Tiểu luận công nghệ sinh học môi trường
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (834.75 KB, 33 trang )
GVGD: Ths. VƯU NGỌC DUNG LỚP: 09MT112-N2
MỤC LỤC
III. QUY TRÌNH SẢN XUẤT PHÂN COMPOST 21
Bước 1: Phân loại rác: 22
Bước 2: Trộn rác với các thành phần bổ sung: 22
Bước 3: Đổ rác vào bể ủ: 22
Bước 4: Đảo trộn rác: 22
Bước 5: Kiểm soát nhiệt độ: 23
Bước 6: Kiểm soát độ ẩm: 23
Bước 7: Ủ chín: 24
Bước 8: Sàng lọc Compost: 24
Bước 9: Chứa và đóng bao: 24
PHẦN I. CHƯƠNG MỞ ĐẦU
I. Giới thiệu đề tài.
CÔNG NGHỆ SH-MT 1
GVGD: Ths. VƯU NGỌC DUNG LỚP: 09MT112-N2
Ô nhiễm môi trường là vấn đề nghiêm trọng biểu hiện bởi sự bùng nổ dân số cùng
với tốc độ công nghiệp hóa, hiện đại hóa, nhanh chóng tạo ra một sức ép lớn tới môi
trường sống ở Việt Nam, đặc biệt là rác thải sinh hoạt ảnh hưởng tới môi trường hiện nay.
Trước đây, có rất nhiều tài liệu đề cập tới vấn đề thực trạng ô nhiễm môi trường bởi
rác thải sinh hoạt ở nước ta, đưa ra giải pháp mang tính triệt đề nhằm cải thiện và thay đổi
môi trường này.
I.1. Mục đích.
Tìm hiểu giải pháp nhằm hạn chế tối đa tình trạng ô nhiễm và bảo vệ môi trường,
đảm bảo sức khỏe cho người dân. Tất cả đều hướng tới mục đích là xây dựng một xã hội
phát triển, tiến bộ.
Tiến hành nghiên cứu, thúc đẩy khoa học phát triển, áp dụng khoa học vào đời sống
nhắm cải tiến kỹ thuật.
I.2. Đối tượng và phạm vi.
Những chất thải sinh hoạt ở các khu vực: cụm gia đình, cụm dân cư, xã - phường,
thị trấn, thị xã, thành phố. Khu xử lý rác có thể xây dựng gần khu vực dân cư do không có
mùi hôi, nước rỉ rác và các khí độc hại thải ra.
I.3. Thực trạng rác thải sinh hoạt
I.3.1 Khái niệm chung
Chất thải rắn sinh hoạt: Là những chất thải liên quan đến các hoạt động của con
người, nguồn tạo thành chủ yếu từ các khu dân cư, các cơ quan, trường học, các trung
tâm dịch vụ, thương mại.
Chất thải rắn sinh hoạt có thành phần bao gồm kim loại, sành sứ, thủy tinh, gạch ngói
vỡ, đất, đá, cao su, chất dẻo, thực phẩm dư thừa hoặc quá hạn sử dụng, xương động
vật, tre, gỗ, lông gà vịt, vải , giấy, rơm, rạ, xác động vật, vỏ rau quả v.v…
Theo phương diện khoa học, có thể phân biệt các loại chất thải rắn sau:
- Chất thải thực phẩm bao gồm các thức ăn thừa, rau, quả… loại chất thải này mang
bản chất dễ bị phân hủy sinh học, quá trình phân hủy tạo ra các chất có mùi khó chịu,
CÔNG NGHỆ SH-MT 2
GVGD: Ths. VƯU NGỌC DUNG LỚP: 09MT112-N2
đặc biệt trong điều kiện thời tiết nóng ẩm. Ngoài các loại thức ăn dư thừa từ gia đình
còn có thức ăn dư thừa từ các bếp ăn tập thể, các nhà hàng, khách sạn, ký túc xá, chợ
…
- Chất thải trực tiếp của động vật chủ yếu là phân, bao gồm phân người và phân của
các động vật khác.
- Chất thải lỏng chủ yếu là bùn ga cống rãnh, là các chất thải ra từ các khu vực sinh
hoạt của dân cư.
- Tro và các chất dư thừa thải bỏ khác bao gồm: các loại vật liệu sau đốt cháy, các sản
phẩm sau khi đun nấu bằng than , củi và các chất thải dễ cháy khác trong gia đình,
trong kho của các công sở, cơ quan, xí nghiệp, các loại xỉ than.
- Các chất thải rắn từ đường phố có thành phần chủ yếu là các lá cây, que, củi, nilon,
vỏ bao gói…
I.3.2. Phân loại rác thải sinh hoạt:
Thông thường rác được chia thành 3 nhóm chính như sau:
+ Rác vô cơ (rác khô): gồm các loại phế thải thuỷ tinh, sành sứ, kim loại, giấy, cao
su, nhựa, vải, đồ điện, đồ chơi, cát sỏi, vật liệu xây dựng
+ Rác hữu cơ (rác ướt): gồm các cây cỏ loại bỏ, lá rụng, rau quả hư hỏng, đồ ăn
thừa, rác nhà bếp, xác súc vật, phân chăn nuôi
CÔNG NGHỆ SH-MT 3
GVGD: Ths. VƯU NGỌC DUNG LỚP: 09MT112-N2
+ Rác độc hại: là những thứ phế thải rất độc hại cho môi trường và con người như: Pin,
bình ắc quy, hoá chất, thuốc trừ sâu, bom đạn
]
Tuy nhiên, đã từ lâu người dân luôn có thói quen vứt bỏ rác thải bừa bãi ra môi trường
xung quanh như: sông, rạch, ao, hồ, trục lộ giao thông hay bất kỳ một chỗ đất trống nào
CÔNG NGHỆ SH-MT 4
GVGD: Ths. VƯU NGỌC DUNG LỚP: 09MT112-N2
đó làm cho vấn đề ô nhiễm môi trường do rác ngày càng trở nên nghiêm trọng hơn bao
giờ hết.
I.3.3. Giải pháp
Đề xuất biện pháp:
Theo xu hướng phát triển kinh tế như hiện nay thì trong thời gian tới thành phần và
tính chất của rác thải sinh hoạt sẽ phức tạp hơn rất nhiều, đó là sự gia tăng về khối lượng và
thành phần rác thải. Do đó, cần có những biện pháp thích hợp.
- Đối với rác thải hữu cơ: thực phẩm thừa, lá cây, phế thải công nghiệp, Sử dụng
biện pháp làm phân ủ.
- Có thể sản xuất khí sinh học tại hộ gia đình vào những vụ thu hoạch, tận dụng phế
thải đồng ruộng, chất thải chăn nuôi và một phần chất thải sinh hoạt.
- Xây dựng nhà máy xử lý rác làm phân vi sinh, tận dụng triệt để nguồn rác hữu cơ.
- Đối với rác thải không tái chế được: gach ngói, cát. đá, thủy tinh, biện pháp xử lý
là chôn lấp.
CÔNG NGHỆ SH-MT 5
GVGD: Ths. VƯU NGỌC DUNG LỚP: 09MT112-N2
Đối với chất thải khó phân hủy như: polymer, nhựa, biện pháp xử lý là đốt ở trong lò với
nhiệt độ cao rồi mang đi chôn lấp.
Do đó, với nhiều biện pháp xử lý khác nhau, ta có thể xử lý rác thải sinh hoạt. Tuy nhiên,
nhóm em xin trình bày 1 phương pháp xử lý bằng sinh học với ưu điểm là dễ làm và chi
phì rẻ, đó là phương pháp ủ phân COMPOST.
PHẦN II: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT PHÂN COMPOST
II. Công nghệ sản xuất phân hữu cơ sinh học ( COMPOST)
II.1. Định nghĩa
Phân
hữu
cơ
sinh
học
là
sản
phẩm
phân
bón
được
tạo
thành
thông
qua
quá
trình lên
men
vi
sinh
vật
các
hợp
chất
hữu
cơ
có
nguồn
gốc
khác
nhau
(phế
thải
nông, lâm
nghiệp,
phế
thải
chăn
nuôi,
phế
thải
chế
biến,
phế
thải
đô
thị,
phế
thải
sinh
hoạt ),
trong
đó
các
hợp
chất
hữu
cơ
phức
tạp
dưới
tác
động
của
vi
sinh
vật
hoặc các
hoạt
chất
sinh
học
được
chuyển
hóa
thành
mùn.
Sản phẩm “ composting “: ổn định về mặt sinh học, tương tự như chất mùn, có thể sử
dụng để trộn thêm vào đất hay làm phân bón, màng lọc sinh học hay nhiên liệu.
Mục tiêu: ổn định sinh học, giảm thể tích và khối lượng chất thải, làm khô, loại bỏ tối đa
các chất độc đối với thực vật, hạt hay những phần của cây làm tiêu diệt các mầm bệnh.
Qúa trình ủ phân làm giảm hiệu ứng nhà kính.
Quá
trình
làm
Compost
có
thể
phân
ra
làm
các
giai
đoạn
khác
nhau
d
ự
a
theo
s
ự
biến
thiên
nhiệt
độ
:
-
Pha
thích
nghi
:
là
giai
đoạn
cần
thiết
để
vi
sinh
vật
thích
nghi
v
ớ
i
môi
tr
ư
ờ
ng
-
m
ớ
i.
-
Pha
tăng
tr
ư
ở
ng
:
đặc
tr
ư
ng
b
ở
i
s
ự
gia
tăng
nhiệt
độ
do
quá
trình
phân
hủy
CÔNG NGHỆ SH-MT 6
GVGD: Ths. VƯU NGỌC DUNG LỚP: 09MT112-N2
-
sinh
học
đến
ng
ư
ỡ
ng
nhiệt
mesophilic.
-
Pha
ư
a
nhiệt
:
là
giai
đoạn
nhiệt
độ
tăng
cao
nhất.
Đây
là
giai
đoạn
ổn
định
hóa
chất
thải
và
tiêu
diệt
vi
sinh
vật
gây
bệnh
hiệu
quả
nhất.
-
Pha
tr
ư
ở
ng
thành
:
là
giai
đoạn
giảm
nhiệt
độ
đến
m
ứ
c
mesophilic
và
cuối
cùng
bằng
nhiệt
độ
môi
tr
ư
ờ
ng.
Quá
trình
lên
men
lần
th
ứ
hai
chậm
và
thích h
ợ
p
cho
s
ự
hình
thành
keo
mùn
(là
quá
trình
chuyển
hóa
các
chất
h
ữ
u
c
ơ
thành
mùn
và
các
khoáng
chất
sắt,
canxi,
nit
ơ
…)
và
cuối
cùng
thành
mùn.
II.2. Nguồn nguyên liệu ủ compost.
Chủ
yếu
là
rác
thải
sinh
hoạt
ở
các
hộ
gia
đình, chất thải công nghiệp ( bã nho, bã mía ),
chất thải nông nghiệp,
-
Ngoài
công
nghệ
ủ
kị
khí
và
hiếu
khí,
người
ta
còn
có
thể
thu
hồi
khí
và
phân
vi sinh
từ
các
bãi
rác
chôn
lấp
hợp
vệ
sinh.
II.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến sản xuất phân compost
- Nguồn gốc chất thải.
- Quá trình sản xuất.
- Quá trình chế biến.
- Mùa trong năm.
- Hệ thống thu nhận.
- Đặc trưng xã hội và tập quán địa phương.
- Khối lượng và thành phần.
Ngoài
sự
có
mặt
của
những
sinh
vật
cần
thiết,
những
yếu
tố
chính
ảnh
hưởng
lên quá
trình
sản
xuất
compost
có
thể
được
03
nhóm
chính
là:
nhóm
những
yếu
tố
dinh dưỡng,
môi
trường
và
vận
hành.
CÔNG NGHỆ SH-MT 7
GVGD: Ths. VƯU NGỌC DUNG LỚP: 09MT112-N2
II.3.1.Các yếu tố dinh dưỡng:
Bảng
8:
các
thông
số
dinh dưỡng
+ Nguyên tố đa lượng và vi lượng
*
Nguyên
tố
đa
lượng
như:
C,
N,
P,
Ca,
và
K.
*
Nguyên
tố
vi
lượng
như:
Mg,
Mn,
Co,
F
Trong
thực
tế,
hầu
hết
chúng
trở
nên
độc
nếu
nồng
độ
vượt
quá
mức
cho
phép.
Hầu
hết
những
nguyên
tố
Mg,
Co,
Mn,
Fe,
S…có
vai
trò
trong
việc
trao
đổi
tế
bào
chất.
+ Tỷ lệ C/N
-Tỷ
lệ
C:N
là
hệ
số
dinh
dưỡng
chính.Trong
thực
tiễn
sản
xuất
compost,
tỷ
lệ
này vào
khoảng
20:1
đến
25:1.
Ngược
lại,
nếu
tỷ
lệ
thấp
hơn
20:1,
N
có
khả
năng
bị
thất
thoát.
Bởi
vì,
N
dư
chuyển
hóa
thành
N
trong
NH
3
.
Giai
đoạn chuyển
hóa
tích
cực
(active
stage)
trong
sản
xuất
compost
có
đặc
điểm
là
nồng
độ pH
và
nhiệt
độ
khá
cao,
đặc
điểm
này
có
thể
gây
ra
sự
bay
hơi
của
NH
3
.
II.3.2 Những yếu tố môi trường
Chủ
yếu
ảnh
hưởng
đến
quá
trình
sản
xuất
compost
là
nhiệt
độ,
độ
ẩm
và
pH.
Ý
nghĩa
là
chúng
(có
thể
là
từng
yếu
tố
hoặc
nhiều
yếu
tố
kết
hợp
lại)
quyết
định
tốc
độ
và
mức
độ
phân
hủy.
Nếu
khiếm
khuyết
một
yếu
tố
bất
kỳ
nào
đó
sẽ
làm
giảm tốc
độ
và
mức
độ
phân
hủy.
CÔNG NGHỆ SH-MT 8
GVGD: Ths. VƯU NGỌC DUNG LỚP: 09MT112-N2
+ Nhiệt độ
Nhiệt độ tối ưu là 50 – 60
o
C, thích hợp với vi khuẩn
Thermophilic và tốc độ phân hủy rác
là cao nhất. Nhiệt độ trên ngưỡng này sẽ ức chế hoạt động của vi sinh vật làm cho quá trình
phân hủy diễn ra không thuận lợi, còn nhiệt độ hơn ngưỡng nà phân Compost sẽ không đạt
tiêu chuẩn về mầm bệnh.
Bả
n
g
2.
6
:
Khoảng
nhiệt
độ
của
các
nhóm
vi
sinh
vật.
Loại
vi
sinh
vật Nhiệt độ(
o
C)
Khoảng
dao
động Tối
ư
u
Psychrophillic
(VSV
ư
a
lạnh)
10-3
0
1
5
Mesophilic
(VSV
ư
a
ấm)
40–5
0
3
5
Thermophilic
(VSV
ư
a
nhiệt)
45-7
5
5
5
+ Độ pH:
pH thay đổi tùy thuộc vào thành phần và tính chất của rác thải. pH tối ưu cho quy trình
chế biến Compost là 6.5 – 8 pH của vật liệu ban đầu từ 5.5 – 9 là có thể chế biến Compost
một cách hiệu quả. pH giảm xuống 6.5 – 5.5 ở giai đoạn tiêu hủy ưa mát và sau đó tăng
nhanh ở giai đoạn ưa ẩm tới 8, sau đó giảm nhẹ xuống tới 7.5 trong giai đoạn lạnh. pH của
sản phẩm cuối cùng thường dao động trong khoảng 7.5 – 8.5. Cần tránh không cho pH của
nguyên liệu chế biến Compost quá cao vì khi đó sẽ dẫn đến tình trạng thất thoát Nitơ dưới
dạng NH
3
.
+ Yếu tố độ ẩm
Tầm
quan trọng
của
việc
giữ
độ
ẩm
của
cơ
chất
từ
50% –
60%
thường
bị
coi
nhẹ
trong
quá trình
sản
xuất
compost.
Nếu độ ẩm thấp hơn 20% không đủ cho sự tovồn
tại của vi sinh vật. Còn độ ẩm quá cao sẽ dẫn tới tình trạng rò rỉ chất dinh dưỡng
và bất lợi cho quá trình thổi khí, do các lỗ hỏng không gian bị bít kín và chứa đầy
nước không cho không khí đi qua, vật liệu sẽ không xốp và tạo ra trường yếm khí
CÔNG NGHỆ SH-MT 9
GVGD: Ths. VƯU NGỌC DUNG LỚP: 09MT112-N2
bên trong khối ủ Compost.
Điều
này
thực
chất
rất
quan
trọng
bởi
vì
độ
ẩm
thấp
hơn
sẽ kìm
hãm
hoạt
động
của
vi
khuẩn
và
tất
cả
vi
khuẩn
sẽ
ngừng
hoạt
động
ở
độ
ẩm
12%.
+ Sự thông khí
- So
sánh
với
phương
pháp
sản
xuất
compost
kỵ
khí,
phương
pháp
sản
xuất
compost
hiếu
khí
có
rất
nhiều
ưu
điểm:
- Sự
phân
huỷ
xảy
ra
nhanh
hơn.
•
Nhiệt
độ
cao
đủ
để
làm
chết
những
mầm
bệnh.
•
Số
lượng
và
nồng
độ
khí
hôi
thối
giảm
mạnh.
-Mùi
khó
chịu
là
vấn
đề
không
thể
tránh
trong
xử
lý
và
thải
bỏ
chất
thải.
Để
cải thiện
đáng
kể
nồng
độ
và
sự
tập
trung
mùi
trong
sản
xuất
compost
hiếu
khí
cần
cung cấp
đủ
nhu
cầu
Oxi
cho
quần
thể
vi
khuẩn
hoạt
động
bằng
cách
sử
dụng
quy
trình thông
khí
thích
hợp.
Khí
sinh
ra
có
thể
được
kiểm
soát
bằng
cách
thu
khí
từ
khối
ủ compost
do
quá
trình
phân
hủy
và
xử
lý
chúng
bằng
hệ
thống
xử
lý
hoá
học
hay sinh
học,
nhờ
vậy
mùi
hôi
khó
chịu
sẽ
giảm
+ Kích thước hạt.
Kích thước hạt là yếu tố ảnh hưởng đến khả năng giữ ẩm và tốc độ phân hủy. Qúa trình
phân hủy hiếu khí sẽ xảy ra trên bề mặt hạt, hạt có kích thước nhỏ sẽ có tổng diện tích bề
mặt lớn nên sẽ tăng sự tiếp xúc với Oxi. Do đó, có thể làm tăng tốc độ phân hủy trong một
khoảng độ xốp nhất định.
Đường kính của hạt tối ưu là 3 – 50nm. Hạt có kích thước quá nhỏ sẽ có độ xốp thấp, ức
chế tốc độ phân hủy. Còn hạt quá lớn sẽ có độ xốp cao, làm cho sự phân bố khí không
đồng đều, không có lợi cho quá trình chế biến Compost.
+ Vi sinh vật.
Không có gì có lợi bằng sự tham gia của vi sinh vật đối với việc chế biến phân Compost từ
CÔNG NGHỆ SH-MT 10
GVGD: Ths. VƯU NGỌC DUNG LỚP: 09MT112-N2
rác hữu cơ. Trong quá trình chế biến có sự tham gia của nhiều loại vi sinh vật khác nhau
như nấm, vi khuẩn, khuẩn tia ( Actinom ycetes ) đôi khi còn có tảo,…
Hầu hết hoạt động của vi sinh trong chế biến đến mức tối đa các loài vi sinh vật có hại
trong sản phẩm. Do đó, để đảm bảo tiêu chuẩn tiêu diệt mầm bệnh, torng lúc vận hành chế
biến Compost cần đảm bảo nhiệt độ để có thể tiêu diệt hết mầm bệnh.
+ Mức độ và tốc độ ủ.
Không nên quá trình lên men diễn ra quá lâu vì sẽ còn ít chất hữu cơ là những chất làm
giàu cho đất. Quá trình ủ không được quá nhiệt, không nên để mất Nitơ, không nên quá
lạnh. Việc giảm lượng chất hữu cơ là một chất chỉ thị tốt để đánh giá mức độ ủ, và mức độ
phân hủy, tốc độ ủ có thể đo bằng tốc độ tiêu thụ Oxy
CÔNG NGHỆ SH-MT 11
GVGD: Ths. VƯU NGỌC DUNG LỚP: 09MT112-N2
II.4. Cơ sở của quá trình COMPOST
Vi sinh vật: Vi khuẩn, xạ khuẩn, vi nấm.
Thêm vi sinh vật thường không cần thiết.
Sự phân rã chất thải bị ảnh hưởng của 2 quá trình hiếu khí và kỵ khí.
Mối quan hệ giữa đồng hóa hiếu khí và kỵ khí phụ thuộc vào đặc điểm sinh lý của chất
thải/ COMPOST: cấu trúc, độ rỗng, nước, không khí lưu thông và dinh dưỡng sẵn có.
II.5. Một số vi sinh vật tham gia quá trình compost:
Giai đoạn đầu là vi khuẩn, xạ khuẩn và nấm mốc. Mỗi loại có điều kiện sinh trưởng tối
ưu khác nhau như là: về nhiệt độ: các vi sinh vật nhóm psychrophiles ưa khoảng 15-20
0
C, nhóm mesophilies ưa khoảng 25-35
0
C và nhóm thermophiles, ưu khoảng 55-65
0
C.
Trong chất thải chín kỹ(đã ngấu) có nhiệt độ <35
0
C, sự phân hủy chất hữu cơ còn có sự
tham gia đáng kể của các động vật bậc thấp như trùng, bọ đất, mối và giun.
Mùi đất đặc trưng của đất được gây ra bởi actinomycetes, sinh vật tương tự như nấm
nhưng thực sự là những vi khuẩn dạng sợi. Giống như các vi khuẩn khác, họ thiếu hạt
nhân, nhưng họ phát triển các sợi đa bào như nấm. Enzyme của nó phân hủy các chất hữu
cơ phức tạp như:cellulose, lignin, chitin, và protein.
Penicillium Bacillus
C
C
ytophaga
ytophaga
CÔNG NGHỆ SH-MT 12
GVGD: Ths. VƯU NGỌC DUNG LỚP: 09MT112-N2
Cellulomonas
Cellulomonas
Aspergillus
Kết quả phân tích thành phần rác thải sinh hoạt cho thấy, thành phần rác hữu cơ của ta
chiếm khoảng 45-55%, là tỉ lệ cao nên rất thích hợp với phương pháp xử lý bằng công
nghệ sinh học.
Hơn nữa, xử lý rác bằng công nghệ vi sinh có thể khắc phục được tình trạng ô nhiễm
môi trường không khí và ô nhiễm nguồn nước, đồng thời tiết kiệm được diện tích đất.
II.6. Chất lượng compost
Chất lượng và thành phần compost tuân theo yêu cầu:
1. Hoai tối đa.
2. Thành phần dinh dưỡng và chất hữu cơ thích hợp.
3. Tỷ lệ C/N phù hợp.
4. pH trung tính hay kiềm nhẹ.
5. Kim loại nặng và chất gây ô nhiễm hữu cơ ở nồng độ thấp
6. Không chứa những yếu tố cản trở sinh trưởng của thực vật.
7. Gần như không chứa tạp chất.
8. Không còn hạt mầm hay phần sinh trưởng được của thực vật.
CÔNG NGHỆ SH-MT 13
GVGD: Ths. VƯU NGỌC DUNG LỚP: 09MT112-N2
9. Chứa không đáng kể đá sỏi.
10.Có mùi đặc trưng của đất rừng.
11.Có màu từ nâu đến đen.
II.7. Các kỹ thuật làm phân compost.
Mục tiêu của quá trình chuẩn bị vật liệu ban đầu:
- Tối ưu hóa cho quá trình compost xảy ra.
- Loại bỏ những tạp chất để bảo vệ thiết bị, giảm hàm lượng kim loại nặng và các hợp
chất gây độc,
- Đạt yêu cầu chất lượng cho compost thành phẩm.
- Những bước cơ bản của quá trình chuẩn bị và gia giảm vật liệu thô như sau:
- Nghiền hoặc xay nhỏ chất thải có kích thước lớn ( gỗ, cây, cỏ, ) để tăng diện tích
bề mặt cho vi sinh vật hoạt động.
- Loại bớt nước nếu chất thải chứa nhiều nước.
- Thêm nước nếu chất thải quá khô.
- Phối hợp các thành phần chất thải ( ướt và khô, giàu dinh dưỡng, kích thước khác
nhau, ).
- Loại bỏ những tạp chất như thủy tinh, kim loại, nhựa bằng tay hay máy tự động.
II.8. Những lợi ích và hạn chế của quá trình Compost.
CÔNG NGHỆ SH-MT 14
GVGD: Ths. VƯU NGỌC DUNG LỚP: 09MT112-N2
A. Lợi ích.
Là phương án được lựa chọn để bảo tồn nguồn nước và năng lượng.
Kéo dài tuổi thọ cho các bãi chôn lấp.
Ổn định chất thải: Các phản ứng sinh học xảy ra trong quá trình chế biến Compost sẽ
chuyển hóa các chất hữu cơ dễ thối rửa sang dạng ổn định, chủ yếu là các chất vô cơ ít gây
ô nhiễm môi trường khi thải ra đất hoặc nước.
Làm mất hoạt tính của vi sinh vật gây bệnh: Nhiệt của chất thải sinh ra từ quá trình phân
hủy sinh học có thể đạt khoảng 60
o
C, đủ để làm mất hoạt tính của vi khuẩn gây bệnh, virus
và trứng giun sán nếu như nhiết độ này được duy trì ít nhất 1 ngày. Các sản phẩm của quá
trình chế biến Compost có thể thải bỏ an toàn trên đất hoặc sử dụng làm chất bổ sung dinh
dưỡng cho đất.
Thu hồi dinh dưỡng và cải tạo đất: Các chất dinh dưỡng ( N, P, K ) có trong chất thải
thường ở dạng hữu cơ phức tạp, cây trồng khó hấp thụ. Sau quá trình làm phân Compost,
các chất này được chuyển hóa thành các chất vô cơ như NO
3
-
và PO
4
3-
thích hợp cho cây
trồng. Sử dụng sản phẩm của quá trình chế biến Compost bổ sung dinh dưỡng cho đất có
khả năng làm giảm thất thoát dinh dưỡng do rò rỉ vá các chất dinh dưỡng vô cơ tồn tại chủ
yếu dưới dạng không tan. Thêm vào đó, lớp đất trồng cũng được cải tiến nên giúp rễ cấy
phát triển tốt hơn.
Lau bùn khô: Phân người, phân động vật và bùn chứa khoảng 80 – 95% nước, do đó chi
phí thu gom vận chuyển và thải bỏ cao. Làm khô bùn trong quá trình ủ phân Compost là
phương pháp lợi nhiệt của chất thải sinh ra từ quá trinh phân hủy sinh hco5 làm bay hơi
nước chứa trong bùn.
Tăng khả năng khán bệnh cho cây trồng hơn so với các loại phân hóa học khác.
B. Hạn chế.
Hàm lượng chất dinh dưỡng trong Compost không thỏa mãn yêu cầu.
CÔNG NGHỆ SH-MT 15
GVGD: Ths. VƯU NGỌC DUNG LỚP: 09MT112-N2
Do đặc tính của chất thải hữu cơ có thể thay đổi rất nhiều tùy thuộc vào thời gian, khí hậu
và phương pháp chế biến phân, dẫn đến tính chất của sản phẩm cũng khác nhau. Bản chất
của vật liệu làm Compost thường làm cho sự phân bố trong khối pân không đồng đều, do
đó khả năng làm mất hoạt tính của vi sinh vật gây bệnh torng sản phẩm Compost cũng
không hoàn toàn.
Quá trình sản xuất Compost tạo mùi khó chịu nếu không thực hiện quy trình chế biến đúng
cách.
Hầu hết, các nhà nông vẫn thích sử dụng phân hóa học vì không quá đắt tiền, dễ sử dụng
và tăng năng suất cây trồng một cách rõ ràng.
Phân
tích
ư
u
nh
ư
ợ
c
điểm
của
một
số
nhà
máy
chế
biến
phân
Compost
t
ừ
rác
thải
sinh
hoạt.
STT Nhà
máy
Ư
u
điểm Nh
ư
ợ
c
điểm Đặc
điểm
chung
CÔNG NGHỆ SH-MT 16
GVGD: Ths. VƯU NGỌC DUNG LỚP: 09MT112-N2
1
-
Nhà
máy
phân
h
ữ
u
c
ơ
Cầu Diễn, Hà
Nội
.
-Công
nghệ
hoạt
động,
thiết
bị
tốt.
-Hầm
ủ
có
mái
che
tránh
n
ư
ớ
c
m
ư
a
vào
hầm
ủ.
-
Rác
không
đ
ư
ợ
c
phân
loại
tại
nguồn.
-Không kiểm
tra đ
ư
ợ
c
nhiệt
độ
trong đống
ủ.
-
Không
kiểm
soát
khí
thoát
ra.
-
Thiết
bị
phân
lo
ại
bằng
máy
không
hiệu
quả,
độ
ẩm
rác
cao.
-
Thiết
bị
hiện
đại
Tây
Ban
Nha
(2000).
-
Điều
khiển
t
ự
động,
thiết
bị
điều
khiển
trung
tâm.
-Công
suất
50000
tấn/năm.
-13260
tấn
phân
h
ữ
u
c
ơ
/năm.
2 -Nhà
máy xử lý
rác Nam Định
-Thiết
bị
tốt.
-Hầm ủ có mái che
tránh nước mưa
vào hầm ủ
-
Rác
không
phân loại
tại nguồn.
-Tạp chất trong rác cao
-Công nghệ Pháp (2003)
- Công suất 250 tấn
rác/ngày
CÔNG NGHỆ SH-MT 17
GVGD: Ths. VƯU NGỌC DUNG LỚP: 09MT112-N2
3
-
Nhà
máy
x
ử
lý
rác
Bà Rịa,
Bà
Rịa.
-
Hầm
ủ
có
mái
che
tránh
n
ư
ớ
c m
ư
a
vào
hầm
ủ.
-
Rác
không
đ
ư
ợ
c
phân
loại
tại
nguồn.
-
Phân
loại
bằng
tay, khối
l
ư
ợ
ng
rác
l
ớ
n nên
không
đạt
hiệu quả.
-
Thiết
bị
không
tốt.
-
Công
suất
thiết
kế không
đúng.
-
Công
suất
100m
3
rác
/ngày.
4
-
Nhà
máy
phân
bón
Hoóc
Môn,
TP Hồ
Chí
Minh.
-
Máy
móc
thiết
bị
đ
ư
ợ
c
s
ự
viện
tr
ợ
.
- Công
nghệ
hiện
đại.
-
Không
phân
loại
tại
nguồn,
tạp
chất
nhiều.
-
Hệ
thống
sàn
phân loại
rác
và
các
thiết bị
không
hoạt
động.
-
Máy
móc
thiết
bị
đ
ư
ợ
c
s
ự
viện
tr
ợ
,
công
nghệ
hiện
đại.
-
Do
chính
phủ
Đan
Mạch
viện
tr
ợ
xây
d
ự
ng
1981
tại
thành
phố
Hồ
Chí
Minh.
CÔNG NGHỆ SH-MT 18
GVGD: Ths. VƯU NGỌC DUNG LỚP: 09MT112-N2
5
-
Nhà
máy
x
ử
lý
phế
thải Ph
ư
ớ
c
Hòa –Bà
Rịa
Vũng
Tàu.
-
Máy
móc
thiết
bị
sản
xuất
trong
n
ư
ớ
c,
giảm
đ
ư
ợ
c
kinh
phí.
-
Không
phân
loại
tại
nguồn.
-
Độ
ẩm
l
ớ
n,
phân
loại
khó.
-
Khíthải
không
đ
ư
ợ
c
kiểm
soát
và
x
ử
lý.
-
Không
có
thiết
bị giám sát
-
Công
suất
400
tấn
rác/
ngày.
-
Hoạt
động
20%
cuối năm
2002
đầu
2003.
CÔNG NGHỆ SH-MT 19
GVGD: Ths. VƯU NGỌC DUNG LỚP: 09MT112-N2
Sản phẩm:
Quá trình hiếu khí: nước, khí carbonic, amonium-NH
4
( hoặc nếu ở nhiệt độ cao và
pH>7 thì là amonia – NH
3
), nitrat, nitrit, nhiệt độ và các chất tương tự như mùn.
Sản phẩm cuối của quá trình phân hủy kỵ khí lại là metan, carbonic, hydro, H
2
S, nito
oxit và khí nito và nước ở dạng lỏng.
CÔNG NGHỆ SH-MT 20
GVGD: Ths. VƯU NGỌC DUNG LỚP: 09MT112-N2
III. QUY TRÌNH SẢN XUẤT PHÂN COMPOST
CÔNG NGHỆ SH-MT 21
Khí CO
2,
NH
4
-
,
NO
x
, t
0
,
các chất
tương tự mùn
Mẫu plastic, mẫu
kim loại
Mùi đất
GVGD: Ths. VƯU NGỌC DUNG LỚP: 09MT112-N2
Bước 1: Phân loại rác:
Rác thu gom đến xưởng sẽ được phân lọai bằng tay thành 3 lọai:
1. Dễ phân hủy
2. Tái chế
3. Đổ bỏ
Bước 2: Trộn rác với các thành phần bổ sung:
Có tỷ lệ Carbon và Nitrogen (gọi là C/N) rất quan trọng cho quá trình phân hủy rác.
Cả C và N đều là thức ăn cho vi sinh vật phân hủy thành phần hữu cơ. Trong đó Carbon
quan trọng cho sự tăng trưởng các tế bào, còn Nitrogen là nguồn dưỡng chất.
Nguyên liệu rác ban đầu nên có tỷ lệ C/N từ 25:1 đến 40:1 để giúp quá trình phân hủy
nhanh và hiệu quả. Độ dao động C/N của rác gia đình khá cao và thể làm compost.
Bước 3: Đổ rác vào bể ủ:
Thành phần rác hữu cơ dễ phân hủy sẽ được rải đổ trên bề mặt của bể ủ với chiều dày
từng lớp khỏang 20cm và cung cấp bằng chế phẩm EM lên bề mặt của rác trong bể ủ
(Theo hướng dẫn trên bao bì của sản phẩm). Trong vài ngày đầu nhiệt độ sẽ tăng lên đến
600C, điều này giúp cho sản phẩm compost không còn mầm bệnh và cỏ dại. Quá trình
compost sẽ diễn ra trong 40 ngày và sau đó sẽ được đưa qua bể ủ chín 15 ngày nữa.
Trong suốt thời gian ủ cần phải theo dõi nhiệt độ 1 cách thường xuyên. Hàng tuần đào 1
lỗ để kiểm tra độ ẩm, nếu quá khô thì phải rưới thêm nước.
Bước 4: Đảo trộn rác:
Một trong những khâu quan trọng của quá trình compost là phải đảm bảo cung cấp đầy
đủ không khí. Trong vài ngày đầu lượng vi sinh vật hiếu khí tăng trưởng rất nhanh nên
cần nhiều oxy. Việc thiếu oxy sẽ làm tăng trưởng vi sinh vật kỵ khí và làm xuất hiện mùi
hôi, đồng thời làm chậm quá trình compost. Vì thế phải lưu ý để luôn đảm bảo lượng
không khí được cung cấp đầy đủ.
CÔNG NGHỆ SH-MT 22
GVGD: Ths. VƯU NGỌC DUNG LỚP: 09MT112-N2
Bước 5: Kiểm soát nhiệt độ:
Họat động của vi sinh vật hiệu quả trong khỏang nhiệt độ từ 65 – 700 C trong khỏang 1 –
3 ngày. Nhiệt độ trên 70 sẽ ức chế họat động này. Nhiệt độ trên 80 sẽ làm chết hầu hết
các vi sinh vật và quá trình compost sẽ dừng lại. Nhiệt độ dưới 65 là thích hợp nhất cho
quá trình compost và cũng đảm bảo tiêu diệt các hạt cỏ dại, trứng ấu trùng và các chất hại
cho con người. Vì thế cần duy trì nhiệt độ này trong ít nhất là 3 ngày. Sau tuần thứ nhất
nhiệt độ sẽ giảm và quá trình compost cũng chậm lại.
Quá trình sẽ chuyển qua giai đọan thực vật với nhiệt độ từ 45 – 50 và các vi sinh vật
khác sẽ giữ vai trò chuyển hóa cho đến khi rác trở thành compost.
Bước 6: Kiểm soát độ ẩm:
Vi khuẩn lấy các dưỡng chất chỉ khi nó được phân hủy thành ion trên mặt phân tử nước.
Vì thế độ ẩm giữ 1 vai trò quan trọng. Để đảm bảo tốc độ phân hủy cần duy trì độ ẩm
trong các bể compost ở mức 40 – 60%.
Kiểm tra độ ẩm nhanh chóng bằng cách bốc 1 nắm rác và bóp chặt:
(A) Nếu chỉ có 1 vài giọt nước chảy ra thì độ ẩm tốt nhất.
(B) Nếu không có giọt nước chảy ra thì độ ẩm dưới 40%, điều này cho biết việc cung cấp
dưỡng chất bị ngăn cản. Do vậy quá trình compost bị chậm lại. Thông thường nhiệt độ
của rác trong bể gỉam suốt quá trình vì thành phần nước quá thấp. Bổ sung thêm nước sẽ
làm tăng nhiệt độ và quá trình compost sẽ tiếp tục.
(C) Nếu có quá nhiều giọt nước chảy ra độ ẩm quá cao sẽ xuất hiện quá trình phân hủy kỵ
khí và rác sẽ bốc mùi khó chịu.
CÔNG NGHỆ SH-MT 23
GVGD: Ths. VƯU NGỌC DUNG LỚP: 09MT112-N2
Bước 7: Ủ chín:
-Sau khỏang 40 ngày, rác trong các bể sẽ ngả màu như màu đất và nhiệt độ xuống dưới
50.
- Di chuyển compost sang bể ủ chín. Bể này có thể cao hơn (1,5m) để tiết kiệm không
gian.
- Không cần phải đảo trộn.
- Bổ sung thêm ít nước nếu compost quá khô.
- Vào mùa mưa nên giữ để compost không bị ướt vì nước mưa có thể mang đi các dưỡng
chất.
- Tiếp tục theo dõi nhiệt độ cho đến khi ổn định bằng với nhiệt độ không khí bên ngòai.
Nếu nhiệt độ tăng khi thêm nước, quá trình chín sẽ chậm lại và cần thêm vài ngày nữa.
Bước 8: Sàng lọc Compost:
- Compost chín có kích thước thô, nó phụ thuộc vào vật liệu ban đầu và số lần đảo trộn.
Trong nhiều trường hợp compost cần được sàng, kích thuớc sàng tùy thuộc vào yêu cầu
của thị trường địa phương, thông thường khỏang 10mm.
- Việc sàng cũng giúp lọai bỏ các phần không phải hữu cơ còn sót lại trong quá trình
phân lọai ban đầu như các mẩu plastic, mẩu kim lọai,
- Phần hửu cơ chưa chín còn lại sau khi sàng sẽ được sử dụng lại để trộn với phần rác
mới như một nguồn carbon và vì nó có chứa sẵn các vi sinh vật của quá trình compost
Bước 9: Chứa và đóng bao:
- Nếu compost còn nóng hơn nhiệt độ bên ngòai sau khi sàng, có nghĩa rằng
compost còn chưa chín hòan tòan. Trong trường hợp này cần phun thêm 1 ít nước
và tiếp tục ủ lại thêm 1 tuần nữa. Kiểm tra lại nhiệt độ trước khi đóng bao.
Compost cần phải khô khi đóng bao để giảm trọng lượng vận chuyển (độ ẩm <
40%).
Giữ compost nơi khô ráo tránh nước mưa vì nước mưa sẽ mang đi thành phần
dưỡng chất.
CÔNG NGHỆ SH-MT 24
GVGD: Ths. VƯU NGỌC DUNG LỚP: 09MT112-N2
- Không nên lưu trữ compost quá 2 năm vì thành phần dưỡng chất và thành phần
hữu cơ sẽ giảm theo thời gian.
- Bao đựng compost là lọai không thấm nước nhưng vẫn đảm bảo thông khí vì
compost vẫn là một nguyên liệu “sống” nên cần không khí.
+ Bảng 3.1 : Tiêu chuẩn ngành 10 TCN 526 – 2002 cho phân hữu cơ vi sinh chế biến
từ rác thải sinh hoạt của Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn.
CÔNG NGHỆ SH-MT 25
