Đồ án khoa cơ điện, điện tử, đại học lạc hồng (40)

ĐẠI HỌC LẠC HỒNG
KHOA CƠ ĐIỆN ĐIỆN TỬ
---

BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
Đề tài:
Thiết kế quy trình xử lý rác hữu cơ ủ Biogas dùng để phát điện
cho hộ gia đình
Chun ngành: Cơng Nghệ Kỹ Thuật Ơ Tơ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS: Hoàng Ngọc Tân

ĐỒNG NAI 2022


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành bài đồ án này, em xin kính gửi lời cảm ơn chân thành
đến các quý thầy cơ:
Ban giám hiệu trường Đại Học Lạc Hồng vì đã tạo điều kiện về cơ
sở vật chất với hệ thống thư viện tuyệt vời, đầy đủ các loại tài liệu thuận lợi
cho việc tìm kiếm, những thơng tin có ích cho bài đồ án này của em.
Em chân thành xin cảm ơn giảng viên là thầy TS. Hoàng Ngọc Tân
đã hướng dẫn tận tình, chi tiết để em có đủ kiến thức và vận dụng chúng
vào bài đồ án này.
Do chưa có nhiều kinh nghiệm làm để tài cũng như những hạn chế
về kiến thức, trong bài đồ án chắc chắn sẽ có một ít sai sót. Rất mong nhận
được sự nhận xét, ý kiến đóng góp, phê bình từ phía thầy để bài đồ án được
hồn thiện hơn.
Lời cuối cùng, em xin kính chúc thầy nhiều sức khỏe, thành công
trong công việc và hạnh phúc trong cuộc sống.

Đồng nai, ngày 10 tháng 6 năm 2022
Sinh viên thực hiện
Lê Trương Minh Tường
Trần Quốc Đức Thắng
Đàm Anh Tuấn


LỜI CAM ĐOAN
Em xin cam đoan bài đồ án này của em, các số liệu, hình ảnh, nội
dung, kết quả nêu ra trong đồ án tốt nghiệp là chính xác và thực tế.
Em xin cam đoan mọi sự giúp đỡ, các nguồn tài liệu cho việc hoàn
thành đồ án tốt nghiệp này đã được xin phép và em đã trích các nguồn có
trong luận văn này.

Đồng nai, ngày 10 tháng 6 năm 2022
Sinh viên thực hiện
Lê Trương Minh Tường
Trần Quốc Đức Thắng
Đàm Anh Tuấn


LỜI NÓI ĐẦU
Năng lượng nói chung và nhiên liệu nói riêng có một vai trị rất quan
trọng trong việc phát triển kinh tế đối với một quốc gia. An ninh năng lượng
có ảnh hưởng lớn đến an ninh kinh tế và an ninh Quốc gia. Bên cạnh đó,
vấn đề giảm thiểu ô nhiễm môi trường, bảo vệ tầng ôzôn đang là vấn đề cấp
thiết mang tính tồn cầu.
Lượng rác thải của thành phố thải ra mỗi ngày là rất lớn. Chỉ riêng rác
thải sinh hoạt mỗi ngày đã thu gom trung bình được 530 tấn/ngày. Lượng

rác thải này chủ yếu gồm ba thành phần là rác hữu cơ, rác vô cơ, rác tái chế,
trong đó thành phần rác hữu cơ chiếm tỷ lệ khá cao (66%). Với lượng rác
thải lớn như vậy, cùng với phương pháp chôn lấp như hiện nay thì trong
tương lai, bãi rác sẽ khơng cịn diện tích để chứa, bãi rác sẽ trở nên quá tải
và gây ô nhiễm môi trường là không thể trách khỏi. Bên cạnh đó, chúng ta
cịn lãng phí rất lớn từ việc xử lý rác bằng phương pháp chôn lấp rác hữu
cơ như hiện nay. Bởi vì rác thải hữu cơ nếu được phân hủy trong điều kiện
mơi trường thích hợp sẽ thu được khí Biogas và bã thải. Khí Biogas có thể
dùng làm nhiên liệu thay thế cho Diesel, Xăng để chạy động cơ đốt trong;
nhu cầu đun nấu, còn bã thải thì dùng làm phân vi sinh rất tốt để bón cho
cây trồng.
Từ những đặc điểm trên, đồng thời được sự hướng dẫn của thầy giáo
TS. Hoàng Ngọc Tân, em chọn đề tài: “ Thiết kế quy trình xử lý rác hữu cơ
ủ Biogas dùng để phát điện cho hộ gia đình” làm đề tài tốt nghiệp
Với trình độ và thời gian còn hạn chế nên chắc chắn trong đề tài khơng
thể tránh khỏi thiếu sót. Vậy em mong được sự đóng góp của q thầy cơ
để em hiểu rõ và hồn thiện hơn trong cơng tác nghiên cứu, ứng dụng về
sau.
Em xin chân thành cảm ơn.


Mục Lục
DANH MỤC BẢNG BIỂU
DANH MỤC HÌNH ẢNH
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU. ....... 1
1.1. Tổng quan ................................................................................................................................1
1.2. Mục tiêu đề tài ........................................................................................................................2

CHƯƠNG 2. QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ XỬ LÝ RÁC HỮU CƠ TẠI BÃI
RÁC ........................................................................................................................ 4

2.1. Mơ hình phân loại rác tại nguồn .............................................................................................4
2.2. Các công nghệ xử lý rác hiện nay ...........................................................................................7
2.2.1. Công nghệ Sarephin ..........................................................................................................9
2.2.2. Công nghệ CD -WASTE .................................................................................................11
2.2.2.1. Sơ đồ cơng nghệ CD – WASTE...................................................................................11
2.2.2.2. Tóm tắt cơng nghệ........................................................................................................12
2.2.2.3. Ngun lý xử lý và tái chế các phế liệu thu hồi từ rác thải ..........................................13
2.2.3. Công nghệ xử lý nhiệt phân rác đô thị (công nghệ Entropic) của công ty Entropic
Energy .......................................................................................................................................13
2.2.4. Xử lý rác thải theo phương pháp 3R ...............................................................................14
2.2.5.2. Nguyên lý hoạt động ....................................................................................................15
2.2.5.3. Đặc điểm công nghệ .....................................................................................................16
2.2.5.4. Phạm vi áp dụng ...........................................................................................................16
2.3. Thiết kế quy trình xử lý rác thải hữu cơ bằng công nghệ hầm biogas ................................16
2.3.2. Mơ tả quy trình cơng nghệ như sau .................................................................................18
2.4. Tính tốn hệ thống xử lý và lưu trữ khí Biogas ....................................................................18
2.4.1. Sơ đồ nguyên lý sản xuất Biogas ....................................................................................19
2.4.2. Tính tốn và thiết kế hầm biogas ....................................................................................19
2.4.2.1. Hầm kiểu túi .................................................................................................................20
2.4.2.2. Hầm nắp trôi nổi...........................................................................................................20
2.4.2.3. Hầm nắp cố định ..........................................................................................................21
2.4.3. Thiết kế hầm Biogas kiểu Thái lan - Đức .......................................................................22
2.4.4. Cấu tạo hầm biogas .........................................................................................................22
2.4.5. Lựa chọn hầm Biogas......................................................................................................24

CHƯƠNG 3. SỬ DỤNG BIOGAS ĐỂ CHẠY ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG .... 25


3.1. Q trình hình thành khí biogas trong hầm .........................................................................25
3.2. Đặc tính khí biogas ................................................................................................................26

3.3. Tính chất của Biogas ..............................................................................................................27
3.3.1. Tính chất vật lý................................................................................................................27
3.3.2. Nhiệt trị của nhiên liệu Biogas ........................................................................................27
3.4. Ưu thế của nhiên liệu Biogas ................................................................................................28
3.5. Tình hình sử dụng Biogas hiện nay .......................................................................................29
3.6. Khả năng ứng dụng biogas để chạy động cơ đốt trong .......................................................30
3.7. Yêu cầu của Biogas sử dụng làm nhiên liệu cho động cơ đôt trong....................................31
3.8. Các tạp chất trong biogas ......................................................................................................32
3.8.1 Carbon dioxide (COx) ......................................................................................................32
3.8.2. Hydrogen sulfide (H2S) ..................................................................................................33
3.8.3. Sunfua dioxit SO2 ...........................................................................................................33
3.9. Hệ thống lọc và lưu trữ Biogas. ............................................................................................34
3.9.1. Thiết bị tách H2S ............................................................................................................34
3.9.2. Tháp tách CO2 ................................................................................................................36
3.9.3. Hệ thống lưu trữ Biogas ..................................................................................................37
3.9.4. Duy trì hoạt động hệ thống sản xuất và lưu trữ Biogas ...................................................38
3.9.4.1. Duy trì đường cấp thốt nước và vùng có rác thải hữu cơ ...........................................38
3.9.4.2. Duy trì ngăn trộn ..........................................................................................................38
3.9.4.3. Duy trì đường dẫn vào ngăn phân huỷ .........................................................................39
3.9.4.4. Duy trì ngăn áp lực .......................................................................................................40
3.9.4.5. Duy trì hầm lưu trữ và ngăn lọc cát: ............................................................................40
3.9.4.6. Duy trì ống dẫn gas ......................................................................................................40
3.9.4.7. Áp kế ............................................................................................................................41
3.9.5. Hệ thống cung cấp khí biogas cho động cơ tĩnh tại ........................................................42

CHƯƠNG 4. SỬ DỤNG ĐỘNG CƠ GX200 CHẠY BẰNG KHÍ GAS ......... 43
4.1. Thông số kỹ thuật ...............................................................................................................43
4.2. Các chi tiếc để chuyển đổi sang chạy khí Gas ...................................................................44

TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................. 47

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 3. 1 Các tính chất của các thành phần Biogas
Bảng 3. 2 Hiệu quả lọc H2S

27
36


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2. 1 Mơ hình đổ rác tại khu dân cư
Hình 2. 2 Mơ hình loại thùng rác 2 ngăn
Hình 2. 3 Poster về danh sách các loại rác thải
Hình 2. 4 Mơ hình có thể thể hiện đơn giản như sau
Hình 2. 5 Sơ đồ khối cơng nghệ xử lý rác Seraphin
Hình 2. 6 Dây chuyền xử lý rác Seraphin cải tiến
Hình 2. 7 Sơ đồ cơng nghệ CD – WASTE
Hình 2. 8 Ngun lý xử lý và tài nguyên hóa phế liệu thu hồi từ rác thải
Hình 2. 9 Cơng nghệ xử lý chất thải rắn bằng phương pháp yếm khí tuỳ nghi A.B.T
Hình 2. 10 Công nghệ xử lý chất thải bằng công nghệ hầm biogas
Hình 2. 11 Sơ đồ hệ thống sản xuất Biogas

6
6
7
8
9
10
11

13
15
18
19

Hình 3. 1 Sơ đồ hình thành khí Biogas
Hình 3. 2 Sơ đồ các ứng dụng Biogas
Hình 3. 3 Thiết bị lọc H2S
Hình 3. 4 Tháp tách CO2
Hình 3. 5 Hệ thống lưu trữ Biogas.
Hình 3. 6 Sơ đồ cung cấp khí Biogas cho động cơ tĩnh tại.

25
30
36
37
38
42

Hình 4. 1 Động cơ Honda GX200
Hình 4. 2 Van điều áp thấp áp
Hình 4. 3 Van cơng suất
Hình 4. 4 Bộ chế hồ khí
Hình 4. 5 Bộ chuyển đổi hồn chỉnh

44
44
45
45
46

CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
NGHIÊN CỨU.
1.1. Tổng quan
Để phát triển bền vững và lâu dài thì vấn đề về mơi trường là rất
quan trọng. Trong tình hình hiện nay của tồn cầu, tình trạng ơ nhiễm môi
trường rất trầm trọng, đặc biệt Việt Nam là một trong những quốc gia chịu
ảnh hưởng nặng nề nhất của hậu quả do môi trường gây ra. Một trong
những tác nhân gây ảnh hưởng trực tiếp đến sự ô nhiễm môi trường là rác
thải. Đây là nhân tố gây ô nhiễm môi trường lâu dài đã và đang làm đau
đầu các nhà quản lý môi trường trên thế giới cũng như ở Việt Nam. Vấn
đề đặt ra là cần xử lý nguồn rác thải này như thế nào để giảm được sự ô
nhiễm môi trường do rác thải gây ra đồng thời tận dụng những sản phẩm
sau khi xử lý như thế nào để đem lại hiệu quả kinh tế, tránh lãng phí. Hiện
nay trên thế giới đã và đang có nhiều phương pháp và cơng nghệ mới tiên
tiến để xử lý rác thải một cách hiệu quả nhằm giảm sự ô nhiễm môi trường
do rác thải gây ra. Tại nhiều nước như Đức, Ý, Nhật…vài chục năm qua
đã phát triển một số kỹ thuật tiên tiến để xử lý rác thải như phương pháp
biến rác thải thành phân vi sinh (phân trộn), phương pháp đốt ép làm vật
liệu xây dựng….
Ở Việt Nam hầu hết rác thải được thu gom và xử lý theo phương
pháp chôn lấp và đốt, rất lạc hậu. Phương pháp này là giải pháp tức thời
và hiệu quả lâu dài không được chấp nhận. Thứ nhất vì phương pháp này
tốn một diện tích rất lớn để chôn lấp rác thải mà dân số ngày càng phát
triển, đất đai lại khan hiếm nhất là các thành phố lớn đất chật người đông.
Thứ hai phương pháp này gây ô nhiễm môi trường xung quanh bãi rác
cũng như các vùng lân cận, như mùi hôi của rác thải hữu cơ, nước rỉ
rác…Thứ ba là gây ô nhiễm nguồn nước ngầm và gây nguy hại cho sức

Trang 1


khỏe con người. Thứ tư là hiệu quả của nó khơng cao và chúng ta có thể
khơng tận dụng được năng lượng tái sinh của rác thải hữu cơ…
Hiện nay trên cả nước đã và đang có nhiều nhà máy xử lý rác thải
khá hiệu quả như: Nhà máy xử lý rác thải Thuỷ Phương - Huế, Trạm phát
điện công nghệ xử lý rác tại bãi rác Gò Cát – TP. Hồ Chí Minh, Nhà máy
xử lý rác thải bằng công nghệ Sarephin tại TP. Vinh - Nghệ An……Tuy
nhiên quá trình xử lý cũng chưa triệt để như vẫn gây ơ nhiễm nguồn nước
ở bãi rác Gị Cát, phân bón hữu cơ cũng chưa được nông dân ưa chuộng…
Năng lượng mới là nguồn năng lượng thay thế năng lượng từ nhiên liệu
hóa thạch. Tức là nguồn năng lượng chính của chúng ta ngày nay để phát
điện, chạy xe, …, Để nâng cao hiệu quả về môi trường cũng như kinh tế
các nhà quản lý môi trường đồ án này nghiên cứu thí điểm mơ hình xử lý
rác thải hữu cơ bằng công nghệ hầm biogas. Nếu công nghệ này thành
công thì chúng ta có xử lý rác thải hiệu quả giảm được sự ô nhiễm môi
trường, nguồn nước ngầm, khử được mùi hơi của nước rác vì hầu hết rác
thải hữu cơ đều được ủ và đưa vào hầm biogas, giảm được tình trạng quá
tải của bãi rác, giảm được một diện tích khơng nhỏ về đất. Hơn thế nữa
chúng ta có thể tận dụng được nhiên liệu từ việc sản xuất khí biogas để
chạy máy phát điện sản xuất điện, cung cấp điện cho nhu cầu sử dụng tại
các hộ gia đình. Hệ thống hầm biogas cũng như máy phát điện sử dụng
động cơ biogas đã được triển khai thành công tại nhiều nơi, đem lại hiệu
quả thiết thực. Như vậy vấn đề kết hợp nghiên cứu triển khai đề tài này là
có tính khả thi cao, đem lại nhiều lợi ích cho xã hội. Nếu thành cơng thì
mơ hình này có thể nhân rộng ra trong cả nước nhằm góp phần giải quyết
tình trạng ơ nhiễm mơi trường hiện nay.
1.2. Mục tiêu đề tài
Nghiên cứu triển khai mô hình xử lý rác thải hữu cơ bằng hệ thống

biogas và sử dụng động cơ chạy bằng biogas để sản xuất điện nhằm xử

Trang 2


lý rác thải, góp phần giải quyết tình trạng ơ nhiễm môi trường do rác thải
gây ra và giảm tải, sức chứa cho bãi rác.
Sử dụng rác hữu cơ đem xử lý bằng cơng nghệ ủ Biogas để thu khí
biogas và sử dụng động cơ chạy bằng khí Biogas để kéo máy phát điện
phục vụ cho nhu cầu sử dụng điện của hộ gia đình, nhằm tránh lãng phí
từ nguồn rác thải, đem lại hiệu quả kinh tế thiết thực.
1.3. Ý nghĩa khoa học của đề tài
Nghiên cứu thành công triển khai mơ hình xử lý rác thải hữu cơ
bằng công nghệ ủ biogas và sử dụng động cơ biogas để sản xuất điện sẽ
mang lại nhiều ý nghĩa và lợi ích thiết thực sau:
-Tiết kiệm được đất chơn lấp vì phần lớn rác đã được tái chế: rác
hữu cơ được tái chế thành phân compost, rác vơ cơ thì tùy loại ( túi nilong,
mảnh nhựa….tái chế thành nhựa, giấy vụn được tái chế thành giấy mới….)
- Thu được một khoản tiền không nhỏ từ việc bán các sản phẩm
tái chế.
- Sử dụng rác hữu cơ đem xử lý có thể thu khí biogas để chạy máy
phát điện.
- Tiết kiệm được tài ngun thiên nhiên, bảo vệ mơi trường.
- Góp phần vào việc nâng cao nhận thức bảo vệ môi trường trong
cộng đồng thông qua phân loại rác tại nguồn và góp phần giảm tải cho bãi
rác trong thành phố.

Trang 3

CHƯƠNG 2. QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ XỬ LÝ RÁC
HỮU CƠ TẠI BÃI RÁC
2.1. Mơ hình phân loại rác tại nguồn
Tình hình phân loại rác tại nguồn
Rác thải hiện nay đang là một vấn đề nan giải của xã hội và môi
trường, rác hữu cơ, rác vô cơ, rác tái chế nếu được phân loại tại nguồn sẽ
giảm chi phí cho quá trình xử lý, tái chế và làm giảm tác động tới vấn đề
ô nhiễm môi trường. Nhưng phần lớn mọi người hiện nay vẫn chưa nhận
thức được hết tầm quan trọng của việc phân loại rác thải tại nguồn, mặc
dù đã có khá nhiều dự án, trương trình tun truyền giáo dục, nâng cao ý
thức cho người dân, nhưng có lẽ quy mơ, thời gian chưa đủ lớn, lại mang
nhiều tính lý thuyết và đặc biệt là chưa có được phương pháp có tính thực
tiễn để mọi người dễ dàng thực hiện.
- Việc làm đầu tiên và quan trọng nhất là việc nâng cao ý thức và
nhận thức cho tất cả người dân, đặc biệt là thế hệ trẻ, phải được tiến hành
toàn diện, trong một thời gian dài, phát huy tối đa tính tiếp cận của phương
tiện truyền thơng, báo chí, đài, vơ tuyến.
- Cùng đi đơi với việc nâng cao nhận thức là phải cung cấp cho
người dân cách thức và phương tiện để phân biệt một cách dễ dàng nhất
các lọai rác (thùng rác, nơi đổ rác…).
Mơ hình thực hiện
Khuyến khích tất cả người dân sử dụng thùng rác 2 ngăn hay 2 thùng
rác riêng biệt để đựng 2 loại rác vô cơ và hữu cơ.
Đặc điểm của thùng rác 2 ngăn:
- Mỗi ngăn có một màu riêng biệt, ví dụ ngăn màu xanh quy định
rác hữu cơ, ngăn màu đỏ quy định rác vô cơ, và nên có thêm hình vẽ biểu
trưng loại rác thải ở mỗi ngăn thì việc phân loại rác, đăc biệt là sẽ thu gom
được lượng hữu cơ dễ dàng hơn.

Trang 4

- Việc quy định màu sắc, hình vẽ đặc trưng cho mỗi loại rác thải cần
phải đồng bộ ở tất cả mọi nơi là điều vô cùng quan trọng, để cho dù có ở
đâu thì khi vứt rác mọi người không bị nhầm lẫn.
- Cung cấp cho mỗi nhà dân poster về danh sách các loại rác thải vô
cơ, hữu cơ, poster nên được dán trên tường ở gần thùng rác, nơi đổ rác…
Đặc điểm của loại 2 thùng rác riêng biệt mỗi thùng một màu sắc .
- Mỗi màu quy định để đổ một loại rác .Ví dụ màu đỏ quy định đổ
rác vô cơ, màu xanh quy định đổ rác hữu cơ. Nên có thêm hình vẽ biểu
trưng loại rác thải ở mỗi thùng thì việc phân loại rác loại sẽ dễ dàng hơn,
đặc biệt là việc thu gom rác hữu cơ sẽ cho kết quả tốt nhất.
Nơi đổ rác tại khu dân cư
- Phần lớn các khu dân cư ở nước ta chưa có thùng rác cơng cộng
và khi vứt rác mọi người đều đổ ra hè đường cho nhân viên thu gom rác,
vì thế:
- Tại hè đường nơi người dân hay vứt rác nên vẽ 2 ô riêng biệt cho
rác vô cơ và hữu cơ để người dân không vứt nhầm lẫn 2 loại rác và cũng
để dễ dàng cho nhân viên thu gom rác. Và cũng nên vẽ thêm một ô đối với
rác tái chế.
- Viền ngồi mỗi ơ nên có mầu sắc hay hình vẽ quy định loại rác
giống với màu của thùng rác để người khi vứt rác không bị nhầm lẫn.
- Việc vẽ ơ vứt rác tại hè phố có thể làm xấu đơi chút mỹ quan đường
phố nhưng có lẽ là biện pháp hay khi chưa có được thùng rác ở nơi công
cộng.

Trang 5


Hình 2. 1 Mơ hình đổ rác tại khu dân cư

Xe thu gom rác
Xe thu gom rác cũng nên có 2 ngăn và màu sắc cũng giống với thùng
rác tại nhà.
Hoặc có 2 loại xe để thu gom rác, một loại thu gom rác hữu cơ, một
loại thu gom rác vơ cơ .

Hình 2. 2 Mơ hình loại thùng rác 2 ngăn

Trang 6


Hình 2. 3 Poster về danh sách các loại rác thải

Chế biến rác tại bãi rác
Rác sau khi được thu gom được vận chuyển tới bãi rác thải, rác vô
cơ được chôn lấp, rác tái chế co thể tái sử dụng, còn rác hữu cơ nên được
nghiền nhỏ đem ủ trong hầm biogas để tạo khí biogas chạy máy phát điện,
đồng thời bạ thải được dùng làm phân bón vi sinh .
2.2. Các công nghệ xử lý rác hiện nay

Trang 7


Hình 2. 4 Mơ hình có thể thể hiện đơn giản như sau

Để xử lý rác thải, phương pháp đơn giản nhất là chôn rác, thế nhưng,
với lượng rác thải ngày càng tăng, khơng dễ tìm được những khu đất đủ
rộng để chôn rác. Hơn nữa, đem rác đi chôn là một việc làm bất đắc dĩ vì
những hậu quả lâu dài của nó khó mà lường hết được như: ô nhiễm nguồn

nước ngầm do nước rác rò rỉ thấm xuống, phát sinh các khí độc hại, chi
phí cao cho việc chống rị rỉ và xử lý khí thải…
Hiện nay ở Việt Nam đã có nhiều cơng nghệ xử lý rác thải đang
đựơc các tỉnh thành trong cả nước áp dụng như: Công nghệ Sarephin, công
nghệ CD- WASTE, công nghệ 3R (viết tắt từ tiếng Anh, 3R là
Reduce/Giảm thiểu - Reuse/Tái sử dụng - Recycle/Tái chế), Công nghệ xử
lý nhiệt phân rác đô thị (công nghệ Entropic), công nghệ xử lý chất thải
rắn bằng phương pháp yếm khí tuỳ nghi A.B.T (Anoxy Bio Technology).

Trang 8


2.2.1. Cơng nghệ Sarephin

Hình 2. 5 Sơ đồ khối cơng nghệ xử lý rác Seraphin

Ban đầu rác từ khu dân cư được đưa tới nhà máy và đưa xuống nhà
tập kết nơi có hệ thống phun vi sinh khử mùi cũng như ozone diệt vi sinh
vật độc hại. Tiếp đến, băng tải sẽ chuyển rác tới nhà máy phân loại rác
thành rác hữu cơ và rác vô cơ. Ở công đoạn này, rác hữu cơ và vô cơ được
tiền xử lý, tiền tái chế nhằm giảm bớt ô nhiễm như phá vỡ mọi loại bao
gói và đi qua hệ thống tuyển từ (hút sắt thép và các kim loại khác). Sau khi
đã phân loại, băng chuyền sẽ chuyển rác vô cơ và hữu cơ tới khâu tiền xử
lý riêng.
Ở khâu phân loại rác thành rác vô cơ, rác được nung nóng đến nhiệt
độ cao khoảng 10000C để đảm bảo rác vơ cơ nóng chảy hồn tồn sẽ được
đưa đến nhà máy tạo sản phẩm tái chế, sau vài giờ gia nhiệt, bảo tồn rồi
qua hệ thống thiết bị định hình áp lực cao, sản phẩm có thể được tái chế
cho ra các sản phẩm hữu ích như chén nhựa đựng mủ cao su thiên nhiên,
ống cống panel, cọc gia cố nền móng, ván sàn, cốp pha, gạch block....

Ở khâu phân loại rác thành rác hữu cơ, một chủng vi sinh ASC đặc
biệt, được phun vào rác hữu cơ nhằm khử mùi hôi, làm chúng phân hủy
nhanh và diệt một số tác nhân độc hại. Sau đó, rác hữu cơ được đưa vào

Trang 9


buồng ủ trong thời gian 7-10 ngày (tại đây ta có thể xây dựng hầm chứa
để tạo ra Gas sử dụng khép kín trong dây chuyền).

Hình 2. 6 Dây chuyền xử lý rác Seraphin cải tiến

Buồng ủ có chứa một chủng vi sinh khác làm rác phân hủy nhanh
cũng như tiếp tục khử vi khuẩn. Rác biến thành phân vi sinh khi ra khỏi
nhà ủ, tới hệ thống làm khô, nghiền và sàng. Phân vi sinh trên qua bồn
trộn, nghiền được bổ sung một chủng vi sinh đặc biệt. Kết quả sau vài giờ
ta có sản phẩm phân vi sinh đặc biệt. Sản phẩm không những dùng để cải
tạo đất và bón cho nhiều loại cây trồng, thay thế trên 50% phân hố học
mà cịn góp phần khơng nhỏ vào làm sạch môi trường.
Với thiết kế này công suất nhà máy có thể lên đến 150 tấn rác/ngày.

Trang 10


2.2.2. Công nghệ CD -WASTE
2.2.2.1. Sơ đồ công nghệ CD – WASTE

Hình 2. 7 Sơ đồ cơng nghệ CD – WASTE

Cơng nghệ này sẽ góp phần giải quyết các khó khăn cho các thị trấn,

thị tứ, … xa nơi bố trí các bãi rác xử lý tập trung, các địa phương có địa
bàn phức tạp, khó thu gom và tập trung. rác thải. Hạn chế lưu tồn rác thải
lâu 2-3 ngày, làm phát sinh mùi hôi, nước rỉ rác từ sự phân hủy yếm khí,
thủy phân các chất thải hữu cơ, hình thành dạng keo dính bết các thành
phần rác thải, gây trở ngại cho việc phân loại và xử lý.
Công nghệ xử lý rác thải CDW là một giải pháp quản lý chất thải
qui mô vừa và nhỏ, gắn liền trách nhiệm của các Tổ, đội vệ sinh môi trường
và các chủ nguồn thải. Là phương tiện để thực hiện chủ trương “Xã hội
hóa” trong lỉnh vực quản lý và bảo vệ mơi trường.
Ngồi ra, cơng nghệ CDW cịn có nhiều tính mới về kỷ thuật, thiết
kế và bố trí dây chuyền thiết bị tinh, gọn, chắc chắn. Liên kết nhiều loại
thiết bị trong khơng gian hình tháp kín, ít tốn diện tích, hạn chế phát tán ô

Trang 11


nhiễm. Giảm khoảng cách an tồn để có thể bố trí địa bàn xây dựng, lắp
đặt gần nguồn phát sinh rác thải, tiết kiệm chi phí vận chuyển. Tính cơ
động cao, có thể di dời, giải qut nhanh các tình trạng khẩn cấp về an
ninh rác thải tại những thời điểm nóng ở những khu vực nhạy cảm. Vốn
đầu tư không quá cao, thu hút nhiều thành phần kinh tế đầu tư vào lĩnh vực
quản lý và xử lý môi trường.
2.2.2.2. Tóm tắt cơng nghệ
Cơng nghệ xử lý rác thải sinh hoạt CDW qui mô vừa và nhỏ là một
sự kết hợp giữa phương pháp quản lý và xử lý chất thải ngay ở gần nguồn
thải của từng khu vực dân cư. Với một số đặc điểm như sau:
- Xã hội hóa trong giải pháp thu gom, vận chuyển có định hướng.
Tạo mối quan hệ hữu cơ giữa chủ nguồn thải và đơn vị thu gom, xử lý rác
thải.
- Kết hợp thu gom, vận chuyển, xử lý rác thải sinh hoạt trong một

tổ chức môi trường (doanh nghiệp tư nhân hay nhà nước) với qui mô vừa
và nhỏ. Rút ngắn cự ly giữa các điểm tập kết đến khu xử lý. Hạn chế phát
tán ơ nhiễm và chi phí vận chuyển rác thải.
- Công nghệ và thiết bị phân loại, xử lý rác thải tinh gọn. Bố trí hợp
lý, liên kết nhiều thiết bị trong khơng gian hình tháp. Hạn chế đến thấp
nhất ô nhiễm thứ cấp (mùi hôi, nước rỉ rác, chất thải rắn và khí thải) tại nơi
xử lý, ít tốn diện tích và rút ngắn khoảng cách giới hạn với khu vực dân
cư.
- Đặt trọng tâm vào các cơng nghệ xử lý mơi trường. Chuẩn hóa ẩm
độ rác thải đầu vào. Phân loại các thành phần tái chế, tái sử dụng với độ
lẫn tạp chất rất thấp để tạo nguyên liệu cho các cơ sở tái chế ở các địa
phương. Tận dụng các tài nguyên từ rác thải sinh hoạt.
- Kết hợp các giải pháp cơ khí và sinh học (MBT: Mechanic Bio
Treatment) trong tồn bộ cơng nghệ và thiết bị của dây chuyền xử lý rác

Trang 12


thải sinh hoạt CDW. Tạo ra phương pháp xử lý đơn giản, dể quản lý, vận
hành. Tính an tồn kỷ thuật của hệ thống thiết bị và lao động, môi trường
cao.
2.2.2.3. Nguyên lý xử lý và tái chế các phế liệu thu hồi từ rác thải
Từ nguyên liệu là rác thải sinh hoạt, qua tiến trình phân loại và xử
lý, tạo ra các sản phẩm như sau:

Hình 2. 8 Nguyên lý xử lý và tài nguyên hóa phế liệu thu hồi từ rác thải

2.2.3. Công nghệ xử lý nhiệt phân rác đô thị (công nghệ Entropic)
của công ty Entropic Energy
So với phương pháp chôn lấp và phương pháp đốt, phương pháp

nhiệt phân với nhiệt độ thấp tỏ ra có nhiều ưu điểm hơn như: cho ra sản
phẩm chính là than tổng hợp có hàm lượng lưu huỳnh thấp, có thể dùng
làm nhiên liệu cho nhà máy nhiệt điện, quy trình xử lý đơn giản, vì xử lý
trong nhiệt độ thấp (khoảng 50oC) nên tránh được các nguy cơ phản ứng
sản sinh ra chất độc hại và hiệu quả xử lý rất cao. Công ty Entropic Energy

Trang 13


cũng đề xuất một mơ hình nhà máy xử lý rác phù hợp với thành phố Hồ
Chí Minh với cơng suất xử lý: 6.400 tấn rác/ngày, sản phẩm chính thu
được là 1.500 tấn than tổng hợp, nếu xây dựng luôn một nhà máy phát điện
kèm theo sử dụng hết chỗ than này thì sẽ cho ra một lượng điện năng là
150 MW/ngày. Ngồi ra, cịn có nhiều sản phẩm phụ khác như nhiên liệu
tái sinh, nước, khí hydro, dầu nặng, nhẹ… Đây là một trong những công
nghệ tiên tiến của thế giới trong việc xử lý chất thải, bảo vệ mơi trường,
nhưng cịn ở quy mơ lớn và là một trong những mục tiêu áp dụng phát triển
bền vững cho các đô thị đông dân cư, chưa áp dụng được ở các khu, cụm
tuyến dân cư quy mô vừa và nhỏ.
2.2.4. Xử lý rác thải theo phương pháp 3R
(Viết tắt từ tiếng Anh, 3R là Reduce/Giảm thiểu - Reuse/Tái sử dụng
- Recycle/Tái chế).
Hà Nội đang thực hiện và chính thức trở thành một trong 4 thành
phố ở châu Á triển khai. Trong vòng 3 năm (từ 2007 đến 2009), cơ quan
phát triển Nhật Bản (JICA) sẽ tài trợ 3 triệu USD cho Hà Nội để thực hiện
dự án tại 4 quận nội thành: Ba Đình, Hồn Kiếm, Hai Bà Trưng, Đống Đa;
sau đó sẽ nhân rộng ra tồn thành phố. Theo tính tốn của JICA, nếu thực
hiện tốt mơ hình 3R, mỗi tháng thành phố Hà Nội sẽ tiết kiệm được gần 4
tỷ đồng chi phí xử lý rác. Phương pháp thực hiện là rác sẽ được phân loại
tại nguồn, rác vô cơ và rác hữu cơ được tách riêng và phấn đấu đến năm

2010 sẽ tận dụng được 30% rác. Những loại rác hữu cơ đã và đang được
sử dụng làm phân bón. Các loại rác như ni-lơng, bìa giấy loại, nhựa... sẽ
được tái chế để dùng làm nguyên liệu. Cịn các loại rác vơ cơ khác được
tái chế thành vật liệu xây dựng nhẹ cấp thấp được dùng cho các cơng trình
cảnh quan đơ thị. Như vậy, phần rác cần chôn lấp sẽ giảm đi…”
2.2.5. Công nghệ xử lý chất thải rắn bằng phương pháp yếm khí tuỳ
nghi A.B.T (Anoxy Bio Technology)

Trang 14


2.2.5.1. Sơ đồ cơng nghệ

Hình 2. 9 Cơng nghệ xử lý chất thải rắn bằng phương pháp yếm khí tuỳ nghi A.B.T

2.2.5.2. Nguyên lý hoạt động
Rác tại các điểm tập kết trong thành phố được xử lý mùi hôi bằng
chế phẩm sinh học, sau đó đưa vào hầm ủ, trước khi đưa rác vào, hầm ủ
có phun chế phẩm sinh học và chất phụ gia sinh học. Rác tại các điểm tập

Trang 15


kết đưa về sân xử lý không cần phân loại cho vào hầm ủ, q trình thực
hiện có phun và trộn chế phẩm sinh học, dùng bạt phủ kín hầm và ủ trong
thời gian 28 ngày; trong thời gian ủ cứ 3 ngày mở bạt kiểm tra, phun bổ
sung chế phẩm sinh học lên bề mặt. Sau 28 ngày tiến hành đưa rác lên
phân loại rác, các thành phần phi hữu cơ xử lý riêng, mùn hữu cơ được chế
biến thành phân hữu cơ sinh học.
2.2.5.3. Đặc điểm công nghệ

Ưu điểm:
+ Tái chế các chất không phân hủy thành những vật liệu có thể tái
sử dụng được.
+ Khơng tốn đất chơn lấp chất thải rắn.
+ Khơng có nước rỉ rác và các khí độc hại, khí dễ gây cháy nổ sinh
ra trong q trình phân hủy hữu cơ do đó không gây ô nhiễm môi trường.
+ Không phân loại ban đầu, do đó khơng làm ảnh hưởng đến cơng
nhân lao động trực tiếp.
+ Thiết bị đơn giản, chi phí đầu tư thấp.
+ Vận hành đơn giản, chi phí vận hành thường xun khơng cao.
2.2.5.4. Phạm vi áp dụng
Có thể áp dụng cho nhiều quy mơ cơng suất khác nhau, có thể áp
dụng ở các khu vực nông thôn, thành thị. Khu xử lý có thể xây dựng khơng
q xa đơ thị do khơng có nước rỉ rác và các khí độc hại thải ra.
Cơng nghệ xử lý rác yếm khí tùy nghi ABT có thể nâng cơng suất
xử lý từ 5m3/ngày (2 tấn/ngày) lên 10 m3/ngày (4 tấn/ngày) và có thể nâng
lên xử lý 100 m3 rác/ngày (40 tấn/ngày), tùy vào nhu cầu xử lý rác và điều
kiện địa phương. Chi phí chuyển giao cơng nghệ khơng cao so với các
cơng nghệ khác và có thể áp dụng cho việc xử lý rác tại các bãi chứa rác ở
xã, thị trấn cách xa bãi rác lớn tập tung của huyện, thị.
2.3. Thiết kế quy trình xử lý rác thải hữu cơ bằng công nghệ hầm

Trang 16


biogas
Nhằm khắc phục các nhược điểm trên hiện nay ở nước ta, chung tơi
đang nghiên cứu mơ hình xử lý rác thải hữu cơ bằng công nghệ hầm
biogas. Với công nghệ này nếu thành cơng thì chúng ta có thể giảm được
tình trạng ơ nhiễm mơi trường, mùi hơi do rác thải tạo ra. Góp phần giam

tải cho bãi rác. Chúng ta có thể tận dụng được nguồn năng lượng của rác
thải hữu cơ nhờ hệ thống hầm biogas để sản xuất khí biogas chạy máy phát
điện, cung cấp điện cho viêc sử dụng các thiết bị máy móc ở bãi rác và nhu
cầu sinh hoạt. Hơn thế nữa mô hình thành cơng sẽ nhân rộng ra trong cả
nước để sản xuất điện cung cấp điên hòa vào mạng điện lưới quốc gia.
2.3.1. Quy trình cơng nghệ

Trang 17