Đang tải... (xem toàn văn)
Cùng với sự phát triển của xã hội thì nhu cầu sinh hoạt của con người ngày càng được đáp ứng, không chỉ về số lượng mà còn phong phú về cả mẫu mã và chất lượng ngày càng cao. Nó cũng đồng nghĩa với lượng rác thải sinh hoạt ngày một nhiều và trở thành vấn đề nhức nhối và bức xúc không chỉ riêng từng vùng, từng quốc gia mà cả trên toàn thế giới. Thực tế đã có những kiện tụng, tranh chấp bãi đổ rác và quan điểm về hàng phế thải giữa các quốc gia trên thế giới. Đứng trước thực trạng về tình hình ô nhiễm rác thải sinh hoạt đang nhức nhối, nước ta cũng đã có nhiều biện pháp xử lý, sử dụng nhiều phương pháp như chôn lấp, đốt rác và sản xuất phân bón hữu cơ từ rác v.v. mỗi phương pháp đều có ưu nhược điểm riêng và chỉ phù hợp với từng đối tượng rác. Thêm nữa các công nghệ xử lý rác từ trước, chủ yếu là công nghệ nhập ngoại, rất đắt tiền và chưa phù hợp với rác thải Việt Nam chưa qua phân loại. Yêu cầu thực tế cần có công nghệ vừa đảm bảo hiệu quả xử lý vừa phù hợp với điều kiện kinh tế trong nước và biến nguồn hữu cơ này thành phân bón phục vụ phát triển nông nghiệp bền vững. Vì vậy, đề tài “Thiết kế nhà máy sản xuất phân vi sinh từ rác thải sinh hoạt, năng suất 10 tấn rácgiờ” có thể xem là một phương án giải quyết việc ô nhiễm môi trường do rác thải gây ra. Đây không phải là một đề tài mới vì đã có nhiều nơi trong cả nước áp dụng phương pháp này, nhưng là một đề tài có tính thực tiễn cao, bên cạnh việc giải quyết vấn đề bức bách là ô nhiễm môi trường đang rất cần ý thức trách nhiệm của người dân và của toàn xã hội, nó còn tạo ra sản phẩm phục vụ cho nông nghiệp sạch. Phân bón vi sinh có ưu điểm là không gây tổn hại cho môi trường, là loại phân bón chứa nhiều VSV có lợi cho môi trường, giúp cây hấp thu chất dinh dưỡng tốt hơn và có tác dụng cải tạo đất rất tốt. Phân vi sinh sẽ thay thế dần cho phân bón hoá học, thích hợp cho phát triển nông nghiệp bền vững.
EBOOKBKMT.COM – TÌM KIẾM TÀI LIỆU MIỄN PHÍ LỜI MỞ ĐẦU Cùng với phát triển xã hội nhu cầu sinh hoạt người ngày đáp ứng, không số lượng mà phong phú mẫu mã chất lượng ngày cao Nó đồng nghĩa với lượng rác thải sinh hoạt ngày nhiều trở thành vấn đề nhức nhối xúc không riêng vùng, quốc gia mà toàn giới Thực tế có kiện tụng, tranh chấp bãi đổ rác quan điểm hàng phế thải quốc gia giới Đứng trước thực trạng tình hình ô nhiễm rác thải sinh hoạt nhức nhối, nước ta có nhiều biện pháp xử lý, sử dụng nhiều phương pháp chôn lấp, đốt rác sản xuất phân bón hữu từ rác v.v phương pháp có ưu nhược điểm riêng phù hợp với đối tượng rác Thêm công nghệ xử lý rác từ trước, chủ yếu công nghệ nhập ngoại, đắt tiền chưa phù hợp với rác thải Việt Nam chưa qua phân loại Yêu cầu thực tế cần có công nghệ vừa đảm bảo hiệu xử lý vừa phù hợp với điều kiện kinh tế nước biến nguồn hữu thành phân bón phục vụ phát triển nông nghiệp bền vững Vì vậy, đề tài “Thiết kế nhà máy sản xuất phân vi sinh từ rác thải sinh hoạt, suất 10 rác/giờ” xem phương án giải việc ô nhiễm môi trường rác thải gây Đây đề tài có nhiều nơi nước áp dụng phương pháp này, đề tài có tính thực tiễn cao, bên cạnh việc giải vấn đề bách ô nhiễm môi trường cần ý thức trách nhiệm người dân toàn xã hội, tạo sản phẩm phục vụ cho nông nghiệp Phân bón vi sinh có ưu điểm không gây tổn hại cho môi trường, loại phân bón chứa nhiều VSV có lợi cho môi trường, giúp hấp thu chất dinh dưỡng tốt có tác dụng cải tạo đất tốt Phân vi sinh thay dần cho phân bón hoá học, thích hợp cho phát triển nông nghiệp bền vững SVTH: Trương Ngọc Oanh Lớp 08SH Trang EBOOKBKMT.COM – TÌM KIẾM TÀI LIỆU MIỄN PHÍ CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan rác thải sinh hoạt 1.1.1 Khái niệm Chất thải rắn (còn gọi rác) chất rắn bị loại trình sống, hoạt động sản xuất người động vật Chất thải rắn phát sinh từ hộ gia đình, khu công cộng, khu thương mại, bệnh viện,… đó, chất thải rắn sinh hoạt chiếm tỉ lệ cao Chất lượng số lượng rác thải quốc gia khu vực quốc gia khác tùy thuộc vào trình độ kinh tế khoa học kỹ thuật Bất kỳ hoạt động sống người, nhà, trường học hay nơi công sở sinh lượng rác đáng kể, có hai loại vô hữu Vì định nghĩa rác thải sinh hoạt thành phần tàn tích vô hữu phục vụ đời sống người, chúng không sử dụng bị trả lại môi trường sống 1.1.2 Tình hình ô nhiễm rác thải 1.1.2.1 Trên giới Trong vài thập kỷ vừa qua, phát triển khoa học kỹ thuật dẫn đến phát triển mạnh mẽ kinh tế, bùng nổ dân số, nhu cầu sinh hoạt ngày cao, theo lượng chất thải người gây nhiều đa dạng thành phần Nạn ô nhiễm môi trường thấy nơi giới, từ Mexico, Nga, Mỹ Trung Quốc, Ấn Độ… Mumbai thành phố đông đúc bẩn thỉu trái đất Mỗi ngày, người dân nơi quẳng hàng rác Chúng ta tìm thấy rác bẩn khắp nơi thành phố Nên nơi gọi “kinh đô” giới rác thải [11] Bắc Kinh có dân số 17,6 triệu người, thải khoảng 18.400 rác ngày 90% rác thải đổ 13 bãi rác đặt rải rác quanh thành phố [12] Ở Anh, lượng rác thải năm 2008 18,1 triệu tấn, đáng ngạc nhiên nhà hoạt động môi trường Anh gọi xứ sở sương mù “hố rác châu Âu” [13] Nếu tính bình quân người ngày đưa vào môi trường 0,5kg chất thải ngày giới tỷ người thải vào môi trường triệu rác năm thải tỷ rác thải SVTH: Trương Ngọc Oanh Lớp 08SH Trang EBOOKBKMT.COM – TÌM KIẾM TÀI LIỆU MIỄN PHÍ - Với lượng rác khổng lồ vậy, việc xử lý chất thải sinh hoạt trở thành ngành công nghiệp thu hút nhiều công ty lớn Tuy nhiên bãi rác tập trung tồn ngày có xu hướng gia tăng Điều nhiều nguyên nhân, từ thiếu vốn đầu tư, thiếu thiết bị đến thiếu kiến thức chuyên môn, không nhận thức đầy đủ tầm quan trọng việc quản lý rác Rác gây ô nhiễm toàn diện đến môi trường đất, nước, không khí.[1] 1.1.2.2 Ở Việt Nam Trong 20 năm qua, Việt Nam đạt bước tiến đáng kể phát triển kinh tế - xã hội Từ năm 2005 đến nay, GDP liên tục tăng, bình quân đạt 7%/năm Cùng với phát triển kinh tế vấn đề môi trường bị ảnh hưởng theo Việt Nam ta với 85 triệu người thải năm 15 triệu rác Trong rác sinh hoạt đô thị nông thôn chiếm khoảng 12,8 triệu tấn; rác công nghiệp khoảng 2,7 triệu tấn; lượng rác thải y tế khoảng 2,1 vạn tấn, lượng rác thải độc hại công nghiệp 13 vạn rác thải nông nghiệp (kể hóa chất khoảng 4,5 vạn tấn)… [1] Tỷ lệ tăng cao tập trung đô thị có xu hướng mở rộng, phát triển mạnh quy mô lẫn dân số khu công nghiệp, đô thị tỉnh Phú Thọ (19.9%), thành phố Phủ Lý (17,3%), Hưng Yên (12,3%), Rach Giá (12,7%), Cao Lãnh (12,5%),…[14] Theo thống kê nước có 91 bãi rác lớn, có 17 bãi hợp vệ sinh, chiếm chưa tới 19% Trong có 49 bãi rác (chiếm gần 54%) gây ô nhiễm nghiêm trọng Các bãi rác chôn lấp không hợp vệ sinh bãi rác lộ thiên gây ô nhiễm nước ngầm nước mặt nước rác không xử lý, chất ô nhiễm không khí, tạo nhiều mùi hôi thối loại trùng, ruồi muỗi, chuột, bọ, gây ảnh hưởng lớn đến người dân đặc biệt người dân sống cạnh bãi rác Nguyên nhân gây tình trạng ô nhiễm rác thải sinh hoạt xuất phát từ thực trạng quản lý môi trường ý thức người dân Để giải vấn đề cách triệt để cần có kết hợp chặt chẽ nhà quản lý, nhà khoa học người dân nhằm tìm giải pháp hợp lý việc giảm thiểu, tái sử dụng quay vòng rác thải đô thị.[1] 1.1.3 Sự hình thành rác thải sinh hoạt Rác thải sinh hoạt tạo hoạt động sống người, chủ yếu từ hộ gia đình, khu dân cư, quan, trường học, trung tâm, dịch vụ, thương mại Các chất thải tạo từ bếp gia đình hay nhà bếp tập thể, loại có chất dể phân huỷ sinh học, trình phân huỷ tạo mùi khó chịu, đặc biệt SVTH: Trương Ngọc Oanh Lớp 08SH Trang EBOOKBKMT.COM – TÌM KIẾM TÀI LIỆU MIỄN PHÍ - - - - điều kiện thời tiết nóng ẩm Ngoài có chất khó phân hủy như: loại bao nilông, giẻ rách, loại bao bì từ cellulose Chất thải từ khu vực thương mại chợ siêu thị Số lượng lớn đa dạng Chất thải từ khu vui chơi, giải trí, nhà trường, khách sạn, nhà máy, xí nghiệp… 1.1.4 Thành phần rác thải rắn Chất thải sinh hoạt loại chất thải phức tạp tạo từ nhiều nguồn khác Thành phần gồm: Rác hữu : 41,98 % Giấy : 5,27 % Nhựa, cao su : 7,19 % Len, vải : 1,75 % Thủy tinh : 1,42 % Đá, đất sét, sành sứ : 6,89 % Xương, vỏ hộp : 1,27 % Kim loại : 0,59 % Tạp chất : 33,67 % Khối lượng riêng chất thải: 800kg/m3 Thành phần chiếm nhiều hợp chất hữu cơ, sử dụng làm nguồn nguyên liệu để sản xuất phân vi sinh.[15] 1.1.5 Vi sinh vật (VSV) có rác thải sinh hoạt Các VSV có rác thải thường xuất từ hai nguồn sau: Có sẵn chất thải từ nguồn sinh nó, có VSV, giun, sán thường có sẵn chất thải từ bắt đầu bỏ chất vào môi trường Đây nguồn VSV nhiều tập trung VSV nhiễm vào chất thải từ không khí, đất, nước trình thu nhận, vận chuyển trình xử lý Hệ sinh thái chất thải hệ sinh thái không bền vững Nó biến động nhanh suốt trình tồn trữ chất thải.[2] 1.2 Các phương pháp xử lý rác thải sinh hoạt 1.2.1 Phương pháp chôn lấp ∗ Nguyên lý: SVTH: Trương Ngọc Oanh Lớp 08SH Trang EBOOKBKMT.COM – TÌM KIẾM TÀI LIỆU MIỄN PHÍ Đây phương pháp chôn lấp rác vào hố đào có tính toán dung lượng, có gia cố cẩn thận để kiểm soát khí thải kiểm soát lượng nước rò rỉ Nguyên lý phương pháp tạo môi trường yếm khí để VSV tham gia phân huỷ thành phần hữu có rác thải, có kiểm soát tượng ô nhiễm nước, đất không khí Ngày phương pháp chôn lấp cải tiến thành chôn lấp tích cực hay chôn lấp kiểu ủ sinh học (landfill bioreactor) Nguyên tắc phương pháp giống chôn lấp Nhưng với chôn lấp kết hợp với ủ sinh học rác ủ hố ủ thiết kế reactor để tránh rò rỉ nước rác bổ sung chế phẩm vi sinh khử mùi hôi trình phân hủy ∗ Ưu điểm: - Chi phí đầu tư Xử lý lượng rác đáng kể ∗ Nhược điểm: - Diện tích tiêu tốn lớn Thời gian phân hủy chậm, kể với phương pháp chôn lấp kiểu ủ có bổ sung chế phẩm sinh học Gây ô nhiễm không khí thoát loại khí CH 4, CO2, H2S, NH3, indol nhiều khí khác gây mùi khác Gây ô nhiễm tầng nước ngầm nước mưa thấm vào bãi rác tạo lượng nước rò rỉ lớn, rửa trôi chất dễ phân hủy 1.2.2 Phương pháp đốt ∗ Nguyên lý: - Rác thải sau thu gom, vận chuyển đốt lò đốt, thu nhiệt để chạy máy phát điện, phần tro đem chôn lấp ∗ Ưu điểm: - Tiêu diệt mầm bệnh, loại bỏ chất độc hại chất thải Hạn chế vấn đề ô nhiễm liên quan đến nước rác Cho phép xử lý nhiều loại rác Tiết kiệm diện tích đất cho chôn lấp ∗ - Nhược điểm: Chi phí vận hành bảo trì thiết bị cao SVTH: Trương Ngọc Oanh Lớp 08SH Trang EBOOKBKMT.COM – TÌM KIẾM TÀI LIỆU MIỄN PHÍ - Gây ô nhiễm môi trường không khí nghiêm trọng, khó kiểm soát lượng khí thải chứa dioxin, gây hiệu ứng nhà kính bệnh đường hô hấp Tốn nhiều nhiên liệu đốt Phương pháp thích hợp với rác thải công nghiệp, rác thải y tế Không thích hợp cho xử lý rác thải sinh hoạt có hàm lượng rác hữu cao Việt Nam 1.2.3 Phương pháp lên men kị khí tạo CH4 ∗ Nguyên lý: Sử dụng chủng VSV phân hủy rác điều kiện kị khí để tạo sản phẩm cuối khí CH4 phục vụ cho trình chạy máy phát điện hay để nấu ăn hộ gia đình ∗ Ưu điểm: - Tận dụng nguồn rác thải để chuyển thành nguồn lượng quý Tiêu diệt kí sinh trùng gây bệnh ∗ Nhược điểm: - Chi phí đầu tư ban đầu lớn, yêu cầu kỹ thuật cao Sản phẩm tạo thành dễ rò rỉ gây ô nhiễm nguồn nước 1.2.4 Phương pháp ủ sinh học sản xuất phân bón hữu ∗ Nguyên lý: Phương pháp ủ chất thải hữu trình phân giải loạt chất hữu có chất thải sinh hoạt, bùn cặn, phân gia súc,… tác dụng tập đoàn VSV địa VSV bổ sung vào Quá trình ủ thực điều kiện hiếu khí kị khí VSV ưa nhiệt để phân hủy rác thải sinh hoạt thành sản phẩm phân bón có chất lượng.[1- tr 106] Công nghệ ủ đống tĩnh thoáng khí cưỡng bức, ủ luống có đảo định kì vừa thổi khí vừa đảo, công nghệ xử lý rác thải bioreactor khắc phục nhược điểm nước rác, mùi chất lượng phân hữu đầu phương pháp trước ∗ Ưu điểm: - Loại trừ 50% lượng rác sinh hoạt bao gồm chất hữu thành phần gây ô nhiễm môi trường đất, nước không khí Sử dụng lại 50% chất hữu có hành phần rác thải để chế biến làm phân bón phục vụ nông nghiệp theo hướng cân sinh thái Hạn chế việc nhập phân hóa học để bảo vệ đất đai SVTH: Trương Ngọc Oanh Lớp 08SH Trang EBOOKBKMT.COM – TÌM KIẾM TÀI LIỆU MIỄN PHÍ - - - - Tiết kiệm đất sử dụng bãi chôn lấp Tăng khả chống ô nhiễm môi trường, cải thiện điều kiện sống cộng đồng Vận hành đơn giản, bảo trì dễ dàng Dễ kiểm soát chất lượng sản phẩm Giá thành tương đối thấp, chấp nhận Phân loại rác thải sử dụng chất tái chế kim loại màu, sắt thép, thủy tinh, nhựa, giấy, bìa,…) phục vụ nông nghiệp ∗ Nhược điểm:[3-tr18] Mức độ tự động công nghệ chưa cao Việc phân loại chất thải phải thực phương pháp thủ công nên dễ gây ảnh hưởng đến sức khỏe người lao động Nạp liệu thủ công, suất Phần pha trộn đóng bao thủ công nên chất lượng không 1.3 Phân vi sinh 1.3.1 Phân vi sinh gì? Phân VSV (gọi tắt phân vi sinh) chế phẩm có chứa nhiều chủng VSV sống, có ích cho trồng tuyển chọn, có sức hoạt lực cao, sử dụng bón vào đất xử lý cho để cải thiện hoạt động VSV đất vùng rễ nhằm tăng cường cung cấp chất dinh dưỡng từ đất cho trồng, cung cấp chất điều hòa sinh trưởng, vitamine cho trình chuyển hóa vật chất, cung cấp chất kháng sinh, góp phần nâng cao suất, phẩm chất nông sản tăng độ màu mỡ đất.[16] 1.3.2 Thành phần phân vi sinh Thành phần phân vi sinh gồm có: VSV tuyển chọn, chất mang VSV lạ VSV tuyển chọn VSV nghiên cứu, đánh giá hoạt tính sinh học hiệu sinh học đất, trồng Chất mang: chất VSV cấy vào để tồn phát triển Chất mang không chứa chất có hại cho VSV, người, động thực vật, môi trường sinh thái chất lượng nông sản VSV lạ Ngoài ra, phân vi sinh chứa chất hữu cung cấp chất dinh dưỡng, chất khoáng, vitamin,…[17] ∗ Các loại phân vi sinh chủ yếu:[18] a Phân vi sinh cố định đạm (N) SVTH: Trương Ngọc Oanh Lớp 08SH Trang EBOOKBKMT.COM – TÌM KIẾM TÀI LIỆU MIỄN PHÍ - - - - Khái niệm: chế phẩm có chứa VSV cố định Nitơ sống đưa vào đất rễ để tăng cường cố định Nitơ khí trời nhằm cung cấp thêm đạm cho trồng Có loại phân VSV cố định đạm (N): + Loại 1: Phân vi sinh cố định đạm cộng sinh với họ đậu Ví dụ: Phân Nitrgin, Rhidafo,…có tác dụng: làm tăng khả xâm nhập VSV vào hệ rễ họ đậu khả cố định N + Loại 2: Phân vi sinh cố định N sống tự Ví dụ: Phân Azotobacterin có tác dụng xử lý hạt giống tăng suất từ 5-10% + Loại 3: Các vi khuẩn Lam cố định đạm b Phân vi sinh phân giải lân Khái niệm: loại phân có chứa chủng VSV có khả phân giải hợp chất hữu có chứa lân (Phospho), phân giải chất lân khó tan thành dễ tan cho trồng có khả hấp thu Tác dụng: + Tăng cường cung cấp lân phân giải cho trồng + Tăng sức hoạt động cho VSV khác đất + Cung cấp chất điều hòa sinh trưởng + Cung cấp kháng sinh phòng chống sâu bệnh c Phân vi sinh phân giải Kali Khái niệm: phân hay chế phẩm có chứa chủng VSV có khả phân giải hợp chất chứa kali thành muối kali dễ tan sử dụng Tác dụng: + Cung cấp chất kali dễ tiêu cho trồng, góp phần tăng suất phẩm chất nông sản + Cung cấp chất điều hòa sinh trưởng chất kháng sinh cho trồng + Phối hợp với loại phân VSV khác để cải thiện tính chất đất d Phân VSV phân giải Cellulose - Khái niệm: loại phân hay chế phẩm có chứa nhiều loại nấm xạ khuẩn có khả phân giải mạnh chất cellulose Tác dụng: + Chế biến phân rác, ủ phân chuồng + Tăng cường trình phân giải xác bã thực vật đất + Cung cấp dưỡng chất dễ tiêu cho trồng, cải thiện độ màu mỡ đất SVTH: Trương Ngọc Oanh Lớp 08SH Trang EBOOKBKMT.COM – TÌM KIẾM TÀI LIỆU MIỄN PHÍ 1.4 Nguyên liệu sản xuất 1.4.1 Chế phẩm EM 1.4.1.1 Khái niệm [19] - EM (Effective Microorganisms) có nghĩa VSV hữu hiệu Chế phẩm Giáo sư Tiến sĩ Teruo Higa - trường Đại học Tổng hợp Ryukyus, Okinawoa, Nhật Bản sáng tạo áp dụng thực tiễn vào đầu năm 1980 Trong chế phẩm có khoảng 80 loài VSV kỵ khí hiếu khí thuộc nhóm : vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn lactic, nấm men, nấm mốc xạ khuẩn 1.4.1.2 Hoạt động VSV có chế phẩm EM Mỗi loại VSV chế phẩm EM có chức hoạt động riêng chúng Các VSV VSV có lợi chung sống môi trường hỗ trợ cho nhau, hiệu hoạt động chế phẩm EM tăng lên gấp nhiều lần Trong chế phẩm EM, loài VSV hoạt động chủ yếu vi khuẩn quang hợp Sản phẩm trình trao đổi vi khuẩn quang hợp lại nguồn dinh dưỡng cho VSV khác vi khuẩn lactic xạ khuẩn Mặt khác vi khuẩn quang hợp sử dụng chất VSV khác sản sinh Hiện tượng gọi tồn hỗ trợ EM sử dụng chất rễ tiết cho tăng trưởng hydratcacbon, axit amin, axit nucleic, vitamin hormon chất dễ hấp thụ cho Vì xanh phát triển vùng đất có EM Chúng ta hiểu EM hóa chất nông nghiệp không sử dụng hóa chất nông nghiệp Ngược lại, EM hỗn hợp chủng VSV phân lập từ hệ sinh thái Nó thực thể sống, không chứa tổ chức kỹ thuật di truyền tạo Nó phép sản xuất nước khác nhau, EM tạo từ nuôi cấy hỗn hợp VSV có tự nhiên Hiện EM sản xuất 20 nước giới EM sử dụng với chức sinh vật hữu hiệu làm thành phân compost, phân hủy chất hữu làm môi trường, kiểm soát sâu hại bệnh tật, tất điều thực nhờ việc đưa EM - tổ hợp VSV có ích vào môi trường trồng Do vậy, sâu hại tác nhân gây bệnh kiểm soát, ngăn ngừa trình tự nhiên tăng khả cạnh tranh đối kháng VSV hữu hiệu EM 1.4.1.3 Hiệu tác dụng chế phẩm EM [20] EM có hiệu khử mùi tốt, có tác dụng khống chế mùi hôi rác thải, nước thải, giảm số thông số vật lý, hóa học để đảm bảo mặt vệ sinh môi trường SVTH: Trương Ngọc Oanh Lớp 08SH Trang EBOOKBKMT.COM – TÌM KIẾM TÀI LIỆU MIỄN PHÍ - - - Do loại chất hữu sử dụng làm compost với EM mà không bị phát sinh mùi hôi thối EM làm phân hủy chất hữu nhanh, hấp thụ vào đất Đó khác biệt với phương pháp bình thường khác muốn phân hủy hữu phải nhiều tháng trời EM tạo khối lượng lớn chất dinh dưỡng từ chất hữu cho trồng EM làm hiệu lực côn trùng sâu hại tác dụng VSV có lợi EM phát triển hệ miễn dịch tiềm tàng trồng vật nuôi, tăng cường sức đề kháng EM có khả biến loại chất thải thành loại có ích, không độc hại, bao gồm chất thải từ nước cống, từ nước thải độc hại công nghiệp EM làm chậm khả trình ăn mòn kim loại, giảm chi phí thay máy móc 1.4.2 Men vi sinh phân hủy rác hữu Men vi sinh loại men tổng hợp dạng bột lỏng sản xuất từ chủng VSV phân giải chất xơ (Tricloderma, Streptomyces), chủng VSV phân giải chất hữu (Bacillus, Candida) chủng VSV kích thích sinh trưởng (Azotobacter) có khả hoạt động mạnh môi trường chứa chất hữu Men vi sinh có tác dụng phân hủy chất hữu cơ, chuyển hóa chúng theo hai hướng sau: Vô hóa: trình chuyển hóa hợp chất hữu thành hợp chất vô dễ tiêu Mùn hóa: trình chuyển hóa hợp chất hữu thành chất vô hữu đơn giản hơn, kết hợp trình tự tiêu tự giải VSV 1.4.2.1 Hệ VSV có men vi sinh a Vi khuẩn Vi khuẩn đóng vai trò trình phân huỷ nguồn phát sinh nhiệt Hầu hết chúng có nhu cầu dinh dưỡng khác sử dụng hệ enzyme để phân huỷ hoá học nhiều loại hợp chất hữu khác Là VSV hay gặp tham gia vào chu trình cacbon, nitơ, hidro, lưu huỳnh…Các chi hay gặp nhất: Pseudomonas, Athrobacter, Alcaligenes, Acetobacter, Bacillus, SVTH: Trương Ngọc Oanh Lớp 08SH Trang 10 EBOOKBKMT.COM – TÌM KIẾM TÀI LIỆU MIỄN PHÍ 8,579 × = 68,632 (m3) Thể tích rác nhà ủ sơ phải chứa rác ngày xử lý Vậy thể tích rác đưa vào ủ sơ ngày là: 68,632 × = 205,896 (m3) Với hệ số chứa đầy 0,75 theo công thức(???), thể tích nhà ủ sơ bộ: V= 205,896 = 274,528 0,75 (m3) Chọn nhà ủ sơ có kích thước sau: + Chiều dài: (m) + Chiều rộng: (m) Như vậy, chiều cao nhà ủ sơ là: 274,528 = 7,626 6× (m) Chọn chiều rộng (m) Vậy nhà ủ sơ có kích thước sau: - Chiều dài: (m) - Chiều rộng: (m) - Chiều cao: (m) 4.3.2 Nhà ủ chín Quá trình ủ chín có chu kỳ ủ 30 ngày, rác ngày ủ sơ đưa vào nhà ủ chín Vậy, số lượng nhà ủ chín cần thiết là: 10 (nhà) Theo bảng 3.3, lượng hỗn hợp đem vào ủ chín 5,147 (t/h) Lượng hỗn hợp đem vào ủ chín ngày là: 5,147 × = 41,176 (tấn) Thể tích hỗn hợp đem vào ủ chín ngày là: 41,176 × 1000 = 51,47 800 (m3) Thể tích rác đem vào ủ chín ngày là; 51,47 × = 154,41 (m3) Với hệ số chứa đầy 0,7 thể tích nhà ủ là: SVTH: Trương Ngọc Oanh Lớp 08SH Trang 49 EBOOKBKMT.COM – TÌM KIẾM TÀI LIỆU MIỄN PHÍ 154,41 = 220,586 0,7 (m3) Chọn nhà ủ chín có kích thước sau: - Chiều dài: (m) - Chiều rộng: (m) Suy chiều cao nhà ủ chín là: 220,586 = 6,127 6×6 (m) Chọn chiều cao (m) Vậy nhà ủ chín có kích thước sau: - Chiều dài: (m) - Chiều rộng: (m) - Chiều cao: 6,5 (m) 4.4 Thiết bị phụ 4.4.1 Thiết bị nhân giống Theo bảng 3.3, lượng men vi sinh cần sử dụng để phân hủy rác 0,103 tấn/h Với khối lượng riêng men 2530 kg/ m3 Suy thể tích men cần sử dụng là: 0,103 ×1000 = 0,044 2350 (m3/h) Vậy, lượng men vi sinh cần sử dụng cho ngày là: 0,044 × = 0,352 (m3) Tiến hành nhân giống cấp sau: - Cấp 1: từ 10 lít đến 50 lít - Cấp 2: từ 50 lít lên 500 lít Thiết bị nhân giống có dạng sau: Thân hình trụ, nắp cầu, đáy hình nón có góc nghiêng 600 có hệ số chứa đầy Gọi D: đường kính thùng nhân giống (m) d: đường kính ống thoát L: chiều cao phần trụ (m), lấy L = 1,5 D l1: chiều cao phần nắp (m), lấy l1 = 0,1D SVTH: Trương Ngọc Oanh l1 D 600 Lớp 08SH chỏm 0,6 L l2 Trang 50 d EBOOKBKMT.COM – TÌM KIẾM TÀI LIỆU MIỄN PHÍ l2: chiều cao phần đáy (m) l2 = D−d tg 60 ta có Thể tích thiết bị tính theo công thức sau: V = Vtrụ + Vnắp + Vđáy Với: Hình 4.13 Sơ đồ cấu tạo thiết bị lên men π × D2 × L π × D × 1,5D 3 πD 4 Vtrụ = = = Vnắp = π l1 3.D 2 + l = π 0,1.D 3D 2 + 0,1 D 0,076 πD = D d D.d π l + + π.tg60 o D − d 3 4 Vđáy = = 24 Vậy, thể tích thiết bị nhân giống là: ( ( ) ) 3 0,076 πD πD π.tg60 o D − d V= + + 24 (m3) 10,732 π D − π tg60o d 24 = 24 (5.3) 4.4.1.1 Thiết bị nhân giống cấp Thể tích thực thiết bị nhân giống cấp là: 0,05 V = 0,6 = 0,084 (m3) Chọn d = 0,1 m Theo công thức 5.3, ta có: 10,732 π.D − 0,0002 V = 24 = 0,084 Suy ra: D = 0,392 (m) L = 1,5D = 0,588 (m) l1 = 0,1D = 0,039 (m) SVTH: Trương Ngọc Oanh Lớp 08SH Trang 51 EBOOKBKMT.COM – TÌM KIẾM TÀI LIỆU MIỄN PHÍ D−d 0,392 − 0,1 tg60o tg60o 2 l2 = = = 0,253 (m) Vậy, chiều cao tổng cộng thiết bị nhân giống cấp1 là: Lthiết bị = L + l1 + l2 = 0,588 + 0,039 + 0,253 = 0,88 (m) 4.4.1.2 Thiết bị nhân giống cấp Thể tích thực thiết bị nhân giống cấp là: 0,5 V = 0,6 = 0,834 (m3) Chọn d = 0,15 m 10,732 π.D − 0,0007 Theo công thức 5.3, ta có: V = 24 = 0,834 (m3) Suy ra: D = 0,841 (m) L = 1,5D = 1,262 (m) l1 = 0,1D = 0,084 (m) D−d 0,841 − 0,15 tg60o tg60o l2 = = = 0,599 (m) Vậy, chiều cao tổng cộng thiết bị nhân giống cấp là: Lthiết bị = L + l1 + l2 = 1,262 + 0,084 + 0,599 = 1,945 (m) Bảng 4.13 Bảng thông số kỹ thuật thiết bị nhân giống cấp I, II Thiết bị nhân giống cấp I Thiết bị nhân giống cấp II Đường kính (m) 0,392 0,841 Chiều cao (m): + Phần trụ + Phần nắp + Phần đáy 0,588 0,039 0,253 1,262 0,084 0,599 Thông số kỹ thuật 4.4.2 Thiết bị chứa men vi sinh sau nhân giống Thiết bị chứa có dạng hình trụ, làm thép không gỉ Hệ số chứa là: 0,85 Sau nhân giống cấp I, II xong men vi sinh chuyển đến thùng chứa trước đưa vào phối trộn SVTH: Trương Ngọc Oanh Lớp 08SH Trang 52 EBOOKBKMT.COM – TÌM KIẾM TÀI LIỆU MIỄN PHÍ Theo bảng 3.3 thể tích giống ngày là: 0,103 (t/h) = 0,824 (t/ ngày) - Thể tích thực thiết bị chứa men vi sinh sau nhân giống cấp I ngày cần là: V= 0,824 × 1000 = 0,413 2350× 0,85 (m3/ngày) Gọi D đường kính thiết bị chứa, H=2D chiều cao thiết bị, bỏ qua phần đáy thiết bị, thể tích thiết bị tính theo công thức π * D2 π * D2 *H * 2D ⇒ V= 1,57D3 V= = (4.1) Ta có V= 1,57D =0,413 Suy D = 0,65 (m), H = 2.D = 2.0,413 = 0,826 (m) 4.4.3 Thiết bị chứa chế phẩm EM Theo bảng (3.3), lượng chế phẩm EM cần dùng là: 20 lit/giờ Lượng chế phẩm EM dùng ngày là: 160 lit/giờ Ta cần tank chứa có cấu tạo hình trụ làm từ thép không gỉ Gọi D đưòng kính thiết bị, H = 2D chiều cao thiết bị, chọn hệ số chứa đầy thiết bị 0,85 bỏ qua phần chóp đáy thiết bị Thể tích thực tế tank để chứa chế phẩm EM ngày cần có là: V= 160 = 0,189 0,85 × 1000 (m3/ngày) Thể tích thiết bị tính theo công thức (4.1): = 1,57 × D3 V 1,57 = 0,189 1,57 = 0,494 (m), Suy D = H = 2D = 2.0,494 = 0,988 (m) Vậy thiết bị chứa EM có kích thước: D = 0,494 (m), H = 0,988 (m) 4.4.4 Băng tải 4.4.4.1 Các công đoạn sử dụng băng tải - Băng tải 1: Vận chuyển rác từ phễu nạp liệu phân loại sơ - Băng tải 2: Vận chuyển rác đưa đến thiết bị băm cắt - Băng tải 3: Vận chuyển rác sau băm cắt đến thiết bị phân loại sức gió - Băng tải 4: Vận chuyển rác đến sàng lồng tách đất đá SVTH: Trương Ngọc Oanh Lớp 08SH Trang 53 EBOOKBKMT.COM – TÌM KIẾM TÀI LIỆU MIỄN PHÍ Băng tải 5: Vận chuyển đất đá đến bãi chứa - Băng tải 6: Vận chuyển rác để phân loại tay đến thiết bị tách tuyển từ tính - Băng tải 7: Vận chuyển vụn đến sàng rung - Băng tải 8: Vận chuyển rác đến thiết bị nghiền - Băng tải 9: Vận chuyển vụn hữu đến thiết bị phối trộn - Băng tải 10: Vận chuyển rác phân loại đến thiết bị phối trộn - Băng tải 11: Vận chuyển mùn sau ủ chín đến thiết bị làm tơi mùn - Băng tải 12: Vận chuyển mùn sau làm tơi đến thiết bị tách mùn thô - Băng tải 12: Vận chuyển mùn sau làm tơi đến thiết bị tách mùn thô - Băng tải 13: Vận chuyển mùn thô sau tách - Băng tải 14: Vận chuyển mùn đến máy trộn N, P, K - Băng tải 15: Vận chuyển phân bột N, P, K đến thiết bị phối trộn - Băng tải 16: Vận chuyển hỗn hợp sau trộn N, P, K đến thiết bị tạo hạt - Băng tải 17: Vận chuyển sản phẩm hạt đến thiết bị sấy - Băng tải 18: Vận chuyển sản phẩm sau sấy đến máy đóng bao 4.4.4.2 Tính toán băng tải Công suất động tính theo công thức sau: - Q*L N = 370 *η , kW ( Công thức thực nghiệm) Với Q: Năng suất băng tải, t/h L: Chiều dài băng tải, m η : Hiệu suất truyền động, chọn η = 0,65 Bề rộng băng tải chọn tuỳ vào công đoạn Với chiều dài tự chọn, sau tính toán ta có bảng sau: Bảng 4.14 Bảng thông số kỹ thuật băng tải SVTH: Trương Ngọc Oanh Lớp 08SH Trang 54 EBOOKBKMT.COM – TÌM KIẾM TÀI LIỆU MIỄN PHÍ Băng tải Băng tải Băng tải Băng tải Băng tải Băng tải Băng tải Băng tải Băng tải Băng tải Băng tải 10 Băng tải 11 Băng tải 12 Băng tải 13 Băng tải 14 Băng tải 15 Băng tải 16 Băng tải 17 Băng tải 18 Năng suất (t/h) 10 8,91 8,554 0,77 7,784 0,679 6,871 0,151 6,712 3,853 3,298 0,132 3,055 0,398 3,436 3,419 2,91 Rộng (mm) 1000 1000 1000 1000 400 1000 400 1000 400 800 600 600 600 600 400 600 600 600 Dài (mm) 7000 3000 3500 3500 4000 5000 2000 3000 3000 7000 3000 3500 1000 4000 6000 4000 4000 4500 Công suất (kW) 0,291 0,113 0,13 0,125 0,013 0,162 0,006 0,086 0,002 0,196 0,048 0,048 5.10-4 0,051 0,01 0,057 0,057 0,055 Ta có tổng số băng tải sử dụng nhà máy: 18 băng tải Tổng công suất 17 băng tải: 1,45 (kW) Hình 4.14 a Băng tải vận chuyển nguyên liệu SVTH: Trương Ngọc Oanh Lớp 08SH Trang 55 EBOOKBKMT.COM – TÌM KIẾM TÀI LIỆU MIỄN PHÍ Hình 4.14b Băng tải vận chuyển sản phẩm 4.4.5 Xe xúc lật - Xe xúc lật dùng để chuyển rác sau phun chế phẩm EM lên phễu cấp liệu :1 xe - Xe xúc lật dùng để chuyển rác từ nhà phối trộn sang nhà ủ: xe - Xe xúc lật dùng để chuyển rác từ nhà ủ sơ sang nhà ủ chín: xe - Xe xúc lật dùng để chuyển mùn từ nhà ủ chín sang xử lý mùn: xe Vậy số lượng xe xúc lật cần thiết xe Chọn xe xúc lật mang mã hiệu LG953 Bảng 4.15 Bảng thông số kỹ thuật của xe xúc lật LG953 [26] Thông số Dung tích gầu (m3) Tải trọng nâng (kg) Kích thước (mm) + Chiều dài + Chiều rộng + Chiều cao Tốc độ di chuyển (km/h) Số lượng (cái) SVTH: Trương Ngọc Oanh Lớp 08SH Xe xúc lật LG953 0,87 5300 5460 1932 2865 25 Trang 56 EBOOKBKMT.COM – TÌM KIẾM TÀI LIỆU MIỄN PHÍ Hình 4.15 Xe xúc lật 4.4.6 Xe vận chuyển thành phẩm Phân thành phẩm sau đóng bao phân xưởng vận chuyển đưa vào kho chứa thành phẩm xe Số lượng: xe Hình 4.16 Xe vận chuyển thành phẩm 4.4.7 Bơm Sử dụng bơm để phun chế phẩm EM vào rác ban đầu phun men vi sinh lên rác hữu tách tuyển Lượng chế phẩm cần phun : 20 lit/giờ (bảng 3.3) Ta chọn bơm B-175N-18/C-43 suất: 24l/h SVTH: Trương Ngọc Oanh Lớp 08SH Trang 57 EBOOKBKMT.COM – TÌM KIẾM TÀI LIỆU MIỄN PHÍ Hình 4.17 Bơm SVTH: Trương Ngọc Oanh Lớp 08SH Trang 58 EBOOKBKMT.COM – TÌM KIẾM TÀI LIỆU MIỄN PHÍ Bảng4.16 Bảng tổng kết thiết bị STT Tên thiết bị Năng suất (t/h) 10 Phễu nạp liệu + Rác + Mùn Thiết bị xé bao làm tơi Thiết bị phân loại sức gió Sàng lồng + Tách chất rắn + Tách tuyển mùn thô Máy tách tuyển từ tính Sàng rung Thiết bị nghiền Thiết bị phối trộn + Phối trộn men vi sinh + Phối trộn N, P, K Thiết bị làm tơi Thiết bị tạo hạt 11 Thiết bị sấy 3,419 12 13 14 Máy đóng bao Nhà ủ sơ Nhà ủ chín Thiết bị nhân giống + Cấp + Cấp Thiết bị chứa men vi sinh Thiết bị chứa chế phẩm EM Xe xúc lật Xe vận chuyển thành phẩm Bơm 2,91 15 16 17 18 19 20 SVTH: Trương Ngọc Oanh Kích thước (mm) Số lượng (cái) Công suất (kW) 10 5,147 6000x1800x3300 1 3000x1550x1660 8,91 1500x1300x1600 8,554 3,298 L=3000; D=800 1 7,77 D=500 2,2 0,679 6,871 1900x1100x1300 900x670x860 1 1,119 11 6,863 3200x990x1350 11 3,453 3,853 3,436 2700x800x1250 1200x785x700 4910x1810x1355 L=12000; D=1500 3000x1100x2300 6000x6000x8000 6000x6000x6500 1 7,5 10 10 L=880; D=392 L=1945; D=841 1 D=650; H=826 D=494; H=988 10-15 7,5 Lớp 08SH Trang 59 EBOOKBKMT.COM – TÌM KIẾM TÀI LIỆU MIỄN PHÍ SVTH: Trương Ngọc Oanh Lớp 08SH Trang 60 EBOOKBKMT.COM – TÌM KIẾM TÀI LIỆU MIỄN PHÍ KẾT LUẬN Quá trình công nghiệp hoá đại hoá đất nước diễn mạnh mẽ Bên cạnh việc nhập công nghệ trang thiết bị tối tân, đại giới việc khuyến khích phát huy tiềm lợi ích việc sử dụng công nghệ nội cần thiết Trong lĩnh vực xử lý ô nhiễm môi trường, nhà máy xử lý rác hoạt động nước hầu hết sản phẩm công nghệ nội Phân vi sinh tạo từ trình dần thay phân bón hoá học phục vụ cho trình phát triển nông nghiệp Thành đạt cho thấy bước tiến khả quan vấn đề xử lý ô nhiễm môi trường nước ta Tuy vậy, khó khăn, thách thức mà vấn đề ô nhiễm môi trường sống, ô nhiễm nguồn nước, nghèo đói, bệnh tật…chúng ta đối mặt cần phải chung sức chung lòng, có ý thức bảo vệ Với đề tài giao là: “Thiết kế nhà máy sản xuất phân vi sinh từ rác thải sinh hoạt” tổng hợp vận dụng kiến thức tích luỹ năm ngồi ghế nhà trường, phần hiểu tầm quan trọng rác thải vấn đề xử lí kết hợp với sản xuất phân bón “sạch” Qua thời gian làm đồ án có thêm kiến thức xây dựng nhà máy công nghiệp, cấu tạo, vận hành thiết bị công nghệ mới, xử lý cố, quy hoạch, bố trí… song lý thuyết chưa kiểm nghiệm thực tế cộng thêm chưa có kinh nghiệm thực tế nên không tránh khỏi sai sót Mong nhận đóng góp ý kiến thầy cô bạn để đồ án hoàn thiện Đà Nẵng, ngày 07 tháng 12 năm 2012 Sinh viên thực Trương Ngọc Oanh SVTH: Trương Ngọc Oanh Lớp 08SH Trang 61 EBOOKBKMT.COM – TÌM KIẾM TÀI LIỆU MIỄN PHÍ TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu Tiếng Việt Đoàn Thị Hoài Nam, Giáo trình Công nghệ sinh học môi trường, Đại học Bách khoa Đà Nẵng Nguyễn Đức Lượng - Nguyễn Thị Thuỳ Dương (2003), Công nghệ sinh học môi trường - Tập Xử lý chất thải hữu cơ, NXB Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh, trang 36 GS.TS Trần Hiếu Nhuệ, TS Ứng Quốc Dũng, TS Nguyễn Thị Kim Thái, Quản lý chất thải rắn, tập 1: Chất thải rắn đô thị, NXB Xây Dựng, trang 18 PGS.TSKH Nguyễn Xuân Nguyên, KS Trần Quang Huy, Công nghệ xử lý rác thải chất thải rắn, NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 2004, tr 87 PGS.TS Nguyễn Xuân Thành (chủ biên), TS Nguyễn Bá Hiên, TS Hoàn Hải – Vũ Thị Hoan, Giáo trình vi sinh vật học công nghiệp, NXB Giáo Dục GS TS Nguyễn Bin (2000), Tính toán trình thiết bị công nghệ hoá chất thực phẩm, Tập 2, Nhà Xuất Bản Khoa Học Và Kỹ Thuật Hà Nội Nguyễn Như Thung, Lê Nguyên Đương, Phan Lê, Nguyễn Văn Khỏ (1987), Máy thiết bị chế biến thức ăn chăn nuôi, NXB Khoa Học Kỹ Thuật, Hà Nội TS.Nguyễn Như Nam - TS.Trần Thị Thanh (2000), Máy gia công học nông sản thực phẩm, NXB Giáo dục PTS Trần Xoa, PTS Nguyễn Trọng Khuông, Kỹ sư Hồ Lê Viên (1992), Sổ tay trình thiết bị công nghệ hoá chất - Tập 2, NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội 10 PGS TSKH Lê Văn Hoàng (2004), Các trình thiết bị công nghệ sinh học công nghiệp, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội, trang 80 Tài liệu Internet 11 http://vneconomy.vn/20110212123320203P0C99/nhung-thanh-pho-sieu-bantren-the-gioi.htm 12 http://www.tin247.com/bac_kinh_phun_%E2%80%9Cnuoc_hoa %E2%80%9D_dap_mui_rac_thai-2-21582062.html 13 http://www.sggp.org.vn/hosotulieu/2008/8/160983/ 14 http://www.canhsatmoitruong.gov.vn/default.aspx? tabid=439&ID=5880&CateID=506 15 http://www.urenco.com.vn/default.asp? tab=detailnews&zone=144&id=144&tin=132 SVTH: Trương Ngọc Oanh Lớp 08SH Trang 62 EBOOKBKMT.COM – TÌM KIẾM TÀI LIỆU MIỄN PHÍ 16 http://bannhanong.vietnetnam.net/home.php?cat_id=23&id=41&kh= 17 http://www.wattpad.com/106076-c%C3%A2u-21-ph%C3%A2n-vi-sinh-kh %C3%A1i-ni%E1%BB%87m-%C4%91%E1%BA%B7c-tr%C6%B0ng-l %C6%B0u-%C3%BD-s%E1%BB%AD 18 http://bannhanong.vietnetnam.net/home.php?cat_id=23&id=41&kh= 19 http://vi.wikipedia.org/wiki/Ch%E1%BA%BF_ph%E1%BA%A9m_EM 20 http://www.busta.vn/index.php?option=com_content&view=article&id=160:chphm-sinh-hc-em&catid=53:khoahockythuat&Itemid=80 21 http://pcijsc.com/product/view/id/157/Ph%E1%BB%85u_n%E1%BA%A1p_li %E1%BB%87u_HPD1200.html 22 http://www.vatgia.com/raovat/8104/3437488/may-sang-rung-ban-may-sangrung.html 23 http://www.xscrusher.vn/1c-hammer-crusher.html 24 http://www.sowergroup.com/mixer/mixing-equipments-for-powder material/745.html 25 http://www.saovietscales.com.vn/vi/productdetail.aspx?id=409 26 http://www.xemaycongtrinh.com.vn/website/product.aspx? product_id=1401&caryear=-&business_id=22 SVTH: Trương Ngọc Oanh Lớp 08SH Trang 63 ... Công đoạn phân loại sơ rác thải sinh hoạt a Phân loại sơ băng chuyền Khối lượng rác thải sinh hoạt hao hụt công đoạn phân loại: 10 10 × =1 100 (t/h) Năng suất công đoạn phân loại sơ bộ: 10 – = (t/h)... đầu Năng suất ban đầu: 10 rác/ giờ Nguyên liệu: Rác thải sinh hoạt Chế phẩm EM hỗn hợp men vi sinh phân hủy: + Lượng EM sử dụng 2lit/1 rác thải + Men vi sinh thêm vào 1,5% so với tổng lượng rác thải. .. chất thải: 800kg/m3 Thành phần chiếm nhiều hợp chất hữu cơ, sử dụng làm nguồn nguyên liệu để sản xuất phân vi sinh. [15] 1.1.5 Vi sinh vật (VSV) có rác thải sinh hoạt Các VSV có rác thải thường xuất