêm). + Sắt ( có thể rửa sạch tuỳ ý chọn thêm). + Nhôm và các kim loại khác; thuỷ tinh, pin… Tất cả những chất liệu hữu cơ được tuyển lựa sau đó được sử dụng làm nguyên liệu ủ. 2.Công đoạn đảo trộn: Công doạn này rất cần thiết trong quá trình tạo thành phân compost, vì nếu không đảm bảo trộn tốt dẫn tới chất lượng ủ kém. Sau khi rác được tuyển chọn và nghiền nhỏ rồi tiếp tục đưa về sân đảo trộn, thành phần cacbon trong rác thường cao vì vậy phải bổ sung thêm phân xí máy để đảm bảo cung cấp thêm thành phần nitơ, đảm bảo tỉ lệ C/N khoảng từ 30-35. Sau đó rác và phân xí máy được đảo trộn đều cùng các phụ gia: Như vi khuẩn hoạt tính ( effective microorganims-EM). Chế phẩm EM5 là một dung dịch gồm 5 loại vi khuẩn có ích sống chung với nhau, tác dụng thúc đẩy lẫn nhau: Vk lăc tic, vk quang hợp, xạ khuẩn, nấm và nấm lên men.. Phân xí máy kết hợp với các phụ gia được tưới phủ đều trên nền rác được san trước đó bằng xe xúc(độ cao rác đã san từ 0,7-1m). Tiếp theo đó là đưa rác đã trộn vào bể ủ trước khi máy ủi xúc đi rửa để còn chuẩn bị cho các nhày làm việc tới 3.Công đoạn ủ. Công đoạn này được kéo dàI khoảng 21-25 ngày trong diều kiện ủ háo khí với nhiệt độ 45-720C . Quá trình ủ nhiệt có tác dụng phân huỷ các chất hữu cơ trong rác thải, tiêu diệt vi khuẩn gây bệnh, khử mùi hôi thối, nhằm đạt các yêu cầu phân bón hữu cơ phục vụ nông nghiệp, ngoài ra còn có tác dụng làm tơi xốp đất trồng trọt. Nhu cầu thổi khí là thông số cơ bản chỉ ra quá trình hoạt động trong bể sục khí. Nhu cầu thổi khí lớn nhất phải xảy ra trong 4 ngày đầu tiên trong quá trình compost hoá. Vào thời điểm cuối của giai đoạn thổi khí ban đầu nhu cầu thổi khí cần phảI ít hơn 20-25% nhu cầu lượng khí tối đa. Vào giai đoạn cuối của quá trình ủ thổi khí cưỡng bức(20-25 ngày) phân compost sẽ được gỡ ra khỏi bể bằng máy xúc bánh lốp. Vào giai đoạn này compost phải khô (độ ẩm 10-15%) và đưa vào giai đoạn ủ chín (để lại 1 phần dùng cho bể sau). + kích thước: Chiều dài: 12,6m Chiều rộng: 6,8m Chiều cao: 3m + Hệ thống rãnh dẫn khí gồm: 6 rãnh dọc theo chiều dài của bể và phân bố cách đều theo chiều rộng của bể. Chiều dài của rãnh: 11m Chiều rộng của rãnh: 0,5m Chiều sâu của rãnh: 0,25 Trên bề mặt của rãnh dẫn gió được đặt các tấm gi bảo vệ. 4.Công đoạn ủ chín: Khi hoạt động của bể ủ compost đã kết thúc sau 10-15 ngày ( để tĩnh trong bể nếu điều kiện cho phép) compost được gỡ ra và đưa vào nhà ủ chín. Những mẻ của các bể khác nhau cần phải để cách biệt trong nhà ủ chín và trở thành đống liên tục đồng nhất, điều này được đòi hỏi để kết luận của việc điều chỉnh chất lượng đống ủ. Trong giai đoạn ủ chín cần thiết phảI đảo compost 1-2 lần nhằm cung cấp oxy cho các hoạt động của vi sinh vật cư trú trong đống ủ. 5.Sàng phân loại: Là quá trình loại bỏ những vật kích cỡ lớn không bị phân huỷ trong giai đoạn làm phân compost và một số bã thảI vô cơ không loại bỏ được trong khâu đầu. 6. Quạt tinh chế: Sau khi được sản phẩm mùn hữu cơ của phân sàng phân loại còn lẫn một số loại chất thải vô cơ nhỏ như: thuỷ tinh, đất đá… thì việc đưa sang khâu quạt tinh chế là sự cần thiết để làm tăng giá trị và chất lượng của phân khi đem bán. 7. Tinh chế: Nhằm thích ứng từng giai đoạn phát triển của cây trồng và từng vùng đất, từ mùn hữu cơ chất lượng cho thêm một số phụ gia cần thiết như:N,P,K, và các vi sinh kích thích sinh trưởng. 8. Khâu đóng bao: Căn cứ vào nhu cầu và sở thích của người tiêu dùng, trong khâu đóng bao phân chia ra chủng loại kích cỡ các loại bao như sau: + Loại bao 1Kg. + Loại bao 2Kg . + Loại bao 10Kg. Mẫu mã các loại bao được tiêu chuẩn hoá, yêu cầu kỹ thuật trong khâu đóng bao: + Cân đúng trọng lượng cuả mùn hữu cơ + Cân chính xác tỉ lệ phụ gia + Xác định độ ẩm của mùn hữu cơ + Chia từng đống nhỏ để phù hợp trong quá trình đảo trộn làm đồng đều: mùn hữu cơ, phụ gia và độ ẩm Trong quá trình chuyển hoá, nước rác sẽ xảy ra, nước này sẽ được thu lại bằng một hệ thống xung quanh khu vực để đưa về một bể đặt tại cuối khu ủ rác, tại đây nước rác sẽ được bơm tưới vào rác ủ để bổ sung độ ẩm. Phần III. tính toán và lựa chọn thiết bị công nghệ Tại bãi tập kết. Xí nghiệp ủ xử lý rác hữu cơ làm phân bón với lưu lượng: 50 tấn/ngày.đêm 2. Sơ loại và loại bỏ tạp vô cơ kích thước lớn (5-10%). Giả thiết loại bỏ 5% tạp vô cơ. . Vậy qua sơ loại ta loại bỏ lượng rác là: 50.5/100 = 2,5 tấn/ngày.đêm Lượng rác thải hữu cơ còn lại là: Q1 = 50. 95/100 = 47,5 tấn/ngày.đêm 3. Sàng phân loại(10x10mm): Để tách bỏ cát,sỏi, xỉ than..(10-13%). Giả thiết loại bỏ 10% tạp chất: Tương ứng với: 47,5.10/100 = 4,75 tấn/này.đêm. .Vậy lượng rác thải hữu cơ còn lại là: Q2 = 47,5.90/100 = 42,75 tấn/ngày.đêm. Băng tải phân loại: Loại tạp không xử lý sinh học được(10-15%). Giả thiết loại bỏ 10% tạp chất: Tương ứng 42,75.10/100 = 4,275tấn/ngày.đêm Lương rác qua băng tải phân loại là: Q3 = 42,75.90/100 = 38,475 tấn/ngày.đêm. Qua thiết bị cắt rác (nghiền). Coi tổn hao không đáng kể nên: Q4 = Q3 = 38,475tấn/ngày.đêm. Vào thiết bị phối trộn đến độ ẩm 65% gồm: Rác thải đã ngiền: 38,475 tấn/ngày.đêm Phân xưởng máy: Ta có rác thải đã ngiền chủ yếu là hàm lượng cacbon Bổ sung phân xí máy(cung cấp nitơ) để đảm bảo tỉ lệ C/N = 30, . Vậy lượng phân xí máy là: cai này230,85/30 = 7,695 tấn/ngày.đêm Rác thải hữu cơ trước khi đưa vào phối trộn có độ ẩm (55-60%) Giả sử trong quá trình kiểm tra độ ẩm ta thấy rác thải hữu cơ có độ ẩm là 58% Muốn đưa rác vào phối trộn đến độ ẩm 65% ta phải thêm một lượng nước sạch là: M2 = M1 . ; với M1 là tổng khối lượng phân xí máy + rác thải hữu cơ: M1 = 7,695 + 230,85 = 211,545 tấn/ngày.đêm Vậy M2 = 211,545. = 35,2575 tấn nước/ngày.đêm Tương ứng với : 35,2575 m3/ngày.đêm Tỷ trọng của rác thải hữu cơ là: 0,8 (800 Kg/m3) Thể tích lượng rác thải trong bể phối trộn là: 211,545.0,8 = 169,236 m3 vậy tổng thể tích là: 169,236 + 35,2575 = 204,5 m3 Bể ủ háo khí : Vi sinh vật loại EM5 với 10% thể tích: ứng với 291,2.10/100 = 29,12 m3 Thể tích làm việc của bể: 204,5 + 29,12 = 233,6 m3. Thể tích xây dựng của bể: 233,6 + 233,6 /10 = 257 m3 Ta thiết kế loại bể nổi hình chữ nhật có: Chiều cao: 3m Chiều dài: 12,6m Chiều rộng: 6,8 m Hệ thống rãnh dẫn khí gồm: 6 rãnh dọc theo chiều dài của bể và phân bố cách đều theo chiều rộng của bể Kích thước: Chiều dài của rãnh: 11m Chiều rộng của rãnh: 0,5m Chiều sâu của rãnh: 0,25m Trên bề mặt của rãnh dẫn gió được đặt các tấm ghi bảo vệ Bảng chọn các thiết bị chuyên dùng trong quá trình sản xuất Tên thiết bị đặc tính kỹ thuật 1. Nhóm băng tải Băng tải nhặt Chiều dài: 26m. Chiều rộng: 1m Bề dày: 0,1m Tốc độ băng nhặt 6m/phút Công suất băng: 60 x 0,1m x 1m x 6m/ph x 0,7 = 25,2m3/h Máy nghiền Công suất động cơ: N = 15KW Băng tải trung gian Chiều dài: 9m Chiều rộng: 0,5m Bề dày: 0,1m Độ nghiêng 150 tốc độ của băng: 14m/ph công suất của băng: 60 x 0,5m x 0,05 x 0,8 x 14 = 16,8m3/h Băng tải phân phối - Chiều dài: 18m Chiều rộng: 0,5m - Bề dày: 0,1m tốc độ của băng nhặt: 18m/ph - Công suất của băng: 60 x 0,5m x 0,05 x 0,8 x 18 = 21,6 m3/h 2. Hệ thống băng tải và quạt gió 3. Hệ thống quạt gió Động cơ + Công suất: N = 5,5 KW + Tốc độ vòng quay: v = 2900v/ph Quạt cao áp + Lưu lượng gió: Q = 2000m3/h + Cột áp (áp suất): P = 380-450mmH2O 4. Hệ thống phân loại .Thùng nạp mùn tự chảy dung tích 0,5m3 .Băng tải cao su: (500x70x3400mm). có vận tốc chuyển động 15-35 m/ph .2 quả lô truyền động kéo dài băng tải .Con lăn điều chỉnh độ căng băng tải ф180, dài: 500mm .Động cơ giảm tốc: N = 1,5KW; n = 1450 v/ph .Quạt gió: Q = 2800m3/h; P = 160 mmH2O Tài liệu tham khảo 1.GS.TS Lê Văn Nhương. Báo cáo tổng kết đề tàI cấp nhà nước.Ngiên cứu và áp dụng công nghệ sinh học trong sản xuất phân bón vi sinh-hữu cơ từ nguồn phế thải hữu cơ rắn. Niên độ 1996-1998. 2. Báo cáo đánh giá tác động môI trường XN chế biến phế thảI đô thị Cầu diễn – Từ liêm – Hà nội. Sở Giao Thông Công