BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠNG NGHỆ HĨA oOo TIỂU LUẬN MÔN : Quản lý chất thải rắn chất thải nguy hại ĐỀ TÀI: Sản xuất phân hữu từ chất thải rắn GVHD: Nguyễn Đức Hải NHÓM THỰC HIỆN: Phan Đình Khải Phạm Văn Tuấn Phạm Văn Lĩnh Lớp CNKT Môi trường 1-K11 Hà Nội 9/2019 MỤC LỤC Lời mở đầu .1 Phần TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI RẮN .2 1.1 Định nghĩa chất thải rắn 1.2 Nguồn gốc, thành phần tính chất chất thải rắn .2 1.2.1 Nguồn gốc .2 1.2.2 Thành phần tính chất 1.3 Hiện trạng phát thải chất thải rắn Việt Nam .3 1.4 Các phương pháp xử lý chất thải rắn Phần SẢN XUẤT PHÂN HỮU CƠ (COMPOST) TỪ CHẤT THẢI RẮN 2.1 Khái niệm .5 2.2 Đặc điểm phương pháp 2.3 Quy trình sản xuất phân hữu (compost) từ chất thải rắn 2.4 Các phản ứng sinh hóa xảy trình ủ 2.4.1 Phản ứng sinh hóa 2.4.2 Phản ứng sinh học .10 2.5 Những yếu tố ảnh hưởng tới trình làm phân hữu 11 2.5.1 Nhiệt độ .11 2.5.2 Tỷ lệ C/N .11 2.5.3 Độ ẩm 12 2.5.4 Vi Sinh vật 12 2.5.5 pH 13 2.5.6 Oxy 13 2.5.7 Kích thức hạt .13 2.5.8 Độ xốp 14 2.6 Chất lượng compost 14 2.7 Tính cấp thiết compost 14 2.8 Lợi ích hạn chế việc sản xuất phân hưu từ CTR 15 2.8.1 Lợi ích 15 2.8.2 Hạn Chế .15 2.9 Một số phương pháp ủ compost giới 16 2.9.1 Phương pháp ủ theo luống có đảo trộn thổi khí ( window composting ) .16 2.9.2 Phương pháp ủ dạng đống tĩnh có thổi khí máy cấp khí 17 2.9.3 Phương pháp ủ thùng kín 17 2.10 Vai trò biện pháp tăng cường sinh học việc sản xuất phân hữu vi sinh 18 2.10.1 Định nghĩa 18 2.10.2 Mục đích 18 Phần KẾT LUẬN .19 Tài liệu tham khảo .20 DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Sơ đồ cơng nghệ trình làm phân hữu Hình 2.2 Đồ thị biến thiên nhiệt độ pha 10 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Thành phần CTR quốc gia có thu nhập thấp, thu nhập trung bình cao Bảng 1.2 Thành phần chất thải rắn thu ngày bãi rác Nam Sơn ( Hà Nội) DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT CTR : Chất thải rắn BCL: Bãi chôn lấp VSV: Vi sinh vật Lời mở đầu Hiện nay, việc thu gom, vận chuyển xử lý chất thải rắn (CTR) vấn đề mang tính cấp bách nan giải đói với nhiều địa phương nước CTR vấn đề liên quan khơng điểm nóng họp, hội thảo cấp lãnh đạo đề “cơm bữa” tầng lớp xã hội Cùng với gia tăng dân số phát triển khoa học kỹ thuật, mức sống người dân ngày nâng cao khối lượng chất thải rắn phát sing ngày nhiều Lượng CTR không xử lý dẫn đến hàng loạt hậu môi tường lường trước Cho đến nay, bãi chôn lấp (BCL) phương pháp chủ yếu để xử lý CTR Nhưng BCL bộc lộ nhiều nhược điểm nguồn gây ô nhiễm nghiêm trọng đến ba môi trường đất, nước, khơng khí, lãng phí nguồn ngun liệu có khả tái sinh tái sử dụng Mặt khác BCL đầy phải tìm địa điểm khác để xây dựng BCL giá đất ngày tăng khan Như nguồn gây ô nhiễm từ bãi rác cũ chưa giải xong lại phát sinh nguồn nhiễm Hơn nưa, BCL cũ không tiếp tục chiếm diện tích lớn phải bỏ hoang hàng chụ năm CTR phân hủy hết mà điểm nhiễm lâu dài tốn cơng tác quan trắc Bên cạnh thị trường tiêu thụ phân bón nước có nhiều hứa hẹn, theo Bộ Nông Nghiệp Và Phát Triển Nông Thôn nhu cầu sử dụng phân bón cho nghành nơng nghiệp Việt Nam vào khoảng 5,2 triệu hàng năm Các loại phân bón tiêu thụ thị trường Việt Nam chủ yếu phân hóa học Phân hóa học sản xuất phần lớn từ dầu hỏa, giá dầu hỏa khơng ổn định ảnh hưởng đến sản xuất nơng nghiệp Trong đó, ngun liệu để sản xuất phân hữu từ rác thải không bị biến động mặt giá thị trường giú người dân yên tâm việc đầu tư lâu dài vào ngành nông nghiệp, đặt biệt Việt Nam nước khoảng 80% dân số tham gia nông nghiệp Trên giới hay Việt Nam nay, phân hữu sản xuất với công nghệ ổn định, sử dụng nhiều phương pháp khác Một điểm khác việc áp dụng tăng cường sinh học, tức chô thêm số chế phẩm sinh học chứa số vi sinh vật chuyên biệt vào khối ủ nhằm tăng tốc độ hiệu sinh học Hiệu thực tiến biệ pháp tăng cường sinh học chế biến phân hữu vấn đề cần làm rõ Phần TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI RẮN 1.1 Định nghĩa chất thải rắn Chất thải rắn hiểu tất chất thải phát sinh hoạt động người động vât tồn dạng rắn thải bỏ khơng hữu dụng hay không muốn dùng 1.2 Nguồn gốc, thành phần tính chất chất thải rắn 1.2.1 Nguồn gốc Các nguồn chủ yếu phát sinh CTR bao gồm : Rác sinh hoạt từ hộ dân cư, khách vãng lai, du lịch,… gồm rác thực phẩm, giấy, carton, nhựa, vải, gỗ, thủy tinh, lon, đồ hộp, tro chất thải độc hại Chất thải thực phẩm bao gồm loại thức ăn thừa, rau, quả,… loại chất thải mang chất dễ phân hủy sinh học Quá trình phân hủy tạo mùi khó chịu, đặc biệt điều kiện thời tiết nóng ẩm Rác từ chợ, khu thương mại, tụ điểm buôn bán, hà hàng, khách sạn,…gồm giấy, carton, nhựa, gỗ, thủy tinh… Rác từ quan, trường học, công sở …gồm giấy, carton, nhựa, vải, thực phẩm thừa… Rác từ cồng trình xây dựng cải tạo nâng cấp gồm gỗ vụn, sắt thép, đất, cát… Rác từ hoạt động khu công cộng, vui chơi giải trí, khu văn hóa gồm giấy, túi nhựa, cây… Rác từ nhà máy xử lý nước thải đường ống thoát nước thành phố 1.2.2 Thành phần tính chất Thành phần lý học, hóa học CTR khác tùy thuộc vào địa phương, vào điều kiện thời tiết, khí hậu, điều kiện kinh tế nhiều yếu tố khác Bảng 1.1 Thành phần CTR quốc gia có thu nhập thấp, thu nhập trung bình cao Thành phần Khối lượng chất thải (Kg/ngày) Khối lượng riêng (Kg/m3) Độ ẩm (%) Thành phần (% khối lượng) Giấy Thủy tinh, gốm Kim loại Nhựa Da, cao su Gốm, rơm rạ Hàng dệt Rau thực phẩm Hỗn hợp khác 0,4-0,6 250-500 40-80 Quốc gia có thu nhập trung bình 0,5-0,9 170-330 40-60 1-10 1-10 1-5 1-5 1-5 1-5 1-5 40-80 1-40 15-40 1-10 1-5 2-6 2-10 20-65 1-30 Quốc gia có thu nhập thấp Quốc gia có thu nhập cao 0,7-1,8 100-170 20-30 15-40 4-10 3-13 2-10 2-10 20-50 1-20 1.3 Hiện trạng phát thải chất thải rắn Việt Nam Sức ép môi trường nước ta đến từ hoạt động dân sinh hoạt động sản xuất như: Trồng trọt, chăn nuôi, nuôi trồng chế biến thủy sản, chế biến nông sản thực phẩm Các hoạt động sản xuất nông thơn phần lớn quy mơ hộ gia đình, gần khu dân cư; hình thức sản xuất nhỏ lẻ, cơng nghệ lạc hậu, chưa đầu tư cho hoạt động bảo vệ môi trường (BVMT) Ðáng ý, CTR khu vực có khác biệt đáng kể thành phần mức độ gây ô nhiễm, tùy theo nguồn phát sinh phân loại theo ba nhóm CTR sinh hoạt, CTR nông nghiệp CTR làng nghề Cụ thể, chất thải rắn từ nguồn sinh hoạt có đặc trưng thành phần hữu cơ, dễ phân hủy, chiếm tỷ lệ cao, dao động từ 65% đến 70% tổng lượng rác thải Lượng rác thải cho vào túi nilon vứt ngồi gây khó khăn cho việc xử lý lãng phí tài nguyên nên việc phân loại tận dụng rác hữu làm phân bón giải pháp nhằm khắc phục tình trạng Lượng rác thải sinh hoạt khu vực Hà nội thải ngày chiếm tỷ cao so với tỉnh thành phố khác Rác thải ln vấn đề nức nối tốn khó giải đáp Hà Nội Theo số thống kê, lượng rác Hà Nội ngày chuyển lên Khu liên hợp xử lý chất thải Nam Sơn ln mức 4.000 tấn, có thời điểm lên tới 6.000 Lượng rác thải Hà Nội tập trung đủ loại từ rác thải sinh hoạt, rác thải xây dựng Điều đáng nói, lượng rác nhiều với cách xử lý thủ công (chôn lấp) gây tình trạng nhiễm mơi trường nặng nề, ảnh hưởng đến khu vực dân cư xung quanh bãi rác Tại Khu liên hiệp xử lý chất thải Nam Sơn có nhà máy đốt rác Nedo xây dựng theo công nghệ Nhật Bản, nhiên công suất đốt rác đạt 75 ngày/đêm Điều đồng nghĩa với việc xử lý hết số lượng rác thải lên đến hàng nghìn ngày Được biết, quy trình xử lý rác biện pháp truyền thống chơn lấp Trong đó, 95% rác thải chôn lấp bãi chứa thải Thực tế cho thấy, phương pháp đơn giản đỡ tốn hao tốn tài nguyên đất kéo theo hệ lụy ô nhiễm môi trường không khí lẫn nguồn nước Bảng 1.2 Thành phần chất thải rắn thu ngày bãi rác Nam Sơn ( Hà Nội) Loại chất thải rắn Rác hữu Giấy Vải Kim loại Nhựa Một số chất thải khác Số liệu(%) 53,81 6,53 5,82 0,83 13,57 19,4 Dựa vào số liệu trên, ta thấy nguồn rác thải hữu chiếm nửa tổng số lượng chất thải rắn sinh hoạt ( 53,81%) việc xả thải chất thải rắn hữu môi trường không làm môi trường ô nhiễm cách trầm trọng hơn, lãng phí tài nguyên sắn có – tài nguyên rác , tạo nhiều lợi ích ta mơi trường sống Vì mà cần đưa giải phấp tối ưu hóa để tránh ô nhiễm môi trường, tăng lợi nhuận kinh tế, tận dụng nguồn rác thải hữu sinh hoạt dể tái sản xuất compost tạo thành nhiệt để làm bay nước nguyên liệu, dạng tạo thành lượng sử dụng trược tiếp 2.3 Quy trình sản xuất phân hữu (compost) từ chất thải rắn Phát sinh khí H2S, CH4, NH3, CO2 Bổ sung N, P, K Phân loại rác Trộn với thành phần bổ sung Đổ rác vào hệ thống ủ Phát sinh khí H2S, CH4, NH3, CO2 Đảo trộn rác Phát sinh khí CH4, CO2 Kiểm sốt nhiệt độ Kiểm soát độ ẩm Thời hian 30 ngày , kiểm sốt độ ẩm nhiệt độ, cấp khí Ủ chín Sàng lọc compost Phát sinh tiếng ồn, bụi Đóng bao Phát sinh tiếng ồn, bụi Hình 2.1 Sơ đồ cơng nghệ q trình làm phân hữu Bước 1: phân loại rác Chất lượng phân compost phụ thuộc vào chất lượng rác ban đầu Vì khâu phân loại rác giữ vai trò quan trọng Bước 2: Trộn rác với thành phần bổ sung Tỷ lệ Carbon Nitrogen quan trọng cho trình phân hủy rác Cả C N thức ăn cho vi sinh vật phân hủy thành phân hữu Trong Carbon quan trọng cho tăng trưởng tế bào, Nitrogen nguồn dưỡng chất Nguyên liệu ban đầu có tỷ lệ C/N từ 25:1 đến 40:1 để giúp trình phân hủy nhanh hiệu Độ dao động C/N rác gia đình cao làm phân compost Bước 3: Đổ rác vào hệ thống ủ (ủ theo luống) Thành phần rác hữu dễ phân hủy rải đổ bề mặt luống ủ với chiều dày lớp khoảng 50cm cung cấp chế phẩm EM lên bề mặt rác luống ủ Trong vài ngày nhiệt độ tăng lên đến 60 oC, điều giúp cho sản phẩm phân compost khơng mầm bệnh cỏ dại Quá trình compost diễn 30 ngày sau đưa qua bể ủ chin ngày Trong suốt trình ủ cần phải theo dõi nhiệt độ cách thường xuyên Bước 4: Đảo trộn rác Một khâu quan trọng trình compost phải đảm bảo cung cấp đầy đủ khơng khí Trọng vài ngày đầu lượng sinh vật hiếu khí tăng trưởng nhanh nên cần nhiều oxy Việc thiếu oxy làm tăng trưởng vi sinh vật kỵ khí làm xuất mùi hơi, đồng thời làm chậm q trình compost Vì phải lưu ý để ln đảm bảo lượng khơng khí cung cấp đầy đủ Bước 5: Kiểm soát nhiệt độ Hoạt động vi sinh vật hiệu khoảng nhiệt độ 65-70 oC Vì cần trì nhiệt độ ngày, sau tuần thứ nhiệt độ giảm trình compost chậm lại Quá trình chuyển qua giai đoạn thực vật với nhiệt độ từ 45 – 50oC vi sinh vật khác giữ vai trò chuyển hóa rác trở thành compost Bước : Kiểm soát độ ẩm Phải đảm bảo độ ẩm bể từ 40 – 60 % Bước : Ủ chín Sau 30 ngày, rác bể ngã màu màu đất nhiệt độ xuống 50oC Điều cho biết đến trình chin Cần them tuần để đảm bảo compost chin hoàn toàn Bước : Sàng lọc compost Compost chin có kích thước thơ, phụ thuộc vào vật liệu ban đầu số lần đảo trộn, nhiều trường hợp compost cần sang, kích thước sang tùy thuộc vào yêu cầu thị trường địa phương thông thường khoảng 10 mm Bước 9: Chứa đóng bao Sau sang lọc kích thước yêu cầu phân compost, bổ sung them NPK khống chất đóng bao bán thị trường 2.4 Các phản ứng sinh hóa xảy q trình ủ 2.4.1 Phản ứng sinh hóa Các chất thải hữu thích hợp cho việc ủ phân compost có thành phần thay đổi lớn Các chất thải đô thị bùn lắng rác thải thị thường có thành phần khơng đồng Trong chất thải từ nhà máy chế biến thành phần đồng Quá trình phân huỷ chất thải hữu diễn phức tạp theo nhiều giai đoạn sản phẩm trung gian Ví dụ q trình phân huỷ protein bao gồm bước : Protein => peptides => amino axit => hợp chất amonium => nguyên sinh chất vi khuẩn N NH3 Đối với hydratcarbon , trình phân huỷ xảy theo bước sau : Hydratcarbon => đường đơn => axit hữu => CO2 nguyên sinh chất vi khuẩn Chính xác chuyển hố hố sinh xảy trình compost chưa nghiên cứu chi tiết Quá trình phân huỷ chất thải hữu ủ compost diễn phức tạp, phân biệt dựa vào pha sau : Pha thích nghi ( Latent phase ) : thời gian cần thiết để VSV làm quen định cư môi trường Pha tăng trưởng ( Growth phase ) : thể gia tăng sinh học làm cho nhiệt độ đống ủ tăng lên đến ngưỡng mesophilic Pha ưa nhiệt ( Thermophilic phase ) : giai đoạn nhiệt độ tăng cao Trong pha này, chất thải ổn định mầm bệnh bị tiêu diệt có hiệu Có thể biểu diễn phản ứng sinh hóa xảy phương trình sau: CHONS + O2 VSV hiếu khí => CO2 + NH3 + SP khác + lượng CHONS + O2 VSV kỵ khí => CO2 + NH3 + H2S + NH4 + SP khác + lượng Pha trưởng thành ( Maturation phase ) : nhiệt độ giảm xuống mersophilic sau nhiệt độ mơi trường Q trình lên men thứ cấp diễn chậm thích hợp cho biến đổi vài chất phức tạp thành chất keo sau thành chất mùn Q trình Nitrat hoá với amoni sản phẩm trung gian bị oxy hoá sinh học tạo thành Nitrit ( NO 2-, sau Nitrat ( NO3- ) Phương trình xảy sau : Kết hợp trình trên, q trình nitrat hóa xảy theo phản ứng sau: NH4 + 2O2 => NO3- + 2H+ + H2O ( ) Vì NH4 tổng hợp mơ tế bào , phản ứng đặc trưng cho trình tổng hợp mô tế bào sau : NH4+ + 4CO2 + HCO3- + H2O => C5H7O2N + 5O2 ( ) Kết hợp ( ) ( ) ta có : 22 NH4+ + 37O2 + 4CO2 + HCO3- → 21NO3- + C5H7O2N + 20H2O + 42H+ Thời gian Hình 2.2 Đồ thị biến thiên nhiệt độ pha 2.4.2 Phản ứng sinh học Ủ compost trình sinh học mà chất hữu có CTR sinh hoạt biến đổi thành chất mùn ổn định hoạt động tổ chức sống điều kiện tự nhiên diện chất thải Các tổ chức gồm loại VSV vi khuẩn , nấm , động vật nguyên sinh ( protozoa ) Chất thải hữu phân huỷ sinh vật tiêu thụ bậc vi khuẩn , nấm Sự ổn định chất thải phản ứng vi khuẩn thực Trong thời gian đầu , vi khuẩn thích hợp với điều kiện mesophilic xuất trước , nhiệt độ tăng vi khuẩn thermophilic xuất chiếm hầu hết vị trí khối ủ Thermophilic nấm thường tăng trưởng từ - 10 ngày sau ủ Nếu nhiệt độ cao 65 - 70°C nấm hầu hết vi khuẩn bị ức chế dạng bào tử phát triển Trong giai đoạn cuối , nhiệt độ giảm nhóm vi khuẩn Actinomycetes trở nên chiếm ưu làm cho bề mặt đống ủ xuất trắng nâu Các loại vi khuẩn thermophilic , hầu hết lồi Bacillus đóng vai trò quan trọng việc phân huỷ protein hợp chất hydratcarbon Mặc dù hoạt động bên lớp đống ủ hoạt động vào giai đoạn cuối nhóm Actinomycetes đóng vai trò quan trọng việc phân huỷ cellulose , lignin chất bền vững khác Sau giai đoạn tiêu thụ bậc hay sơ cấp thực thực xong, chất thức ăn 10 cho sinh vật tiêu thụ thứ cấp cánh cứng , giun tròn , động vật nguyên sinh , phiêu sinh 2.5 Những yếu tố ảnh hưởng tới trình làm phân hữu Hiệu trình ủ phân compost phụ thuộc vào nhóm tổ chức cư ngụ làm ổn định trình ủ khơng đạt kết mong muốn mà ngun nhân cân thành phần hoá học điều kiện lý học trình ủ Chính , cần ý đến yếu tố ảnh hưởng đến trình ủ phân compost : nhiệt độ , độ ẩm , pH , VSV , oxy , chất hữu , tỷ lệ C : N cấu trúc chất thải 2.5.1 Nhiệt độ Là yếu tố quan trọng trình sản xuất compost ảnh hưởng đến hoạt tính VSV Ngồi , nhiệt độ thị để nhận biết giai đoạn xảy trình ủ compost Trong vài ngày đầu trình ủ , nhiệt độ bắt đầu tăng dần từ nhiệt độ môi trường đến khoảng 65 - 70°C giảm xuống đến nhiệt độ môi trường Hầu hết tài liệu đề nghị trì nhiệt độ thermophilic ( 55 - 65°C ) luống ủ compost , nhiệt độ trình chế biến compost đạt hiệu cao , VSV gây bệnh bị tiêu diệt , tạo nên sản phẩm compost an toàn sử dụng cho trồng Nhiệt độ tăng ngưỡng ức chế hoạt động VSV làm cho q trình phân huỷ khơng diễn thuận lợi , ngược lại nhiệt độ thấp ngưỡng compost không đạt tiêu chuẩn mầm bệnh 2.5.2 Tỷ lệ C/N Tỷ lệ C : N thông số quan trọng cân dinh dưỡng cho VSV Carbon nguồn lượng chủ yếu VSV nitơ nguyên tố để tổng hợp chất nguyên sinh Tỷ lệ C : N tối ưu khoảng 25 - 30 Nếu tỷ lệ C:N vật liệu làm compost cao giá trị tối ưu , hạn chế phát triển VSV thiếu nitơ , chúng trải qua nhiều chu trình chuyển hố , oxy hoá phần carbon dư đạt đến tỷ lệ C:N thích hợp Do thời gian cần thiết cho trình làm compost bị kéo dài thu sản phẩm mùn Nếu tỷ lệ C:N thấp , nitơ bị thất thoát dạng NH đặc biệt điều kiện nhiệt độ cao , pH cao có thổi khí Tỷ lệ C : N sản phẩm compost thu thông thường 15 - 20 tốt Ngoài hai nguyên tố carbon , nitơ tảng cho hoạt động sống VSV đống compost , nguyên tố photpho ( P ) , lưu huỳnh ( S ) , canxi ( Ca ) nguyên tố quan trọng Photpho ảnh hưởng đến chất lượng compost photpho nguyên tố cần thiết cho phát triển trồng , hàm lượng photpho thay đổi tuỳ theo 11 nguyên liệu Lưu huỳnh ảnh hưởng đến việc sinh hợp chất bay tạo mùi hôi khối ủ compost 2.5.3 Độ ẩm Là yếu tố đóng vai trò quan trọng q trình chế biến compost , giúp cho vi khuẩn phân giải chất hữu Nước cần thiết cho cho hoà tan chất dinh dưỡng nguyên sinh chất tế bào , Độ ẩm nhỏ 20 % ức chế phản ứng sinh học , ngược lại độ ẩm cao dẫn đến tượng rò rỉ chất dinh dưỡng phân tán mầm bệnh khối ủ Mặt khác độ ẩm cao làm giảm lưu thơng oxy khối ủ hình thành điều kiện ủ kỵ khí gây thối rửa tạo mùi hôi thối ô nhiễm môi trường xung quanh Độ ẩm tối ưu cho trình ủ compost vào khoảng 50 60 % , Với thành phần CTR nước ta có độ ẩm cao nên ủ compost cần phải tiến hành phơi khô để làm giảm độ ẩm phối trộn với vật liệu có độ ẩm thấp để ln tạo độ ẩm thích hợp cho q trình diễn thuận lợi Trong trình ủ có tượng bốc nước lưu lượng thổi khí q cao làm giảm độ ẩm , lúc điều chỉnh cách thêm nước vào để luôn tạo giá trị độ ẩm tối ưu cho trình chế biến compost 2.5.4 Vi Sinh vật Chế biến compost trình phức tạp có tham gia nhiều loại VSV khác bao gồm : Nấm , Actinomycetes , Vi khuẩn , đơi có Protozoa Tảo Người ta xác định hầu hết lồi nhóm VSV nêu có khả phân giải hầu hết chất hữu thể rác thải Tất nhiên , loài VSV có khả tốt để phân huỷ dạng vật chất hữu Vi khuẩn : có mặt hầu hết giai đoạn sản xuất compost Hầu hết hoạt động VSV q trình ủ compost có đến 80 - 90 % vi khuẩn , bao gồm Streptococus sp , Bacillus sp , vibrio sp Actinomycetes : thường xuất vào khoảng ngày thứ - trình ủ bao gồm : Micromonospora , Streptomyces , Actinomycetes Nấm : giới hạn nhiệt độ nấm khoảng 60°C gồm loại sau : Aspergillus , Penicillin , Fusarium , Trichoderma Chaetomonium VSV gây bệnh yêu cầu sản xuất compost phải hạn chế đến mức tối đa loài VSV gây hại có sản phẩm Theo lý thuyết ngun liệu để sản xuất compost khơng có chứa phân , chất thải sinh học sản phẩm đầu lồi gây bệnh Tuy nhiên thực tế nguyên liệu đầu vào cho trình chế biến 12 compost khơng phải lúc đáp ứng yêu cầu Do , để đảm bảo tiêu chuẩn tiêu diệt mầm bệnh cho trồng , vận hành chế biến compost cần đảm bảo nhiệt độ để tiêu diệt hết mầm bệnh 2.5.5 pH Tuỳ thuộc vào thành phần tính chất chất thải , pH thay đổi trình ủ compost pH vật liệu ban đầu cho vào ủ compost dao động khoảng 5,5 chế biến compost cách hiệu Khi bắt đầu ủ compost , giá trị pH giảm hình thành axit hữu Nhưng sau pH tăng lên axit hữu chuyển hoá thành CH4 CO2 Khi trình ủ compost gần ổn định , pH vật chất cuối dao động khoảng , – , Nguyên liệu sử dụng đầu vào để chế biến compost không cao lúc dẫn đến thất nitơ dạng NHK VSV cần khoảng pH tối ưu để hoạt động 2.5.6 Oxy Là nhân tố không phần quan trọng suốt q trình ủ compost Khơng khí mơi trường xung quanh cung cấp tới khối ủ compost để VSV phân huỷ chất hữu làm bay nước giải phóng nhiệt độ Nếu khí khơng cung cấp đầy đủ hình thành vùng kỵ khí bên khối compost gây mùi Lượng khí cung cấp vào khối ủ thực phương pháp thủ cơng đảo trộn theo chu kỳ thời gian , đặt ống tre thơng khí thổi khí máy cấp khí Q trình đảo trộn nhằm cung cấp khơng khí thoả mãn điều kiện hiếu khí mặt khối ủ bên mơi trường tuỳ nghỉ kỵ khí Do tốc độ phân huỷ thời gian cần thiết để sản xuất compost kéo dài gây mùi thối Còn thổi khí máy cấp khí phương pháp cho hiệu phân huỷ cao Tuy nhiên lưu lượng khí phải khống chế thích hợp Nếu cấp nhiều khí dẫn đến chi phí cao gây nhiệt khối ủ kéo theo sản phẩm không đảm bảo an tồn chứa VSV gây bệnh Khi pH khối phần lớn , với q trình thổi khí gây thất nitơ dạng NH Trái lại , thổi khí q thấp mơi trường bên trở nên kỵ khí 2.5.7 Kích thức hạt Kích thước hạt yếu tố ảnh hưởng đến khả giữ ẩm tốc độ phân huỷ Quá trình phân huỷ hiếu khí xảy bề mặt hạt , hạt có kích thước nhỏ có tổng diện tích bề mặt lớn nên tăng tiếp xúc với oxy nên làm tăng vận tốc phân huỷ khoảng độ xốp định Hạt nhỏ có độ xốp thấp ức chế vận tốc phân huỷ 13 Ngược lại , hạt có kích thước q lớn có độ xốp cao tạo kênh thổi khí làm cho phân bố khí khơng đồng , khơng có lợi cho q trình chế biến compost Kích thước hạt tối ưu cho q trình ủ đường kính hạt khoảng , - 8cm 2.5.8 Độ xốp Là yếu tố quan trọng trình chế biến compost Độ xốp thay đổi tuỳ theo thành phần chất thải rắn Vật liệu có độ xốp 36 - 60 % chế biến compost thành cơng Độ xốp thấp hạn chế vận chuyển oxy , nên hạn chế giải phóng nhiệt làm tăng nhiệt độ đống compost Ngược lại , độ xốp cao dẫn đến nhiệt độ đống compost thấp , không đảm bảo mầm bệnh bị tiêu diệt Độ xốp điều chỉnh cách bổ sung vật liệu chất hữu rơm rạ , vỏ trấu , mùn cưa 2.6 Chất lượng compost Chất lượng compost đánh giá dựa yếu tố sau : Mức độ lẫn tạp chất ( thuỷ tinh , plastic , đá , kim loại nặng , chất thải hoá học , thuốc trừ sâu ) Nồng độ chất dinh dưỡng ( dinh dưỡng đa lượng N , P , K ; dinh dưỡng trung lượng Ca , Mg , S ; dinh dưỡng vi lượng Fe , Zn , Cu , Mn , Mo , Co , Bo ) Mật độ VSV gây bệnh ( thấp mức không ảnh hưởng đến trồng Độ ổn định ( độ chín hoại phần ) hàm lượng chất hữu 2.7 Tính cấp thiết compost Cải thiện cấu đất : phân hữu vi sinh bón vào đất làm cho nơi đấu vớt , bạc màu , đất quánh rã gặp lại đất cát lại làm cho đất cát rơi dính lại với , giúp đất thơng khí dễ dàng Quân bình độ pH đất : phân hữu vi sinh cung ứng đầy đủ chất hữu để chống lại thay đổi pH Tạo màu mỡ đất : phân hữu vi sinh chứa nitơ , photpho , lân , magiê , lưu huỳnh đặc biệt chất hấp thụ vào đất Duy trì độ ẩm cho đất : chất hữu phân hoà tan vào đất trở thành miếng xốp hút nước luân chuyển nước vào đất nuôi Nếu đất thiếu chất hữu khó thẩm thấu nước từ đất bị đóng màng làm nước bị ứ đọng mặt gây lụt lội , xói mòn đất Tạo mơi trường tốt cho vi khuẩn có lợi đất sinh sống phân hữu vi sinh có khả cung cấp chất dinh dưỡng làm cho đất tơi xốp , từ tạo mơi trường 14 sống cho loại trùng lồi vi sinh chống lại tuyến trùng làm hư rễ tiêu diệt loại côn trùng phá hoại đất đai , gây bệnh cho trồng 2.8 Lợi ích hạn chế việc sản xuất phân hưu từ CTR 2.8.1 Lợi ích - Là phương án lựa chọn để bảo tồn nguồn nước lượng - Giảm lượng chất thải phát sinh (khoảng 50% lượng chất thải sinh hoạt) - Kéo dài tuổi thọ cho BCL - Ơn định chất thải, q trình sinh học xảy trình làm compost chuyển hoá chất hữu dễ thối rửa sang dạng ổn định , chủ yếu chất vô gây nhiễm mơi trường thích hợp cho việc cải tạo đất hấp phụ trồng - Làm hoạt tính vi sinh vật gây bệnh nhiệt độ sinh trình ủ compost đạt khoảng 60°C Nhiệt độ trì ngày làm hoạt tính vi khuẩn gây bệnh , virus , trứng giun sán Do , sản phẩm q trình làm compost có thểan tồn bón cho đất , sử dụng phân bón chất làm chất ổn định đất - Thu hồi dinh dưỡng cải tạo đất : chất dinh dưỡng ( N , P , K ) có chất thải thường dạng phức tạp , trồng khó hấp thụ Sau q trình ủ compost chất chuyển hố thành chất vô NO 3- , PO43-, thích hợp cho việc hấp thụ trồng Sử dụng sản phẩm trình chế biến compost để bổ sung dinh dưỡng cho đất làm giảm thất dinh dưỡng rò rỉ chất dinh dưỡng vô tồn chủ yếu dạng khơng tan Thêm vào lớp đất trồng cải tiến nên giúp rễ phát triển tốt - Tăng khả kháng bệnh cho trồng : có nhiều nghiên cứu chứng minh tăng khả kháng bệnh trồng đất bán phân vi sinh với hàm lượng dinh dưỡng cao , dễ hấp thụ chủng loại VSV đa dạng Phân hữu làm tăng suất trồng mà giảm thiểu bệnh cho trồng So với loại phân hoá học khác , phân compost giúp trồng hấp thụ hết chất dinh dưỡng mà giúp phát triển tốt có khả kháng bệnh cao 2.8.2 Hạn Chế - Hàm lượng chất dinh dưỡng compost không thoả mãn yêu cầu - Do đặc tính chất thải hữu thay đổi nhiều theo thời gian Bản chất vật liệu làm compost thường làm cho phân bổ nhiệt độ đống phân khơng 15 đều, khả làm hoạt tính VSV gây bệnh sản phẩm compost tạo mùi hôi, gây mỹ quan - Hầu hết nhà nơng thích sử dụng phân hố học khơng đắt tiền, dễ sử dụng tăng suất trồng cách rõ ràng 2.9 Một số phương pháp ủ compost giới 2.9.1 Phương pháp ủ theo luống có đảo trộn thổi khí ( window composting ) Windrow luống có tiết diện giao nhau,chiều dài lớn chiều rộng chiều cao Chiều rộng thường gấp lần chiều cao Chiều cao lý tưởng cho luống phải đủ lớn để trì nhiệt độ phải đủ nhỏ oxy lan truyền vào luống ủ,Thông thường chiều cao lý tưởng 1,2 - 2,4m với chiều rộng từ 4,2 - 4,8m Đảo trộn để đưa khơng khí từ bên ngồi vào luống ủ trì thơng khí lúc giới thiệu trên, kích thước luống ủ cho phép giữ nhiệt sinh sinh trình ủ cho phép khơng khí lan truyền vào phần sâu luống Luống ủ phải đặt bề mặt làm rấn để đảo trộn dễ dàng Các đống đảo trộn với chu kỳ lần/tuần Đảo trộn nhằm để đưa vật liệu lớp bên vào lớp bên luống , nơi dễ dàng bị phân huỷ Các đống ủ đặt mái che ngồi trời Nếu đặt trời gây tượng nước chảy tràn rò rỉ Nước chảy tràn rỉ từ khối u phải thu gom lại xử lý cho vào với nguồn nguyên liệu cung cấp để gia tăng độ ẩm Phương pháp có số ưu điểm , nhược điểm sau Ưu điểm : - Do xáo trộn thường xuyên nên chất lượng compost thu - Vốn đầu tư chi phí vận hành thấp khơng cần hệ thống cung cấp khí , Nhược điểm : - Cần nhiều nhân công - Thời gian ủ dài ( 3-6 tháng) - Do thối khí tự động nên khó quản lý , khó kiểm sốt nhiệt độ mầm bệnh - Đảo trộn khối compost gây thất thoát nitơ gây mùi - Q trình ủ chịu ảnh hưởng thời tiết 16 2.9.2 Phương pháp ủ dạng đống tĩnh có thổi khí máy cấp khí Ủ phân dạng đống tĩnh có thơng khí đòi hỏi hỗn hợp ủ (nguyên vật liệu pha trộn phải đặt hệ thống thổi khí Các đống ủ đặt mạng lưới ống liên thông với quạt hút cung cấp khơng khí cho đống ủ, khơng khí cung cấp dạng tự cưỡng Thiết bị cung cấp khơng khí thổi khí vào khối ủ hút khí ngồi, thiết bị thổi khí kiểm sốt đồng hồ Khơng khí lưu thơng khối ủ cung cấp đầy đủ oxy cần thiết cho VSV phân huỷ ngăn chặng nhiệt tạo thành khối ủ Kiểm sốt nhiệt độ khối ủ để trì nhiệt độ tối ưu cho VSV hoạt động Nhiệt độ phần toàn khối ủ thường đủ lớn để tiêu diệt hết vi khuẩn gây bệnh tiêu diệt mầm cỏ Tuy nhiên, nhiệt độ đống ủ khơng đạt mong muốn hệ thống ủ đống tĩnh có thơng khí khơng đảo trộn Bên cạnh đó, phương pháp có số ưu nhược điểm sau : Ưu điểm : - Dễ kiểm soát vận hành hệ thống, đặc biệt kiểm soát nhiệt độ oxy khối ủ - Giảm mùi hôi mầm bệnh - Thời gian ủ ngắn ( – tuần ) - Cần diện tích đất tiến hành ngồi trời vị trí có mái che Nhược điểm : - Hệ thống cung cấp khí tắc nghẽn , có cần phải tu sửa bảo trì - Chi phí phương pháp cao phương pháp thổi khí nhờ đảo trộn 2.9.3 Phương pháp ủ thùng kín Hệ thống chứa nguồn nguyên vật liệu thùng kín Những thùng chứa hay nhiều ngăn Trong nhiều trường hợp thùng quay, đa số hệ thống ủ thùng kín hệ thống cung cấp vật liệu liên tục Ưu điểm : - Ít chịu ảnh hưởng điều kiện thời tiết - Kiểm sốt q trình ủ mùi hôi tốt - Thời gian ủ ngắn 17 - Sử dụng diện tích đất phảng pháp khác - Chất lượng compost tốt Nhược điểm - Đòi hỏi vốn đầu tư, chi phí vận hành cao - Thiết kế phức tạp cần trình độ cao 2.10 Vai trò biện pháp tăng cường sinh học việc sản xuất phân hữu vi sinh 2.10.1 Định nghĩa Tăng cường sinh học việc bổ sung vào chất thải quần thể vi sinh vật không đặc hữu, nuôi cấy trước bên ngồi 2.10.2 Mục đích - Gia tăng tốc độ xử lý nhờ rút ngắn thời gian sinh trưởng ( cung cấp sẵn số lượng vi sinh vật ban đầu, số lượng nhanh chóng phát triển ) - Tạo ưu cạnh tranh cho quần thể vi sinh vật lựa chọn nhằm phục vụ mục đích xử lý ( có mặt từ đầu với số lượng lớn, quần thể đưa vào chiếm số lượng áp đảo khống chế quần thể khác có sẵn môi trường ) - Cung cấp khả xử lý đối tượng xử lý đặc biệt dựa vi sinh vật chuyên biệt ( ví dụ chất độc hại, khơng xử lý vi sinh vật thông thường ) Nói chung hiệu tăng cường sinh học công nhận xử lý chất ô nhiễm đặc biệt Tuy nhiên thực tế sản xuất, q trình xử lý chất nhiễm hữu thông thường, hiệu biện pháp tăng cường sinh học vấn đề gây tranh luận, : - Trong mơi trường chứa chất nhiễm hữu thơng thường, ln ln có sẵn quần thể vi sinh vật, quần thể thích nghi với mơi trường tốt lồi ni cấy môi trường nhân tạo Khi tạo điều kiện thuận lợi, chúng nhanh chóng phát triển mà khơng cần đưa thêm quần thể khác vào từ bên - Nếu môi trường xử lý chứa đựng nhiều yếu tố khác biệt với yếu tố môi trường ni cấy nhân tạo, có khả quần thể bổ sung vào tồn sinh trưởng tốt được, bổ sung hiệu qua 18 Phần KẾT LUẬN Sản phẩm compost tạo thành chứng tỏ trình xử lý CTR không phức tạp CTR làm phân hữu giảm lượng rác thải đáng kể đến bãi rác Phương pháp sản xuất phân hữu góp phần giải phần vấn đề xúc giảm ô nhiễm, giảm diện tích chơn rác gây nhiễm mơi trường sản xuất Bên cạnh q trình ủ compost đơn giản, dễ thực hiện, chi phí ủ thấp Tận dụng tối ưu lượng rác thải để phục vụ vào sản xuất nông nghiệp Hạn chế sử dụng phân bón hóa học, vừa tiết kiếm kinh tế vừa bảo vệ mơi trường.Có ý nghĩa thực tiễn cao, dễ dàng áp dụng đem lại hiệu 19 Tài liệu tham khảo Tài liệu tiếng việt: [1] Võ Đình Long, Quản lý chất thải rắn chất thải nguy hại, (2008), NXB Tp.HCM [2] Trịnh Thị Thanh, Công nghệ xử lý chất thải rắn nguy hại, (2010), NXB Giáo Dục Việt Nam [3] Đỗ Thị Cẩm Vân, Nguyễn Đức Hải, Bài giảng Quản lý chất thải rắn chất thải nguy hại, (2018), Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Tài liệu Internet: [1] http://www.luanvan.co/luan-van/nghien-cuu-san-xuat-phan-huu-co-vi-sinh-tu-chatthai-ran-o-cac-cho-tai-thanh-pho-ho-chi-minh-1715/?fbclid=IwAR0BTzY6vfch7PTF9biakHMcKy4iSBKbPjNRtK5NxQkTIo0xJEGO7LVS0c [2] http://huephuongvn.com/quy-trinh-san-xuat-phan-compost/? fbclid=IwAR3JGTH_4cctOdb8FVBcu4daj4kcdTlLaMynpZ75JEHOhfHrHy-F5aFYg5w 20 ... rác thải hữu sinh hoạt dể tái sản xuất 1.4 Các phương pháp xử lý chất thải rắn Hiện nay, với khối lượng CTR ngày gia tăng, vấn đề xử lý CTR ngày trở nên cấp bách cần thiết Mục tiêu xử lý CTR làm... pháp xử lý chất thải rắn Phần SẢN XUẤT PHÂN HỮU CƠ (COMPOST) TỪ CHẤT THẢI RẮN 2.1 Khái niệm .5 2.2 Đặc điểm phương pháp 2.3 Quy trình sản xuất phân hữu. .. chất thải Các biện pháp sử dụng để xử lý CTR là: Phương pháp xử lý học Phương pháo xử lý hoa học : đốt, nhiệt phân Phương pháp xử lý sinh học: Biogas, chế biến phân compost Phương pháp chôn lấp