Thiết kế dây chuyền làm phân Compost

Thiết kế dây chuyền làm phân Compost cho 300 tấn rác/ngày
Nguyễn Thị Hoàng Linh Thúy – Lớp CNMT K50 - QN
LỜI MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây, tốc độ đô thị hóa, công nghiệp hóa tại các thành phố
và các khu đô thị Việt Nam gia tăng và đang có xu hướng tiếp tục tăng mạnh mẽ trong
những năm tới. Cùng với sự phát triển đó thì hàng loạt các loại chất thải khác nhau
(chất thải rắn sinh hoạt, chất thải công nghiệp, chất thải y tế, chất thải nông nghiệp,
chất thải trong xây dựng,…) phát sinh ngày càng gia tăng. Nếu không có phương pháp
đúng đắn và phù hợp để xử lý lượng chất thải này thì gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến
môi trường và sức khỏe của con người vì lượng chất thải này đã vượt quá mức khả
năng phân hủy của tự nhiên.
Hiện nay do tình hình kinh tế ngày càng phát triển, đời sống của nhân dân ngày
càng cao dẫn đến phát sinh lượng chất thải rắn ngày càng nhiều điển hình như rác thải
sinh hoạt. Trong thành phần chất thải rắn sinh hoạt này bao gồm các loại thực phẩm dư
thừa, các loại lá cây, vỏ cây, giấy, bìa cactong, gỗ,… Các thành phần này có thể tận
dụng để tạo ra một sản phẩm mới dùng để cải tạo đất và bón cho cây trồng để tăng
năng suất, dùng để tăng độ phì nhiêu của đất, giảm bớt tính độc hại cho môi trường, có
khả năng mở ra hướng phát triển bền vững cho công nghiệp,… rất phù hợp với xu thế
hiện nay đó chính là phương pháp làm phân Compost. Ngoài ra phương pháp này còn
làm giảm đi diện tích đất chôn lấp, tiết kiệm chi phí vận chuyển cũng như phù hợp với
thu nhập của người dân,… sẽ giúp quản lý tốt hơn chất thải rắn đô thị.
Và trong giới hạn của đồ án này, với sự hướng dẫn và giúp đỡ của Cô
ThS.Phạm Thu Phương và Cô ThS. Phạm Hà Thanh em xin trình bày đề tài “Thiết kế
dây chuyền làm phân Compost cho 300 tấn rác/ngày”.
Viện khoa học và công nghệ môi trường (INEST) – ĐHBKHN – Tel:(84.4)38681686 – Fax(84.4)38693551
1
Thiết kế dây chuyền làm phân Compost cho 300 tấn rác/ngày
Nguyễn Thị Hoàng Linh Thúy – Lớp CNMT K50 - QN
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI RẮN
I. Khái niệm và phân loại chất thải rắn
I.1. Khái niệm về chất thải rắn

Chất thải rắn là là tất cả các chất thải dạng rắn hoặc bùn được thải ra trong quá
trình sinh hoạt, trong các quá trình sản xuất, dịch vụ và trong hoạt động phát triển của
động thực vật. [1]
Chất thải rắn đô thị (gọi chung là rác thải đô thị) được định nghĩa là: Vật chất
mà người tạo ra ban đầu vứt bỏ trong đô thị mà không đòi hỏi được bồi thường cho sự
vứt bỏ đó. Thêm vào đó, chất thải được coi là chất thải rắn đô thị nếu chúng được xã
hội nhìn nhận như một thứ mà thành phố phải có trách nhiệm thu gom và tiêu hủy [2].
I.2. Thành phần và phân loại chất thải rắn
I.2.1. Thành phần của chất thải rắn
Thành phần chất thải rắn được dùng để mô tả tính chất và nguồn gốc các yếu tố
riêng biệt cấu thành nên chất thải, thông thường được tính theo phần trăm theo khối
lượng.
Thông thường trong chất thải rắn đô thị, chất thải rắn từ các khu dân cư và
thương mại chiếm tỷ lệ cao nhất khoảng 50 -70% [3]. Tỷ lệ của mỗi thành phần chất
thải sẽ thay đổi tùy thuộc vào loại hình hoạt động: xây dựng, sữa chữa, dịch vụ đô thị.
Thành phần của chất thải rắn phụ thuộc vào từng địa phương, vào các mùa khí
hậu, các điều kiện kinh tế và nhiều yếu tố khác, theo vùng địa lý, theo từng quốc gia.
Viện khoa học và công nghệ môi trường (INEST) – ĐHBKHN – Tel:(84.4)38681686 – Fax(84.4)38693551
2
Thiết kế dây chuyền làm phân Compost cho 300 tấn rác/ngày
Nguyễn Thị Hoàng Linh Thúy – Lớp CNMT K50 - QN
Bảng 1. Định nghĩa thành phần của chất thải rắn [3]
Thành phần Định nghĩa Ví dụ
Giấy
Các vật liệu làm từ giấy bột và
giấy
Các túi giấy, mảnh bìa, giấy
vệ sinh,
Hàng dệt Có nguồn gốc từ các sợi Vải, len, nilong,
Thực phẩm

Các chất thải từ đồ ăn thực
phẩm
Cọng rau, vỏ quả, thân cây,
lỗi ngô,
Cỏ, gỗ, củi,
rơm rạ
Các vật liệu và sản phẩm được
chế tạo từ gỗ, tre, rơm rạ,
Đồ dùng bằng gỗ như bàn,
ghế, đồ chơi, vỏ dừa,
Chất dẻo
Các vật liệu và sản phẩm được
chế tạo từ chất dẻo
Phim cuộn, túi chất dẻo, chai
lọ, chất dẻo, các dầu vòi, dây
điện,
Da và cao su
Các vật liệu và sản phẩm được
chế tạo từ da và cao su
Bóng, dày, ví, cao su,
Các kim loại sắt
Các vật liệu và sản phẩm được
chế tạo từ sắt mà dễ bị nam
châm hút
Vỏ hộp, dây điện, hàng rào,
dao,
Các kim loại
phi sắt
Các vật liệu không bị nam châm
hút

Vỏ nhôm, giấy bao gói, đồ
đựng,
Thủy tinh
Các vật liệu và sản phẩm được
chế tạo từ thủy tinh
Chai lọ, đồ đựng bằng thủy
tinh, bóng đèn,…
Đá và sành sứ
Bất kỳ các loại vật liệu không
cháy khác ngoài kim loại và
thủy tinh
Vỏ chai, ốc, xương, gạch, đá,
gốm,
Các chât hỗn
hợp
Tất cả các vật liệu khác không
phân loại trong bảng này
Đá cuội, cát, đất, tóc,…
Thành phần của chất thải rắn bao gồm thành phần vật lý và thành phần hóa học
- Thành phần vật lý của chất thải rắn được thể hiện ở bảng 2

Bảng 2. Thành phần vật lý của chất thải rắn sinh hoạt [3]
Thành phần
(% theo khối lượng)
Hà Nội Đà Nẵng Thái Nguyên
TP Hồ Chí
Minh
Viện khoa học và công nghệ môi trường (INEST) – ĐHBKHN – Tel:(84.4)38681686 – Fax(84.4)38693551
3
Thiết kế dây chuyền làm phân Compost cho 300 tấn rác/ngày

Nguyễn Thị Hoàng Linh Thúy – Lớp CNMT K50 - QN
Chất hữu cơ 49,1 45,47 55 41,25
Cao su, nhựa, da 16,5 13,1 3 8,78
Giấy, cattong, giẻ 1,9 6,36 3 24,83
Kim loại 6 2,30 3 1,55
Thủy tinh, gốm, sứ 7,2 1,85 0,7 5,59
Đất đá, cát, vụn 18,4 35,3 18
Độ ẩm 47,7 49 44,23 27,18
Độ tro 15,9 10,9 17,15 58,75
Tỷ trọng 0,42 0,5 0,45 0,412
Từ bảng 2 thấy thành phần chất hữu cơ trong rác thải sinh hoạt ở một số tỉnh
chiếm tỷ lệ cao khoảng 40 – 55% .
- Thành phần hóa học của chất thải rắn sinh hoạt: cũng như thành phần vật lý,
thành phần hóa học của rác cũng có ý nghĩa quan trọng đối với phương pháp phân loại
và xử lý rác, quyết định tới tốc độ phân hủy và độ giảm thể tích khi xử lý, quyết định
tới khả năng tác động tới môi trường do nước thải và khí thải phát sinh khi xử lý rác…
Bảng 3. Thành phần hóa học của chất thải rắn sinh hoạt [3]
Trong các thành phần hóa học của chất thải rắn thì thành phần C là chiếm tỷ lệ
cao nhất
Thành phần của chất thải rắn rất đa dạng và đặc trưng theo từng loại đô thị, theo
từng nước. Các đặc trưng điển hình của chất thải rắn như: có thành phần hữu cơ cao;
chứa nhiều đất cát, sỏi đá vụn, gạch vỡ; độ ẩm cao.
Vậy việc xác định thành phần chất thải rắn đóng vai trò quan trọng trong việc
lựa chọn công nghệ xử lý.
I.2.2. Phân loại chât thải rắn
Chất thải rắn được phát sinh từ các nguồn gốc khác nhau nên được phân loại
theo nhiều cách [2]
Viện khoa học và công nghệ môi trường (INEST) – ĐHBKHN – Tel:(84.4)38681686 – Fax(84.4)38693551
4
STT Thành phần

% trọng lượng theo trạng thái khô
C H O N S Tro
1 Chất thải thực phẩm 48 6,4 37,6 2,6 0,3 5
2 Giấy 3,5 6 44 0,3 0,2 6
3 Cattong 4,4 5,9 44,6 0,3 0,2 5
4 Chất dẻo 60 7,2 22,8 - - 10
5 Vải, hàng dệt 55 6,6 31,2 4,6 0,15 2,45
6 Cao su 78 10 - 2 - 10
7 Da 60 8 11,6 10 0,4 10
8 Lá cây, cỏ 47,8 6 38 3,4 0,3 4,5
9 Gỗ 49,5 6 42,7 0,2 0,1 1,5
10 Bụi, gạch vụn, tro 26,3 3 2 0,5 0,2 68
Thiết kế dây chuyền làm phân Compost cho 300 tấn rác/ngày
Nguyễn Thị Hoàng Linh Thúy – Lớp CNMT K50 - QN
1) Phân loại theo vị trí hình thành: người ta phân biệt rác hay chất thải rắn trong
nhà, ngoài nhà, trên đường phố hay chợ,…
2) Phân loại theo thành phần hóa học và vật lý: người ta phân biệt theo các
thành phần hữu cơ, vô cơ, cháy được, không cháy được, kim loại, phi kim loại, da, giẻ
vụn, cao su, chất dẻo,…
3) Theo đặc điểm của nơi phát sinh
- Chất thải 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 lông vịt, vải, giấy, rơm, rạ, xác động vật, vỏ
rau quả….
- Chất thải công nghiệp: là chất thải phát sinh từ các hoạt động sản xuất công
nghiệp, tiểu thủ công nghiệp. Các nguồn phát sinh chất thải công nghiệp gồm: các phế
thải từ vật liệu trong quá trình sản xuất công nghiệp, tro, xỉ trong các nhà máy nhiệt
điện; các phế thải từ nhiên liệu phục vụ cho sản xuất; các phế thải trong quá trình công

nghệ; bao bì đóng gói sản phẩm.
- Chất thải nông nghiệp: là những chất thải và mẫu thừa thải ra từ các hoạt động
nông nghiệp, thí dụ như trồng trọt, thu hoạch các loại cây trồng, các sản phẩm thải ra từ
chế biến sữa, của các lò giết mổ…
4) Phân loại theo mức độ nguy hại
- Chất thải nguy hại: bao gồm các loại hóa chất dễ gây phản ứng, độc hại, chất
thải sinh học dễ thối rữa, các chất dễ cháy, nổ hoặc các chất thải phóng xạ, các chất
thải nhiễm khuẩn, lây lan,… có nguy cơ đe dọa tới sức khỏe người, động vật và cây cỏ.
- Chất thải y tế nguy hại: là chất thải có chứa các chất hoặc chất có một trong
các đặc tính gây nguy hại trực tiếp hoặc tương tác với các chất khác gây hại tới môi
trường và sức khỏe cộng đồng. Đó là các loại bông băng, gạc, nẹp dùng trong khám
bệnh, điều trị, phẫu thuật, các loại kim tiêm, ống tiêm, các chi thể cắt bỏ, tổ chức mô
cắt bỏ, chất thải sinh hoạt từ các bệnh nhân,…
- Chất thải không nguy hại: là những loại chất thải không chứa các chất và các
hợp chất có một trong các đặc tính nguy hại trực tiếp hoặc tương tác thành phần.
I.3. Tác động của chất thải rắn đến môi trường
Chất thải rắn ảnh hưởng đến tất cả môi trường đất, nước, không khí và ảnh
hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người, cụ thể như sau:
Viện khoa học và công nghệ môi trường (INEST) – ĐHBKHN – Tel:(84.4)38681686 – Fax(84.4)38693551
5
Thiết kế dây chuyền làm phân Compost cho 300 tấn rác/ngày
Nguyễn Thị Hoàng Linh Thúy – Lớp CNMT K50 - QN
+ Đối với môi trường không khí: chất thải rắn thu gom được không đổ đúng nơi
quy định mà vứt bữa bãi thành những đống lâu ngày phân hủy tạo thành các khí như
bụi, SO
2
, NO
x
, CO, H
2

S, hơi khí độc gây ô nhiễm nghiêm trọng đến môi trường và ảnh
hưởng đến sức khỏe của con người.
+ Đối với môi trường nước: rác sau khi thu gom không được đưa về nơi xử lý
mà đổ vào những bãi tạm bợ lâu ngày khi trời mưa xuống mang theo những chất ô
nhiễm gây ô nhiễm môi trường nước mặt, nước ngầm.
+ Đối với môi trường đất: rác thải lâu ngày ngấm xuống đất rồi các thực vật như
cỏ, cọ,… lấy chất dinh dưỡng từ đất và các chất độc hại đó theo vào cơ thể động vật.
Và từ đó con người ăn thịt của động vật và các chất độc đó theo vào cơ thể con người
và gây các bệnh cấp tính và mãn tính.
+ Các bãi rác là nơi cư trú của nhiều loài gặm nhấm, côn trùng, tạo nhiều mối
lây lan dịch bệnh
+ Môi trường thuận lợi cho các vi sinh vật, virus, vi khuẩn gây bệnh cùng với
điều kiện nóng ẩm nhiệt đới, các yếu tố gió bão, mưa sẽ mang rác thải phát tán đi xa và
lan truyền gây nên những bệnh hiểm nghèo.
+ Chất thải rắn nguy hại: chất thải các mẫu bệnh phẩm trong y tế, các chất
phóng xạ gây lây nhiễm cho cộng đồng, gây ung thư và gây cháy nổ.
Nói tóm lại nếu chúng ta không xử lý tốt lượng chất thải phát sinh thì gây nguy
hiểm nghiêm trọng đến môi trường và sức khỏe của con người.
II. Các phương pháp xử lý chất thải rắn [2]
Mục đích của quá trình xử lý chất thải rắn là: nâng cao hiệu quả của việc quản
lý chất thải rắn, bảo đảm an toàn vệ sinh môi trường; thu hồi vật liệu để tái sử dụng và
tái chế; thu hồi năng lượng từ rác cũng như các sản phẩm chuyển đổi.
Trước khi tiến hành một phương pháp xử lý chất thải rắn nào đó thì đều phải
tiến hành công đoạn phân loại rác thải. Đối với chất thải rắn sinh hoạt ở nước ta do đặc
tính của rác thải là chưa được phân loại tại nguồn và được thu gom lẫn lộn với nhau
nên trước khi tiến hành một biện pháp xử lý nào thì đều phải tiến hành phân loại. Việc
phân loại này nhằm mục đích phân riêng rác thải dễ phân hủy, rác thải nguy hại và rác
thải có thành phần khó phân hủy.
Sau công đoạn phân loại thì có rất nhiều phương pháp để xử lý chất thải rắn như
phương pháp xử lý sơ bộ, phương pháp đốt, phương pháp làm phân vi sinh và phương

pháp chôn lấp
II.1. Phương pháp xử lý sơ bộ chất thải rắn
Viện khoa học và công nghệ môi trường (INEST) – ĐHBKHN – Tel:(84.4)38681686 – Fax(84.4)38693551
6
Thiết kế dây chuyền làm phân Compost cho 300 tấn rác/ngày
Nguyễn Thị Hoàng Linh Thúy – Lớp CNMT K50 - QN
Mục đích của phương pháp này nhằm làm giảm kích thước của chất thải rắn và
tách các thành phần trong rác thải có thể tái chế và tái sử dụng.
Có nhiều phương pháp xử lý sơ bộ chất thải rắn như
- Giảm thể tích bằng phương pháp cơ học: bao gồm các máy cắt rác, máy nghiền
rác,… nhằm làm cho kích thước của rác giảm đi.
- Giảm thể tích bằng phương pháp hóa học: chủ yếu bằng phương pháp trung
hòa, hóa rắn kết hợp với các chất phụ gia đông cứng, khi đó thể tích chất thải có thể
giảm đến 95%.
- Tách, phân chia các hợp phần của chất thải rắn: đây là phương pháp dùng để
thu hồi tài nguyên từ chất thải rắn, dùng cho quá trình chuyển hóa biến thành sản phẩm
hoặc cho quá trình thu hồi năng lượng. Bao gồm hai phương pháp: thủ công (dùng sức
người) và cơ giới (trong công nghệ có sấy khô, nghiền sau đó mới dùng thiết bị tách
như quạt gió, cyclon).
- Ưu điểm
+ Đơn giản dễ làm
+ Giảm được kích thước của chất thải rắn
+ Giảm được phương tiện vận chuyển
+ Giảm được diện tích cho bãi chôn lấp
+ Thu hồi được tài nguyên và năng lượng sinh học
- Nhược điểm
+ Gây ô nhiễm tiếng ồn
+ Tiêu tốn hóa chất cho phương pháp hóa học
+ Tốn chi phí đầu tư cho các thiết bị
II.2. Phương pháp đốt

Đốt rác là giai đoạn xử lý cuối cùng được áp dụng cho một số loại rác nhất định
không thể xử lý bằng các biện pháp khác. Đây là một giai đoạn oxy hóa nhiệt độ cao
với sự có mặt của oxy trong không khí, trong đó lượng rác được đưa đi đốt được
chuyển hóa thành khí và các chất thải rắn không cháy. Các chất khí được làm sạch
hoặc không được làm sạch thoát ra ngoài không khí. Chất thải rắn được chôn lấp.
Phương pháp này được sử dụng rộng rãi ở các nước như Thụy Sỹ, Đức, Hà Lan,
Đan Mạch,…
Phương pháp này có ý nghĩa làm giảm tới mức nhỏ nhất chất thải cho khâu xử
lý cuối cùng.
Viện khoa học và công nghệ môi trường (INEST) – ĐHBKHN – Tel:(84.4)38681686 – Fax(84.4)38693551
7
Thiết kế dây chuyền làm phân Compost cho 300 tấn rác/ngày
Nguyễn Thị Hoàng Linh Thúy – Lớp CNMT K50 - QN
Lò đốt này bao gồm hai buồng đốt: buồng sơ cấp (đốt rác) và buồng thứ cấp
(đốt hơi) và một hệ thống xử lý khí thải.
Tại buồng đốt sơ cấp: rác thải được nạp vào lò đốt qua cửa dưới ở phía trước
buồng đốt sơ cấp, sau đó được gia nhiệt, quá trình bay hơi (nhiệt phân) diễn ra. Nhiệt
độ trong buồng đốt sơ cấp có thể lên khoảng 800
0
C.
Tại buồng đốt thứ cấp: bao gồm hai buồng đốt (buồng trộn và buồng đốt cuối
cùng). Trong buồng đốt thứ cấp, chủ yếu là quá trình đốt cháy hoàn toàn buồng khí tạo
thành từ buồng đốt sơ cấp. Lượng cacbon còn lại sẽ được đốt cháy hoàn toàn khi đi vào
buồng trộn. Sau đó, khí thoát khỏi buồng trộn, qua cửa có buồng chắn và vào buồng
đốt cuối cùng. Nhiệt độ trong buồng đốt thứ cấp là 1100
0
C.
Ống khói được đặt trực tiếp phía trên lò, điều khiển hiệu quả luồng khí thoát ra
- Ưu điểm:
+ Giảm thể tích rác thải

+ Xử lý triệt để các chỉ tiêu ô nhiễm của chất thải đô thị
+ Công nghệ này cho phép xử lý được toàn bộ chất thải đô thị mà không
cần nhiều diện tích đất sử dụng làm bãi chôn lấp rác.
+ Xử lý được chất thải nguy hiểm có thể đốt
+ Thu hồi năng lượng
- Nhược điểm:
+ Vận hành dây chuyền phức tạp, đòi hỏi năng lực kỹ thuật và tay nghề
cao
+ Gía thành đầu tư lớn, chi phí tiêu hao năng lượng và chi phí xử lý cao.
+ Đốt chất thải là quá trình oxy hóa chất thải bằng oxy của không khí (đủ
hoặc dư) ở nhiệt độ cao.
II.3. Phương pháp sinh học
Nguyên tắc của phương pháp này là nhờ hoạt động của vi sinh vật thực hiện
phân hủy các hợp chất hữu cơ trong rác thải. Các vi sinh vật này lấy chất hữu cơ làm
nguồn dinh dưỡng để thực hiện trao đổi chất, tổng hợp tế bào, sinh sản, phát triển và
cuối cùng là tạo ra các sản phẩm như phân vi sinh và khí sinh học.
Có hai phương pháp là phương pháp làm phân vi sinh và phương pháp biogas
- Phương pháp ủ sinh học
Ủ sinh học (compost) có thể được coi như là quá trình ổn định sinh hóa các chất
hữu cơ để tạo thành các chất mùn, với thao tác sản xuất và kiểm soát một cách khoa
học tạo môi trường tối ưu đối với quá trình.
Viện khoa học và công nghệ môi trường (INEST) – ĐHBKHN – Tel:(84.4)38681686 – Fax(84.4)38693551
8
Thiết kế dây chuyền làm phân Compost cho 300 tấn rác/ngày
Nguyễn Thị Hoàng Linh Thúy – Lớp CNMT K50 - QN
Tại thành phố đông dân khi mức đô thị hóa tăng cao và mức sống ngày càng
nâng cao thì lượng rác thải sinh hoạt ngày càng tăng do vậy việc tìm các bãi rác đổ mới
ngày càng trở nên khó, chi phí vận chuyển tăng nên việc tìm phương pháp xử lý hợp vệ
sinh lại giảm được lượng chất thải cần chôn lấp là cần thiết.
Việt Nam là nước nông nghiệp với 80% dân số sống bằng nghề nông, công

nghiệp chưa phát triển do đó rác sinh hoạt của đô thị Việt Nam chứa nhiều thành phần
hữu cơ dễ phân hủy bằng vi sinh vì vậy phương pháp xử lý chất thải rắn làm bằng phân
hữu cơ rất thích hợp.
Làm phân hữu cơ là quá trình sinh học trong đó vi sinh vật hoạt động chuyển
hóa rác thải hữu cơ thành chất mùn có độ dinh dưỡng cao có thể dùng cải tạo đất và
làm phân bón cho cây trồng.
- Ưu điểm:
+ Rác tái chế thành phân hữu cơ phục vụ cho nông nghiệp
+ Thay thế một phần sử dụng phân hóa học và không gây tổn hại cho cây
trồng
+ Cải tạo đồng ruộng về mặt vật lý (giữ nước, không khí và phân bón)
+ Sử dụng dễ dàng và an toàn
+ Giảm lượng chất thải cần chôn lấp
- Nhược điểm:
+ Gặp khó khăn trong tiếp thị sản phẩm
+ Dạng sản phẩm chưa ổn định
+ Diện tích đất để xây dựng nhà xưởng khá lớn.
- Phương pháp tạo khí sinh học biogas
Đây là phương pháp sử dụng quá trình phân hủy yếm khí rác thải nhằm loại trừ
các thành phần ô nhiễm môi trường, các chất vô cơ, hữu cơ, thu khí sinh học. Rác thải
sau khi được phân loại sơ bộ các chất hữu cơ sẽ được đưa vào ủ với điều kiện yếm khí
hoàn toàn. Rác hữu cơ được các vi sinh vật yếm khí phân giải thành các sản phẩm khí
chủ yếu là CH
4
. Khí biogas được sử dụng cho việc đun nấu và sản xuất điện. Sản phẩm
cuối cùng của quá trình là một loại phân hữu cơ dùng cho nông nghiệp.
Nhược điểm chính của phương pháp này là vận hành khó khăn do phải dùng
điều kiện yếm khí nghiêm ngặt.
II.4. Phương pháp chôn lấp
Chôn lấp hợp vệ sinh là một phương pháp kiểm soát sự phân hủy của chất thải

rắn khi chúng được chôn nén và phủ lấp bề mặt. Chất thải rắn trong bãi chôn lấp sẽ bị
Viện khoa học và công nghệ môi trường (INEST) – ĐHBKHN – Tel:(84.4)38681686 – Fax(84.4)38693551
9
Thiết kế dây chuyền làm phân Compost cho 300 tấn rác/ngày
Nguyễn Thị Hoàng Linh Thúy – Lớp CNMT K50 - QN
tan rữa nhờ quá trình phân hủy sinh học bên trong để tạo ra sản phẩm cuối cùng là các
chất giàu dinh dưỡng như axit hữu cơ, nitơ, các hợp chất amon và một số khí như CO
2
,
CH
4
. Như vậy về thực chất chôn lấp hợp vệ sinh CTR đô thị vừa là phương pháp tiêu
hủy sinh học, vừa là biện pháp kiểm soát các thông số chất lượng môi trường trong quá
trình phân hủy chất thải khi chôn lấp.
Việc chôn lấp được thực hiện bằng cách dùng xe chuyên dùng chở rác tới các
bãi đã xây dựng trước. Sau khi rác được đổ xuống, xe ủi sẽ san bằng, đầm nén trên bể
mặt và đổ lên một lớp đất. Hàng ngày phun thuốc diệt ruồi và rắc vôi bột,… Theo thời
gian, sự phân hủy vi sinh vật làm cho rác trở nên tươi xốp và thể tích của bãi rác giảm
xuống. Việc đổ rác lại tiếp tục cho đến khi bãi đầy thì chuyển sang bãi mới. Hiện nay
việc chôn lấp rác thải sinh hoạt và rác thải hữu cơ vẫn được sử dụng ở các nước đang
phát triển nhưng phải tuân thủ các qui định về bảo vệ môi trường một cách nghiêm
ngặt.
Phương pháp này được áp dụng rộng rãi ở hầu hết các nước trên thế giới.
- Ưu điểm:
+ Là phương pháp đơn giản và phổ biến nhất
+ Chi phí cho một bãi chôn lấp rẻ
+ Có thể thu hồi khí bãi rác
- Nhược điểm:
+ Chiếm diện tích lớn
+ Mùi bay lên từ bãi chôn lấp ảnh hưởng đến dân cư xung quanh

+ Nước rác phát sinh ảnh hưởng đến nguồn nước ngầm
+ Việc tìm kiếm xây dựng một bãi chôn lấp mới là khó khăn
III. Tình hình quản lý chất thải rắn ở Việt Nam
III.1. Tình hình phát sinh CTR ở Việt Nam
Lượng chất thải rắn phát sinh phụ thuộc nhiều yếu tố kinh tế - xã hội. Nói chung
thì mức sống càng cao thì lượng chất thải phát sinh càng nhiều.
Tại Việt Nam theo báo cáo diễn biến Môi trường Việt Nam năm 2004 về chất
thải rắn thì lượng chất thải rắn phát sinh trên toàn quốc ước tính khoảng 15 triệu
tấn/năm, trong đó khoảng 150.000 tấn chất thải nguy hại. [4]
+ Đối với chất thải rắn sinh hoạt thì năm 2007 cho thấy lượng CTRSH đô thị
phát sinh chủ yếu tập trung ở hai đô thị đặc biệt là Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh.
Tuy chỉ có hai đô thị nhưng tổng lượng CTR phát sinh tới 8000 tấn/ngày chiếm
45,24% tổng lượng CTRSH phát sinh từ tất cả các đô thị thể hiện ở bảng 4 [5]
Viện khoa học và công nghệ môi trường (INEST) – ĐHBKHN – Tel:(84.4)38681686 – Fax(84.4)38693551
10
Thiết kế dây chuyền làm phân Compost cho 300 tấn rác/ngày
Nguyễn Thị Hoàng Linh Thúy – Lớp CNMT K50 - QN
Bảng 4. Lượng CTRSH phát sinh ở Việt Nam năm 2007
TT
Loại đô
thị
Lượng CTRSH bình quân
đầu người (kg/người/ngày)
Lượng CTRSH đô thị phát sinh
tấn/ngày tấn/năm
1 Đặc biệt 0,84 8.000 2.920.000
2 Loại I 0,96 1.885 688.025
3 Loại II 0,72 3.433 1.253.045
4 Loại III 0,73 3.738 1.364.370
5 Loại IV 0,65 626 228.490

6 Tổng 17.682 6.453.930
+ Chất thải rắn công nghiệp: ở nước ta hiện nay đang thực hiện công nghiệp
hóa hiện đại hóa đất nước nên nền công nghiệp đang trên đà phát triển. Cùng với tốc độ
phát triển của nền công nghiệp cũng phát sinh ra một lượng chất thải rắn ngày càng gia
tăng.
Bảng 5. Sự phát sinh CTR công nghiệp ở Việt Nam [1]
TT Đơn vị %
1 Đông Nam Bộ 48
2 Đồng Bằng sông Cửu Long 10
3 Miền núi phía Bắc 5
4 Đồng bằng sông Hồng 30
5 Nam Trung Bộ 6
6 Tây Nguyên -
Từ bảng 5 thấy sự phát sinh chất thải rắn ở những nước có nền công nghiệp phát
triển thì lượng chất thải rắn phát sinh ra càng nhiều.
+ Chất thải công nghiệp nguy hại: cùng với sự phát triển của nền công nghiệp
thì chất thải công nghiệp nguy hại cũng gia tăng đặc biệt là ở các tỉnh có nền công
nghiệp mạnh [6]
Viện khoa học và công nghệ môi trường (INEST) – ĐHBKHN – Tel:(84.4)38681686 – Fax(84.4)38693551
11
Thiết kế dây chuyền làm phân Compost cho 300 tấn rác/ngày
Nguyễn Thị Hoàng Linh Thúy – Lớp CNMT K50 - QN
Hình 1. Đồ thị biễu diễn chất thải công nghiệp ở Việt Nam
+ Chất thải y tế nguy hại: ở Việt Nam hiện nay có rất nhiều cơ sở y tế cả tư nhân
lẫn nhà nước phát triển. Cùng với sự phát triển của nhiều bệnh viện đồng thời cũng tạo
ra một lượng lớn chất thải y tế nguy hại. Nếu lượng chất thải này không xử lý tốt sẽ
gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường và sức khỏe của con người. Khối lượng
chất thải y tế nguy hại phát sinh ở các tỉnh của Việt Nam được thể hiện ở hình 2 . [6]
Hình 2. Đồ thị biểu diễn lượng CTRYT phát sinh ở các tỉnh
Ngoài ra trong thời gian tới một số loại hình chất thải mới như chất thải điện tử

sẽ gia tăng nếu không xử lý tốt thì sẽ gây nguy hiểm nghiêm trọng đến môi trường và
con người.
III.2. Tình hình quản lý chất thải rắn ở Việt Nam
Mục đích của công tác quản lý chất thải rắn là bảo vệ sức khỏe của cộng đồng;
bảo vệ môi trường; sử dụng tối đa vật liệu; tiết kiệm tài nguyên và năng lượng; tái chế
và sử dụng tối đa rác thải hữu cơ; giảm thiểu chất thải rắn tại các bãi đỗ.
Ở nước ta cùng với sự phát triển kinh tế - xã hội, các ngành sản xuất kinh
doanh, dịch vụ ở các đô thị - khu công nghiệp được mở rộng và phát triển nhanh
chóng, một mặt góp phần tích cực cho sự phát triển của đất nước, mặt khác tạo ra khối
lượng chất thải rắn ngày càng lớn (bao gồm chất thải sinh hoạt, chất thải công nghiệp,
chất thải y tế, ). Việc thải bỏ một cách bừa bãi chất thải rắn không hợp vệ sinh ở các
đô thị khu công nghiệp là nguyên nhân chính gây ô nhiễm môi trường, làm phát sinh
bệnh tật, ảnh hưởng đến sức khỏe và cuộc sống của con người.
Viện khoa học và công nghệ môi trường (INEST) – ĐHBKHN – Tel:(84.4)38681686 – Fax(84.4)38693551
12
Thiết kế dây chuyền làm phân Compost cho 300 tấn rác/ngày
Nguyễn Thị Hoàng Linh Thúy – Lớp CNMT K50 - QN
Nguy cơ ô nhiễm mỗi trường do chất thải gây ra đang trở thành vấn đề cấp bách
hầu hết các ở các đô thị trong nước, trong khi đó công tác quản lý chất thải rắn ở các đô
thị và khu công nghiệp còn yếu kém.
Tại các đô thị và khu công nghiệp việc thu gom và xử lý chất thải rắn sinh hoạt,
chất thải rắn công nghiệp, chất thải nguy hại đang là vấn đề môi trường cấp bách. Hiện
nay ở Việt Nam tình hình thu gom chất thải rắn ở các đô thị lớn và khu công nghiệp
mới chỉ đạt khoảng 70 – 75%; khoảng 30 – 50% ở các đô thị nhỏ. Tỷ lệ thu gom trung
bình của cả nước khoảng 40 – 70% [3] và tỷ lệ này ngày càng gia tăng nhất là ở các
thành phố lớn. Rác thải chưa được phân loại tại nguồn, được thu gom lẫn lộn và vận
chuyển đến bãi chôn lấp. Công việc thu nhặt và phân loại các phế thải có khă năng tái
chế hoàn toàn là do những người nghèo sinh sống bằng nghề bới rác thực hiện.
Việc ứng dụng công nghệ tái chế chất thải rắn còn rất hạn chế, chưa được tổ
chức và quy hoạch để phát triển. Các cơ sở tái chế chất thải có quy mô nhỏ, công nghệ

lạc hậu, hiệu quả tái chế còn thấp và quá trình hoạt động cũng gây ô nhiễm môi trường,
Biện pháp xử lý chất thải rắn chủ yếu hiện nay là chôn lấp nhưng chưa có bãi
chôn lấp chất thải rắn nào hợp vệ sinh môi trường. Các bãi chôn lấp chất thải rắn còn
gây ô nhiễm môi trường đất, nước và không khí.
Chất thải rắn phát sinh tại các khu công nghiệp đang được thu gom và xử lý
chung với chất thải rắn sinh hoạt vì chưa có khu xử lý giành cho chất thải rắn công
nghiệp. Chất thải nguy hại (chất thải y tế) tỷ lệ thu gom mới chỉ đạt 50 - 60%. [3]
Công tác quản lý chất thải rắn hiện nay ở nước ta còn nhiều hạn chế:
- Sự phân công trách nhiệm quản lý chất thải rắn chưa rõ ràng, chưa có một hệ
thống chung cho việc quản lý chất thải rắn chung của thành phố
- Cơ chế thực hiện công tác thu gom và quản lý chất thải rắn vẫn còn mang
nặng tính giai cấp
- Chưa có thị trường cho việc tái chế chất thải rắn chỉ có một phần nhỏ chất
thải rắn công nghiệp được tái chế
- Việc đầu tư cho công tác quản lý và xử lý chất thải rắn còn gặp nhiều thiếu
thốn
- Phần lớn chất thải rắn công nghiệp, chất thải nguy hại và rác thải sinh hoạt
đều thu gom lẫn lộn với nhau chưa được phân loại tại nguồn
- Nhận thức của cộng đồng về việc quản lý chất thải rắn còn thấp
Viện khoa học và công nghệ môi trường (INEST) – ĐHBKHN – Tel:(84.4)38681686 – Fax(84.4)38693551
13
Thiết kế dây chuyền làm phân Compost cho 300 tấn rác/ngày
Nguyễn Thị Hoàng Linh Thúy – Lớp CNMT K50 - QN
CHƯƠNG II: LÝ THUYẾT VỀ QUÁ TRÌNH LÀM PHÂN COMPOST VÀ
LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ LÀM PHÂN COMPOST
I. Khái niệm về phân vi sinh
Ủ sinh học có thể được coi là quá trình ổn định sinh hóa các chất hữu cơ để
thành các chất mùn, với thao tác sản xuất và kiểm soát một cách khoa học, tạo môi
trường tối ưu với quá trình sản xuất. [7]
Quá trình ủ phân vi sinh bao gồm tất cả mọi quá trình phân hủy chất thải dạng

hữu cơ, trả lại chất mùn cho đất. Đó có thể là quá trình phân hủy trong tự nhiên như
phân hủy lá cây. Có thể là quá trình xử lý chất thải theo hướng tạo mùn hữu cơ và qua
quá trình phối trộn với các chất hữu cơ khác cần thiết cho cây trồng tạo ra sản phẩm
phân Compost. Cũng có thể là quá trình xử lý yếm khí các chất hữu cơ trong rác thải
Viện khoa học và công nghệ môi trường (INEST) – ĐHBKHN – Tel:(84.4)38681686 – Fax(84.4)38693551
14
Thiết kế dây chuyền làm phân Compost cho 300 tấn rác/ngày
Nguyễn Thị Hoàng Linh Thúy – Lớp CNMT K50 - QN
thành khí sinh học, phần còn lại thu được dưới dạng lỏng, sau đó làm khô và qua quá
trình ủ chín để có thể bón cho cây trồng hay phối trộn với phụ gia để trở thành phân
bón.
Trong những nghiên cứu gần đây, phân Compost được đánh giá là một trong
những chất điều hòa đất tốt, cần thiết cho sự tăng trưởng của cây trồng. Chúng có khả
năng giữ độ ẩm và các chất dinh dưỡng cho đất, có khả năng kết dính đất cát và giảm
sự sói mòn. Phân Compost còn là chất có khả năng cải tạo và phục hồi đất do đó giảm
nguy cơ thoái hóa của đất, đặc biệt trong điều kiện sử dụng tràn lan các chất phân bón
hóa học và đất như hiện nay đang ảnh hưởng xấu đến chất lượng đất.
II. Các phương pháp làm phân Compost
Có hai phương pháp chính để xử lý chất thải thành phân bón hữu cơ. Đó là
phương pháp hiếu khí dựa trên quá trình phân hủy hiếu khí các hợp chất hữu cơ và
phương pháp yếm khí các hợp chất hữu cơ.
II.1. Phương pháp yếm khí
Đây là phương pháp ủ tự nhiên có lịch sử khá lâu đời thích hợp cho quy mô hộ
gia đình, trang trại hoặc một khu dân cư.
Ủ yếm khí là quá trình phân giải hợp chất hữu cơ không có mặt oxy, sản phẩm
cuối cùng là khí CH
4
(60 – 63%), CO
2
(30 – 35%), lượng nhỏ các khí khác và sinh khối

vi sinh vật lẫn trong mùn.
Phương pháp này rác thải được trộn lẫn với phân chuồng rồi ủ đống hoặc cho
vào bể kín tạo điều kiện kỵ khí. Ban đầu phần ngoài đống có thể là hiếu khí (một vài
giờ) nhưng chủ yếu vẫn là kỵ khí kéo dài hàng tuần, có tới khi cả tháng (thường từ 60 –
70 ngày) [8] xảy ra chủ yếu bên trong đống ủ.
Có thể bổ sung vào đống ủ mùn cưa, rơm rạ, cỏ, lá cây, than bùn sao cho tỷ lệ
C/N = 30 – 35 % [8].
Đống ủ có chiều cao khoảng 2m, chiều rộng và chiều dài tùy thuộc vào mặt
bằng và lượng rác, xung quanh đống có hệ thống rãnh thu nước rỉ từ đống ủ.
Qúa trình này ban đầu có sự tham gia của các vi sinh vật như vi khuẩn, xạ
khuẩn, nấm mốc và nấm men sau đó là các vi khuẩn hô hấp tùy tiện. Các vi sinh vật kỵ
khí chịu được nhiệt độ cao trong đống ủ (50 – 70
0
C).
Phương pháp này xảy ra 3 giai đoạn chủ yếu:
+ Giai đoạn 1: Phân hủy các hợp chất cao phân tử thành các hợp chất phù hợp
cho vi sinh vật sử dụng làm nguồn năng lượng và phát triển tế bào mới.
Viện khoa học và công nghệ môi trường (INEST) – ĐHBKHN – Tel:(84.4)38681686 – Fax(84.4)38693551
15
Thiết kế dây chuyền làm phân Compost cho 300 tấn rác/ngày
Nguyễn Thị Hoàng Linh Thúy – Lớp CNMT K50 - QN
+ Giai đoạn 2: Vi khuẩn phân hủy các sản phẩm của giai đoạn 1 thành các hợp
chất trung gian có phân tử lượng thấp hơn.
+ Giai đoạn 3: Vi khuẩn phân hủy các chất trung gian thành các sản phẩm cuối
cùng đơn giản, chủ yếu là CH
4
và CO
2
.
Phân hủy yếm khí được thể hiện qua phương trình:

Chất hữu cơ + H
2
O + Chất dinh dưỡng
→
Tế bào mới + Chất hữu cơ trơ + CO
2
+ CH
4
+ NH
3
+ H
2
S + Q [7] (1)
- Ưu điểm:
+ Phương pháp này rất đơn giản
+ Thích hợp cho việc xử lý rác thải sinh hoạt ở nông thôn.
- Nhược điểm:
+ Qúa trình này kéo dài
+ Không xử lý được một khối lượng lớn rác thải
+ Sản phẩm mùn thu được không đạt được chất lượng cao
+ Tạo ra các khí gây ô nhiễm môi trường như CO
2
, CH
4

+ Nhiệt độ trong đống ủ có thể vượt quá nhiệt độ tối ưu
II.2. Phương pháp hiếu khí
Xử lý rác thải theo phương pháp hiếu khí là phương pháp ủ với sự có mặt của
oxy. Các chất hữu cơ có trong rác như xenluloze, pectin, tinh bột, protein, chất béo
trong quá trình ủ đều bị vi sinh vật phân hủy.

Vi sinh vật chủ yếu trong quá trình này là các vi sinh vật hiếu khí và tùy tiện.
Quá trình này xảy ra theo 4 giai đoạn:
+ Giai đoạn 1: Giai đoạn Mesophilic
Đây là giai đoạn phát triển mạnh của vi sinh vật ưa ấm. Các vi sinh vật này sử
dụng oxy để vận chuyển cacbon trong nguyên liệu tạo ra năng lượng cho hoạt động của
chúng, đồng thời tạo ra CO
2
, H
2
O và nhiệt.
+ Giai đoạn 2: Giai đoạn Thermophilic
Giai đoạn này vi sinh vật ưa nóng phát triển mạnh và vi sinh vật ưa ấm suy
giảm. Giai đoạn này nhiệt độ tăng cao có vùng có thể lên tới khoảng 70
0
C , và có thể
tiêu diệt được mầm bệnh với nhiệt độ đó. Giai đoạn này kết thúc khi nguồn dinh dưỡng
cạn kiệt.
+ Giai đoạn 3: Giai đoạn ổn định các chất hữu cơ, nhiệt độ giảm dần, các vi sinh
vật chủ yếu là các vi sinh vật ưa ấm.
Viện khoa học và công nghệ môi trường (INEST) – ĐHBKHN – Tel:(84.4)38681686 – Fax(84.4)38693551
16
Thiết kế dây chuyền làm phân Compost cho 300 tấn rác/ngày
Nguyễn Thị Hoàng Linh Thúy – Lớp CNMT K50 - QN
+ Giai đoạn 4: Giai đoạn chín của phân, các vi sinh vật ưa ấm tiếp tục hoạt động
cho đến khi phân hủy hết rác.
Quá trình phân hủy hiếu khí được thể hiện ở hình 3

Hình 3: Sơ đồ phân hủy hiếu khí rác thải
Phương trình phân hủy hiếu khí:
Chất hữu cơ + O

2
+ Chất dinh dưỡng + Vi sinh vật
→
Phân hữu cơ + CO
2
+ H
2
O +
NH
3
+ SO
4
2-
+ Nhiệt [7] (2)
Ủ hiếu khí, rác được chất thành lớp không dày hoặc chất đống (từ 1,5 – 2m) [7].
Cần đảm bảo độ ẩm 45 – 50%, thổi khí nhờ quạt thổi, nhiệt độ trung bình là 55
0
C [8]
- Ưu điểm:
+ Thời gian ủ hiếu khí diễn ra nhanh 2 – 4 tuần rác [7]
+ Phương pháp này đơn giản và ứng dụng phổ biến trên thế giới
+ Do nhiệt độ cao nên các vi sinh vật bị tiêu diệt nhanh
+ Mùi phát sinh ra cũng bị tiêu hủy nhanh
- Nhược điểm:
+ Gây mất vệ sinh khu vực xung quanh
+ Gây ô nhiễm nguồn nước
Nhận xét: Từ những ưu, nhược điểm đã phân tích ở trên cho thấy phương pháp
ủ hiếu khí có ưu điểm hơn như có thể ủ được với một lượng rác lớn, mùi phát sinh
trong quá trình ủ có thể bị tiêu hủy nhanh, chất lượng phân tạo ra tốt. Hiện nay lượng
rác thải ngày càng gia tăng nên phương pháp ủ yếm khí không còn phù hợp nữa nên

người ta thường dùng phương pháp ủ hiếu khí để xử lý một lượng lớn rác thải sinh
hoạt. Hơn nữa phương pháp yếm khí còn phát sinh mùi và chất lượng phân tạo ra
không đảm bảo nên phương pháp ủ yếm khí hiện nay ít dùng ở quy mô lớn.
III. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ủ Compost hiếu khí
Ủ phân Compost hiếu khí là một quá trình phân hủy sinh học nhờ vi sinh vật.
Chính vì vậy các yếu tố ảnh hưởng đến sự tồn tại và phát triển của vi sinh vật đều ảnh
Viện khoa học và công nghệ môi trường (INEST) – ĐHBKHN – Tel:(84.4)38681686 – Fax(84.4)38693551
17
Thiết kế dây chuyền làm phân Compost cho 300 tấn rác/ngày
Nguyễn Thị Hoàng Linh Thúy – Lớp CNMT K50 - QN
hưởng đến quá trình. Các điều kiện tối ưu thúc đẩy quá trình phát triển của vi sinh vật
nhằm thực hiện quá trình tạo phân Composts nhanh nhất bao gồm:
- Kích thước rác thải cũng phải đảm bảo mới có thể tạo ra lượng mùn tốt nhất.
- Độ ẩm cũng phải đảm bảo xuyên suốt quá trình
- Nhiệt độ phải thích hợp để vi sinh vật phát triển
- Ảnh hưởng của pH
- Lượng oxy trong quá trình ủ phải đảm bảo để cho vi sinh vật hoạt động và phát
triển
- Phải đủ thành phần các chất dinh dưỡng nhất là tỷ lệ C/N
- Lượng vi sinh vật phải đảm bảo để cho quá trình phân hủy diễn ra tốt hơn
III.1. Kích thước nguyên liệu và đảo trộn
Kích thước đống ủ và kích thước vật liệu ủ đều ảnh hưởng tới quá trình ủ
Compost. Nếu nguyên liệu được nghiền càng nhỏ thì chất lượng phân sẽ càng tốt. Bởi
vì như vậy sẽ làm tăng diện tích tiếp xúc của phân do đó tăng khả năng hoạt động của
vi sinh vật, hơn nữa làm cho việc đảo trộn được đồng nhất hơn.
Kích thước tối ưu cho vật liệu ủ Compost là từ 25 – 75 mm. [2]
III.2. Nhiệt độ
Nhiệt độ là nhân tố chủ chốt trong việc xác định tỷ lệ chất hữu cơ bị phân hủy.
Nhiệt độ tốt nhất cho vi sinh vật ưa ấm nằm trong khoảng 25 – 45
0

C. Nếu nhiệt độ cao
hơn 50
0
C thì một vài vi sinh vật ưa ấm sẽ bị kìm hãm, thậm chí có thể chết. Nếu nhiệt
độ xuống dưới 20
0
C thì vi sinh vật sẽ ngừng phát triển hoặc làm chậm quá trình phân
hủy
Nhiệt độ tốt nhất cho vi sinh vật ưa nóng nằm trong khoảng 50 - 60
0
C.
Do quá trình ủ phân Compost được diễn ra nhờ hai chủng vi sinh vật là vi sinh
vật ưa nóng và vi sinh vật ưa ấm. Nên tùy theo từng giai đoạn của quá trình ủ phân
cũng như từng giai đoạn hoạt động của từng chủng vi sinh vật mà cần khống chế nhiệt
độ cho thích hợp. Vậy nhiệt độ tối ưu cho quá trình ổn định sinh hóa là 40 - 55
0
C. [7]
III.3. Độ ẩm
Độ ẩm để cho vi sinh vật hoạt động và phát triển thường nằm trong khoảng 40 –
60%. Độ ẩm tối ưu cho quá trình phân hủy nằm trong khoảng 50 – 52% [7].
Nếu vật liệu quá khô không đủ độ ẩm cho sự tồn tại của vi sinh vật hoặc nếu vật
liệu quá ẩm thì sẽ diễn ra quá trình lên men yếm khí, oxy không lọt vào được.
III.4. Ảnh hưởng của pH
Viện khoa học và công nghệ môi trường (INEST) – ĐHBKHN – Tel:(84.4)38681686 – Fax(84.4)38693551
18
Thiết kế dây chuyền làm phân Compost cho 300 tấn rác/ngày
Nguyễn Thị Hoàng Linh Thúy – Lớp CNMT K50 - QN
Giá trị pH là thông số hiển thị độ kiềm và độ axit của nguyên liệu làm phân hữu
cơ. Qúa trình ủ thích hợp với pH nằm trong giải 5,9 – 8. Tuy nhiên, quá trình này xảy
ra hiệu quá nhất là nằm trong khoảng 6,5 – 8 [7]. Nếu pH nhỏ hơn 6 sẽ làm tăng tốc độ

phân hủy, còn nếu pH lớn hơn 8 sẽ thải ra nhiều khí NH
3
. Không đủ oxy thường là
nguyên nhân gây ra pH thấp trong giai đoạn phân hủy, vì vậy tăng hàm lượng oxy
trong đống ủ bằng đảo trộn và thổi khí cưỡng bức có thể làm tăng pH, pH giảm xuống
6,5 – 5,5 trong giai đoạn đầu và pH sẽ tăng nhanh ở giai đoạn ưa ấm tới pH = 8 sau đó
giảm nhẹ xuống 7,5 trong giai đoạn cuối. Nếu dùng vôi để tăng pH ở giai đoạn đầu sẽ
tăng lên ngoài ngưỡng mong muốn làm cho nitơ ở dạng muối sẽ mất đi.
III.5. Độ thoáng khí và phân phối oxy
Quá trình phân hủy tạo thành phân Compost sẽ tiêu thụ một lượng lớn oxy. Nếu
như không đủ oxy, quá trình phân hủy sẽ chậm lại và có thể gây ra mùi. Hàm lượng
oxy nằm trong khoảng 16 – 18,5% là lý tưởng. Nếu hàm lượng oxy nhỏ hơn 6% sẽ
phát sinh mùi do quá trình phân hủy yếm khí sẽ diễn ra trong đống ủ. Để tăng hàm
lượng oxy cần sử dụng thêm máy thổi khí cưỡng bức. Các điều kiện yếm khí có thể
được giảm thiểu bằng cách để độ cao của đống ủ thích hợp, đảo trộn tốt, độ xốp của
đống ủ đều, tránh để độ ẩm quá cao, thường xuyên đảo trộn nguyên liệu hoặc thổi khí
vào bể ủ.
Thông thường độ thoáng áp lực tĩnh là 0,1 – 0,15 mm cột nước cần tạo ra để đẩy
không khí qua chiều sâu dày 2 – 2,5 m vật liệu, áp lực đó chỉ cần quạt gió là đủ. Các
cửa bể ủ sẽ đảm bảo cho làm thoáng, chỉ cần đảo cửa lò ủ mỗi ngày một lần hoặc nhiều
ngày một lần là đủ. Đối với các vật liệu nhỏ (kích thước nhỏ hơn hoặc bằng 25 mm) O
2
có thể xuyên thấm vào qua cửa sâu 0,15 – 0,2 m vật liệu.
Sự phân phối O
2
cho bể ủ là rất cần thiết bởi vi sinh vật hiếu khí cần O
2
tiêu thụ
là 4,2gO
2

/1 kg rác/ngày, nghĩa là khoảng 4 m
3
O
2
/1 tấn rác/ngày [7]. Nhu cầu tiêu thụ
O
2
rất lớn cho những ngày đầu của quá trình Compost và rồi giảm dần. Sự sản sinh
CO
2
luôn tương đương với lượng O
2
tiêu thụ.
Quá trình kỵ nước bắt đầu khi tỷ lệ O
2
trong các bể nhỏ hơn 10%, sau đó khí
metan (CH
4
) xuất hiện. Qúa trình kỵ nước đặc biệt quan trọng khi tỷ lệ O
2
dưới 5%.
Cần có một quá trình sục khí mạnh để hỗ trợ cho vi sinh vật háo khí và sự phân hủy tối
ưu. Tỷ lệ O
2
tiêu thụ không ổn định phụ thuộc vào nhiệt độ, sự thay đổi trong thành
phần và mức độ chín của phân Compost và kích thước nguyên liệu.
III.6. Tỷ lệ C/N, N/P
Viện khoa học và công nghệ môi trường (INEST) – ĐHBKHN – Tel:(84.4)38681686 – Fax(84.4)38693551
19
Thiết kế dây chuyền làm phân Compost cho 300 tấn rác/ngày

Nguyễn Thị Hoàng Linh Thúy – Lớp CNMT K50 - QN
Tỷ lệ C/N ảnh hưởng đến chất lượng phân, tỷ lệ tối ưu cho quá trình làm phân là
25/1 – 30/1 [9]. Nếu tỷ lệ thấp hơn sẽ tạo ra NH
3
, làm cho các hoạt động sinh học bị
cản trở. Nếu tỷ lệ cao hơn thì thiếu nguồn dinh dưỡng cho vi sinh vật.
Tỷ lệ N/P trong một tế bào nằm trong khoảng 5 – 20 [7]. Nếu tỷ lệ N/P của phần
còn lại cao hơn tỷ lệ của những tế bào vi sinh vật thì cần bổ sung một lượng photphat
trên tỷ lệ 100 phần nguyên liệu hữu cơ.
III.7. Vi sinh vật
Trong rác đã có sẵn hệ vi sinh vật thích nghi với các loại rác. Song như vậy vẫn
chưa đủ, nhiều khi chưa đảm bảo cho hệ vi sinh vật có ở trong rác phát triển và phân
hủy các chất hữu cơ đạt hiệu quả cao. Chính vì lẽ đó người ta cần bổ sung thêm giống
vi sinh vật vào bể ủ hiếu khí. Giống vi sinh vật bổ sung có thể từ dịch nước phân từ các
bể phốt gia đình, dịch nước phân chuồng (hoặc phân chuồng), bùn cống hoặc nước thải
từ bãi rác, bùn hoạt tính từ các aeroten đang làm việc Nhiều xí nghiệp còn lấy các
loại rác đang được phân hủy trong các bể ủ làm giống vi sinh vật bổ sung.
Ngoài ra có thể bổ sung vào rác thải lượng vi sinh vật được nuôi từ các phòng
thí nghiệm. Các vi sinh vật này phải đảm bảo các điều kiện sau:
+ Phải có hoạt tính sinh học cao như khả năng phân giải xenluloza và các hợp
chất cao phân tử khác
+ Phải sinh trưởng mạnh trong điều kiện đống ủ lấn át các vi sinh vật khác
+ Không độc hại cho người, vật nuôi, cây trồng và các vi sinh vật hữu ích trong
vùng rễ
+ Có khả năng sinh trưởng mạnh trên môi trường đơn giản, dễ kiếm, thuận lợi
cho quá trình sản xuất chế phẩm
IV. Các vi sinh vật phân giải rác thành phân hữu cơ [7]
IV.1. Vi sinh vật phân giải xenluloza
Trong thiên nhiên có nhiều nhóm vi sinh vật có khả năng phân hủy xenluloza
bao gồm:

+ Vi nấm là nhóm có khả năng phân giải mạnh vì nó tiết ra môi trường một
lượng lớn enzym: Ticoderma, Aspergillus, Fusarium, Mucor,
+ Vi khuẩn cũng có khả năng phân giải xenluloza nhưng không bằng vi nấm vì
số lượng enzym do vi khuẩn tiết ra ít hơn và thành phần là không đầy đủ. Các loài vi
khuẩn: Clostridium, Pseudomonas,
+ Cầu khuẩn thuộc chi Ruminococcus
+ Xạ khuẩn thuộc chi Streptomyces
Viện khoa học và công nghệ môi trường (INEST) – ĐHBKHN – Tel:(84.4)38681686 – Fax(84.4)38693551
20
Thiết kế dây chuyền làm phân Compost cho 300 tấn rác/ngày
Nguyễn Thị Hoàng Linh Thúy – Lớp CNMT K50 - QN
IV.2. Vi sinh vật phân giải protein
Trong quá trình làm phân Compost nhóm vi khuẩn chính phân giải protein là vi
khuẩn nitrat hóa và vi khuẩn cố định nitơ.
Nhóm vi khuẩn nitrat hóa bao gồm hai nhóm là nhóm nitrit hóa và nitrat hóa:
+ Nhóm nitrit hóa: Nitrozomonas, Nitrozocystic, Nitrozolobus và
Nitrosospira
+ Nhóm nitrat hóa: Nitrobacter, Nitrospira và Nitrococcus.
Nhóm vi khuẩn cố định nitơ: Azotobacter, Clostridium,
IV.3. Vi sinh vật phân giải tinh bột
Trong rác có nhiều loại vi sinh vật có khả năng phân giải tinh bột. Một số vi
sinh vật có khả năng tiết ra môi trường đầy đủ các loại enzym trong hệ enzym bao
gồm:
+ Vi nấm: các chi Aspergillus, Fusarium, Rhizopus,
+ Vi khuẩn: Bacillus, Cytophaza, Pseudomonas,
+ Xạ khuẩn cũng có một số chi có khả năng phân hủy tinh bột
IV.4. Vi sinh vật phân giải phospho
Vi sinh vật phân giải phospho thành hai dạng là phospho hữu cơ và phospho vô
cơ:
+ Phospho hữu cơ bao gồm: Bacillus Megatherium, Bacillus Mycoides,

Pseudomonas sp, một số xạ khuẩn và vi nấm cũng có khả năng phân giải phospho hữu
cơ.
+ Phospho vô cơ: Bacillus Megatherium, Bacillus butyricus, Bacillus Mycoides,
Pseudomonas radiobacter, P. Gracilis. Vi nấm thì Aspergillus niger có khả năng phân
giải phospho vô cơ mạnh nhất.
V. Một số công nghệ ủ hiếu khí phổ biến
+ Ủ trong các hố:
Hố này được được tiến hành ủ ở ngoài trời, đào từ dưới đất lên và trực tiếp tiếp
xúc với đất, xung quanh hố được bao bọc bởi các rào chắn, lưới chắn thường làm bằng
lưới thép.
Viện khoa học và công nghệ môi trường (INEST) – ĐHBKHN – Tel:(84.4)38681686 – Fax(84.4)38693551
21
Thiết kế dây chuyền làm phân Compost cho 300 tấn rác/ngày
Nguyễn Thị Hoàng Linh Thúy – Lớp CNMT K50 - QN

Hình 4. Ủ rác thải sinh hoạt trong các hố
+ Ủ trong thùng:
Loại thùng này có dạng hình chữ nhật, có 3 ngăn, được thiết kế dựa trên
thời gian phân hủy của rác thải. Đầu tiên rác tươi được cho vào ngăn lớn nhất.
Sau một khoảng thời gian khối rác này sẽ co lại và chuyển sang ngăn giữa. Đợi
cho đến khi khối rác trong ngăn này giảm đi một nửa lại chuyển sang ngăn cuối
cùng. Qúa trình này có thể kéo dài vài tuần hoặc cả tháng tùy thuộc vào loại rác
ủ và các điều kiện khác.
Ngoài ra cũng có thể ủ trong các thùng làm bằng gỗ. Thùng làm bằng các thanh
gỗ gắn lại với nhau có dạng hình vuông hoặc hình chữ nhật. Các khe hở tạo ra nhằm để
không khí có thể di chuyển từ ngoài vào trong thùng ủ. Thùng có cấu tạo đơn giản, dễ
đảo trộn
Hình 5. Ủ rác thải sinh hoạt trong các thùng làm bằng gỗ
+ Ủ trong thùng quay:
Viện khoa học và công nghệ môi trường (INEST) – ĐHBKHN – Tel:(84.4)38681686 – Fax(84.4)38693551

22
Thiết kế dây chuyền làm phân Compost cho 300 tấn rác/ngày
Nguyễn Thị Hoàng Linh Thúy – Lớp CNMT K50 - QN

Hình 6. Ủ rác thải sinh hoạt kiểu thùng quay
Thùng ủ này có dạng hình trống có một cửa để nạp rác thải vào đồng thời cũng
có một cửa để tháo lượng mùn ra. Bên trong thùng quay này được lắp một ống thông
khí có một đầu cho không khí vào và một đầu để cho không khí ra. Thùng này không
cần phải thổi khí vì thùng này quay nên không khí có thể vào được không cần phải đảo
trộn. [7]
+ Ủ thành luống có đảo trộn
Đây là phương pháp cổ điển nhất. Rác thải được chất thành đống có độ cao
khoảng 1,5 – 2,5 m, mỗi tuần đảo trộn 2 lần. Nhiệt độ trung bình là 55
0
C, độ ẩm duy trì
là 50 – 60%. Kết thúc quá trình ủ sau 4 tuần, 3 – 4 tuần tiếp theo không đảo trộn nữa,
lúc này hoạt động của vi sinh vật sẽ chuyển hóa các chất hữu cơ thành mùn. Phương
pháp này dễ thực hiện nhưng mất vệ sinh, gây ô nhiễm nguồn nước và không khí [7]
Hình 7. Ủ rác thải sinh hoạt bằng phương pháp ủ thành luống lên men có đảo trộn
+ Ủ rác thành luống không đảo trộn, có thổi khí cưỡng bức
Viện khoa học và công nghệ môi trường (INEST) – ĐHBKHN – Tel:(84.4)38681686 – Fax(84.4)38693551
23
Thiết kế dây chuyền làm phân Compost cho 300 tấn rác/ngày
Nguyễn Thị Hoàng Linh Thúy – Lớp CNMT K50 - QN
Với phương pháp này rác được chất thành đống trong các bể ủ có chiều cao 2,5
m. Phía dưới được lắp đặt hệ thống phân phối khí, khí được cấp vào bể nhờ quạt gió
thổi khí cưỡng bức. Đầu của ống dẫn khí mở cho phép không khí đi vào, quá trình
thông khí tự nhiên, khí nóng của đống ủ đi lên, đồng thời kéo không khí từ bên ngoài
vào. Có thể cấp khí cưỡng bức vào hệ thống ủ tĩnh này bằng máy thổi khí. Hệ thống
này dùng cho các đống và luống ủ có kích thước lớn. Nhờ cung cấp đủ oxy cho hệ vi

sinh vật trong rác thải, các quá trình sinh trưởng, phát triển của chúng mạnh hơn, các
chất hữu cơ sẽ được phân hủy nhanh hơn và nhiều hơn. Sau thời gian ủ là 21 ngày, rác
này được đưa vào ủ chín tức để trong điều kiện của môi trường không khí thông
thường trong thời gian 28 ngày mới kết thúc quá trình ủ. [2]
Hình 8. Ủ thành luống không đảo trộn có thổi khí cưỡng bức
Nói chung phương pháp ủ hiếu khí thì có rất nhiều cách để ủ rác thải sinh hoạt
nhưng có thể tóm lại thành 3 phương pháp ủ chính: ủ trong thùng chứa (thùng quay,
thùng gỗ,…), ủ thành luống lên men có đảo trộn và ủ thành luống không đảo trộn có
thổi khí cưỡng bức.
So sánh ưu, nhược điểm của 3 phương pháp ủ trên được thể hiện ở bảng 6
Bảng 6. Ưu, nhược điểm của 3 phương pháp ủ đã nêu ở trên
Các phương
pháp
Ưu điểm Nhược điểm
Ủ trong thùng
chứa
- Kiểm soát chặt chẽ lượng
khí và nước thải sinh ra trong
quá trình lên men
- Đòi hỏi chi phí và vốn đầu tư
cao
- Cần phải quản lý một cách chặt
Viện khoa học và công nghệ môi trường (INEST) – ĐHBKHN – Tel:(84.4)38681686 – Fax(84.4)38693551
24
Thiết kế dây chuyền làm phân Compost cho 300 tấn rác/ngày
Nguyễn Thị Hoàng Linh Thúy – Lớp CNMT K50 - QN
- Các vi sinh vật bổ sung trong
quá trình lên men thì cần phải
tuyển chọn để quá trình ủ xảy
ra nhanh hơn

- Chiếm ít diện tích hơn
- Dễ kiểm soát và ít ô nhiễm
hơn, có khả năng kiểm soát
mùi tốt
- Sản phẩm có chất lượng
không đồng đều
chẽ và theo dõi thường xuyên
- Người vận hành đòi hỏi trình
độ rất cao và phải có kinh
nghiệm
Ủ thành luống
lên men có
đảo trộn
- Phương pháp này đơn giản
dễ thực hiện
- Vì ủ ngoài trời nên nhiệt độ
cao và tốc độ khô rất nhanh
- Chi phí đầu tư và vận hành
thấp
- Phương pháp này gây mất vệ
sinh
- Gây ô nhiễm nguồn nước do
lượng nước rác thoát ra trong quá
trình ủ
- Tốn diện tích
- Phát sinh mùi gây ô nhiễm
không khí xung quanh
- Phương pháp này để ngoài trời
nên có thể dễ bị ảnh hưởng bởi
thời tiết

- Thời gian ủ lâu từ 3 đến 5 tháng
Ủ thành luống
lên men
không đảo
trộn và có thổi
khí cưỡng bức
- Thời gian ủ nhanh
- Nhiệt độ ổn định hơn và ít ô
nhiễm bởi lượng mùi phát
sinh ra
- Lượng oxy trong bể ủ dễ
kiểm soát
- Ít chiếm diện tích
- Phương pháp này đòi hỏi trình
độ công nghệ vừa phải không
cao
Nhận xét: Xét về mặt kinh tế và kỹ thuật thì phương pháp ủ thành luống lên
men không đảo trộn và thổi khí cưỡng bức thì phù hợp với điều kiện của nước ta. Hiện
nay trên thế giới thì phương pháp này được ứng dụng rất nhiều.
Viện khoa học và công nghệ môi trường (INEST) – ĐHBKHN – Tel:(84.4)38681686 – Fax(84.4)38693551
25