Tìm hiểu quy trình xử lý rác thải hữu cơ bằng phương pháp ủ sinh học tại nhà máy xử lý rác thải hữu cơ cầu diễn – hà nội

MỤC LỤC
Phần 1. Đặt vấn đề 2
1.1. Tính cấp thiết của đề tài 2
1.2. Mục đích và yêu cầu nghiên cứu 3
1.2.1. Mục đích 3
1.2.2. Yêu cầu 3
2.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3
Phần 2: Tổng quan của vấn đề nghiên cứu 5
2.1. Cơ sở khoa học phục vụ nghiên cứu 5
2.1.1. Tổng quan chung về công nghệ xử lý chất thải 5
Tổng quan các biện pháp kỹ thuật ủ sinh học chất thải hữu cơ 6
2.1.3. Nguyên lý qúa trình ủ phân 11
2.1.4. Cơ chế chuyển hoá các chất trong quá trình ủ sinh học trong điều kiện ủ hiếu
khí 13
2.1.5 Cơ chế phân huỷ rác thành phân hữu cơ 14
2.2. Tổng quan về công nghệ ủ sinh học rác hữu cơ thành phân vi sinh trên thế giới và ở
Việt Nam 23
2.2.1. Tổng quan về công nghệ ủ sinh học rác thải hữu cơ thành phân vi sinh trên thế
giới 23
2.2.2 Tổng quan về công nghệ ủ sinh học rác thải hữu cơ thành phân vi sinh ở Việt
Nam 30
Phần 3: Nội dung và phương pháp nghiên cứu 38
3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 38
3.2. Nội dung nghiên cứu 38
3.3.Phương pháp nghiên cứu 38
3.3.1. Phương pháp thu thập tài liệu 38
3.3.2. Phương pháp thống kê 38
3.3.3. Phương pháp phân tích so sánh 38
Phần 4: Kết quả nghiên cứu 39
4.1. Điều kiện tự nhiên và nguyên lý hoạt động của công nghệ đang được áp dụng tại
nhà máy 39

4.1.1. Điều kiện tự nhiên của nhà máy xử lý rác thải hữu cơ tại nhà máy Cầu Diễn- Hà
nội 39
4.1.2. Giới thiệu chung về nhà máy xứ lý rác thải hữu cơ tại nhà máy Cầu Diễn- Hà
Nội 40
4.1.3.Công nghệ ủ sinh học đang được áp dụng tại nhà máy để xử lý rác thải hữu cơ42
4.1.3.1. Nguyên lý hoạt động 43
4.1.3.2.Các công đoạn trong công nghệ xử lý rác thải hữu cơ thành phân hữu cơ của
nhà máy 44
4.2. Đánh giá thực trạng công nghệ của nhà máy và đề xuất một số giải pháp nâng cao
hiệu quả sản xuất 61
4.2.1. Đánh giá thực trạng công nghệ ủ sinh học rác thải hữu cơ hiện đang được áp
dụng tại nhà máy xử lý rác Cầu Diễn 61
4.2.1.1. Các đánh giá trên phương diện kỹ thuật- công nghệ 61
4.2.1.2. Các đánh giá trên phương diện vận hành và bảo trì 63
4.2.1.3. Các đánh giá trên phương diện bảo vệ môi trường 64
4.2.1.4. Cách đánh giá trên phương diện chi phí và thu hồi chi phí 65
4.2.1.5.Các đánh giá trên phương diện chất lượng sản phẩm và thị trường tiêu thụ
sản phẩm 66
4.3. Đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả xử lý chất thải hữu cơ bằng phương pháp ủ
sinh học tại nhà máy xử lý rác thải Cầu Diễn. 68
4.3.1.Các giải pháp kỹ thuật về phương diện cơ chế, chính sách 68
4.3.2. Các giải pháp về phương diện quản lý 69
4.3.3. Các giải pháp về phương diện kỹ thuật 69
4.3.4. Các giải pháp kỹ thuật về phương diện kinh tế - tài chính 70
Phần 5: Kết luận và kiến nghị 71
5.1. Kết luận 71
5.2. Kiến nghị 72
Phần 1. Đặt vấn đề
1.1. Tính c p thi t c a t iấ ế ủ đề à
Môi trường là một trong những đặc trưng cơ bản của thời đại, là vấn đề

mang tính toàn cầu. Chính vì vậy, ô nhiễm môi trường là thách thức gay gắt
nhất với tương lai phát triển môi trường bền vững của cộng đồng. Nước ta là
nước đang trong thời kì đổi mới- thời kì đẩy mạnh công nghiệp hóa hiện đại
hóa nên vấn đề rác thải là một trong những vấn đề lớn. Vì thế, xử lý rác thải
đô thị là một trong những vấn đề bức xúc nhất hiện nay tại các thành phố.
Chất thải đô thị của Việt Nam hiện nay chủ yếu được xử lý bằng phương pháp
chôn lấp tại các bãi chôn lấp, chỉ một phần nhỏ được xử lý bằng phương pháp
ủ sinh học. Đặc biệt là thành phố Hà Nội đã và đang là thành phố phát triển
kinh tế, văn hoá nhất cả nước, là nơi diễn ra các hoạt động đầu tư kinh tế vào
nước ta, là nơi thu hút người đến. Chính vì thế, thành phố Hà Nội chiếm vị trí
quan trọng đối với cả nước.
Trong những năm gần đây, thành phố Hà Nội đang đứng trước nguy cơ ô
nhiễm môi trường nghiêm trọng. Để phát triển môi trường của đất nước bền
vững thì vấn đề quản lý chất thải và xử lý chất thải là hết sức cấp bách vì nó là
nguồn gây ô nhiễm môi trường sống, suy thoái nguồn nước và là nguyên nhân
gây dịch bệnh lây lan, đồng thời làm ảnh hưởng đến nếp sống của người dân.
Tuy nhiên nhiều năm qua, không chỉ ở trên thế giới mà cả ở Việt Nam
Bộ khoa học - công nghệ môi trường đã có nhiều nỗ lực nhằm ngăn chặn ô
nhiễm và cải thiện môi trường. Trong đó ưu tiên các giải pháp nhằm bảo vệ
môi trường đồng thời tận thu được nguồn năng lượng và các chất quý giá
quay hồi phục vụ con người. Công nghệ xử lý rác thải hữu cơ bằng phương
pháp ủ sinh học thực sự là một công nghệ có nhiều triển vọng phát triển mạnh
ở Việt Nam.
Nhận thức đúng đắn tầm quan trọng của vấn đề bảo vệ môi trường là
cầu nối cho sự phát triển bảo vệ, nhằm góp phần nâng cao chất lượng cuộc
sống. Do đó, em chọn đề tài “Tìm hiểu quy trình xử lý rác thải hữu cơ bằng
phương pháp ủ sinh học tại nhà máy xử lý rác thải hữu cơ Cầu Diễn – Hà
Nội” để đáp ứng yêu cầu bảo vệ môi trường hiện nay đồng thời xử lý tận thu
nguồn năng lượng lâu dài.
1.2. M c ích v yêu c u nghiên c u.ụ đ à ầ ứ

1.2.1. Mục đích
- Tìm hiểu qui trình xử lý rác thải hữu cơ bằng phương pháp ủ sinh
học.
- Đánh giá công nghệ xử lý rác thải hữu cơ bằng phương pháp ủ sinh
học hiện có.
- Đề xuất phương cách quản lý, xử lý rác thải thành phố.
1.2.2. Yêu cầu
Học tập và tìm hiểu quy trình công nghệ tại nhà máy xử lý phế thải Cầu
Diễn.
2.2. i t ng v ph m vi nghiên c uĐố ượ à ạ ứ
- Rác thải, phế thải thành phố Hà Nội.
- Nhà máy xử lý rác thải hữu cơ thành phân vi sinh Cầu Diễn – Hà Nội
là nơi nghiên cứu.
- Phạm vi: là các hợp phần hữu cơ có trong rác thải.
Phần 2: Tổng quan của vấn đề nghiên cứu
2.1. C s khoa h c ph c v nghiên c uơ ở ọ ụ ụ ứ
2.1.1. Tổng quan chung về công nghệ xử lý chất thải
Hàng ngày, lượng chất thải phát dinh trên thế giới khoảng 6,2.10
6
tấn
rác thải/ngày, trong đó chất thải hữu cơ chiếm tới 50% tổng lượng rác thải
phát sinh, tương đương khoảng 3,1.10
6
tấn rác thải hữu cơ/ngày. Với lượng
rác thải khổng lồ như vậy đòi hỏi có nhiều nghiên cứu xử lý phù hợp theo
từng điều kiện kinh tế của mỗi nước để giảm thiểu tối đa ô nhiễm do rác thải
gây ra. Hiện nay trên thế giới thường áp dụng các biện pháp kỹ thuật xử lý
chất thải như sau:
• Phương pháp chôn lấp chất thải hợp vệ sinh
Phương pháp này chi phí rẻ nhất, bình quân ở các nước khu vực Đông

Nam Á là 1- 2 USD/tấn. Phương pháp này thường phù hợp với các nước đang
phát triển.
• Phương pháp chế biến chất thải có nguồn gốc hưũu cơ thành phân
ủ hữu cơ
Phương pháp này chi phí thong thường từ 8- 10 USD/tấn. Thành phẩm thu
được dung để phục vụ cho cây công nghiệp và nông nghiệp, vừa có tác dụng
cải tạo đất vừa thu được sản phẩm không bị nhiễm hoá chất tồn dư trong quá
trình sinh trưởng. Thành phẩm này được đánh giá cao ở các nước phát triển.
Ở Việt Nam, nếu phát triển phương pháp làm phân hữu cơ từ chất thải sẽ góp
phần giải quyết nạn thiếu phân bón do không có đủ kinh phí nhập khẩu.
Nhược điểm của phuơng pháp này là quá trình kéo dài, thường là từ 2- 3
tháng , tốn diện tích. Một nhà máy sản xuất phân hữu cơ từ chất thải công suất
xử lý 100.000 tấn chất thải/năm cần có diện tích là 6ha.
• Phương pháp thiêu đốt
Phương pháp này tuy chi phí cao, thong thường từ 20- 30 USD/tấn, nhưng
chu trình xử lý ngắn, chỉ từ 2- 3 ngày, diện tích chỉ bằng 1/6 diện tích nhà
máy làm phân hữu cơ có cùng công suất. Với giá thành đắt nen chỉ các nước
phát triển áp dụng nhiều, ở các nước đang phát triển nên áp dụng phương
pháp này ở quy mô nhỏ để xủ lý chất thải độc hại như: chất thải bệnh viện,
chất thải công nghiệp,…
Tổng quan các biện pháp kỹ thuật ủ sinh học chất thải hữu cơ
Ủ sinh học là quá trình ổn định sinh hoá các chất hữu cơ để thành các
chất mùn, với thao tác sản xuất và kiểm soát khoa học, tạo môi trường tối ưu
với quá trình sản xuất. Quá trình ủ được thực hiện theo 2 phương pháp:
- Phương pháp ủ yếm khí
- Phương pháp ủ hiếu khí ( thổi khí cưỡng bức)
Quá trình ủ áp dụng đối với chất hữu cơ không độc hại, 2 yếu tố
nhiệt độ và độ ẩm luôn được kiểm soát trong quá trình ủ, quá trình tự tạo ra
nhiệt riêng nhờ sự oxy hóa các chất thối rữa. Sản phẩm cuối cùng của quá
trình phân huỷ là CO

2
, nước và các chất hữu cơ bền vững như lignin,
xenluloza, sợi…
Khái quát về quá trình phân huỷ chất hữu cơ trong giai đoạn ủ phân vi sinh
Giai đoạn phân huỷ giai đoạn ủ chín giai đoạn ổn định
• Công nghệ ủ sinh học
Công nghệ có thể là ủ đống tĩnh thoáng khí cưỡng bức, ủ luống có đảo
định kỳ hoặc vừa thổi khí vừa đảo. Xử lý rác làm phân hữu cơ là biện pháp xử
lý rất có hiệu quả sản phẩm phân huỷ, có thể kết hợp tốt với phân người hoặc
phân gia súc (đôi khi cả than bùn) cho ta phân hữu cơ có hàm lượng dinh
Phân
compost
đã ủ chin
Chất thải
hữu cơ
Phân compost
đã hoàn thiện
Phân compost
tươi
dưỡng cao, tạo độ tơi xốp, rất tốt cho việc cải tạo đất. Phương pháp này phải
chi phí thông thường từ 8- 10 USD/tấn. Thành phẩm thu được dùng để phục
cho cây nông nghiệp và trồng cây công nghiệp, vừa có tác dụng cải tạo đất
vừa thu được sản phẩm không bị ô nhiễm hoá chất dư tồn trong quá trình sinh
trưởng. Thành phẩm này sẽ còn góp phần giải quyết nạn thiếu phân bón do
không đủ kinh phí nhập khẩu.
Tuy nhiên phương pháp này cũng có hạn chế là chu trình sản xuất lâu
dài, bình thường từ 2- 3 tháng, diện tích thường tốn. Một nhà máy sản xuất
hữu cơ từ chất thải có công suất xử lý 100 000 tấn chất thải cần có diện tích
khoảng 6ha.
• Công nghệ Composting

Chất thải được sử dụng là phân Compost chủ yếu là thành phần hữu cơ
được phân loại bằng máy, bằng tay qua hệ thống băng chuyền. Sau khi phân
loại rác được đưa vào máy cắt, nghiền để có kích thước đồng nhất, sau đó
được trộn thêm bùn cống rãnh, cặn hầm cầu để điều chỉnh tỷ lệ Cacbon/Nitơ
(C/N) theo 1 tỷ lệ nào đó trong các khoảng ( 7- 12 lần) rồi được đưa vào quá
trình lên men (phân huỷ sinh học) hiếu khí trong các “thiết bị” khác nhau. Các
thiết bị khác nhau có thể nguyên liệu được lên men trong dạng tinh như đánh
luống, dạng động trong thiết bị lên men kiểu tang trống… Quá trình lên men
hiếu khí gần với việc cấp không khí cho vi sinh và thu hồi sản phẩm khí của
quá trình lên men.
Việc cấp khí có thể là sản phẩm của quá trình lên men được thu về, xử
lý bằng phương pháp hấp thụ với các dung dịch như: Hypoclorid Natri,
Hypoclorid Canxi, các dung dịch kiềm loãng Ca(OH)
2
, NaOH… nhằm loại bỏ
các hợp chất H
2
S, SO
3
-
và các axit khác (HCl, H
2
CO
3
và các axit hữu cơ…)
sinh ra trong quá trình lên men hiếu khí trước khi được thải ra môi trường.
Sau khi được phân huỷ lên men hiếu khí, các chất thải trở nên xốp và
“hoai”- sản phẩm Compost thô được đưa sang khâu ổn định và chế biến để
thành sản phẩm thương phẩm Compost (gọi là mùn Compost các loại) hoặc
(và) phân bón hữu cơ NPK ( có bổ sung NPK theo tiêu chuẩn dinh dưỡng của

phân bón hữu cơ).
Trong quá trình ổn định, hoàn thiện, rác tiếp tục bị phân huỷ nhưng ở
tốc độ chậm hơn, tỷ lệ tiệu thụ oxy giảm, độ ẩm giảm, hoạt động của vi
sinh vật chủ yếu ở dạng cạnh tranh, hàm lượng amôn đã chuyển sang dạng
N – NO
3
-
. Thời gian cho giai đoạn này khoảng 15 – 25/35 ngày tuỳ theo
việc có sự can thiệp của các thiết bị. Quá trình vô cơ hoá rác được thực hiện
hoàn toàn.
Compost được tạo thành sau giai đoạn ổn định được tiếp tục chế biến
qua các sàng rung để lấy mùn và tách khỏi các phần trơ (kim loại, cát sỏi,
thuỷ tinh, nhựa… chiếm khoảng 5- 7%) để tạo thành Compost thương phẩm.
Đối với tất cả công nghệ sản xuất Compost, ngoài các biện pháp như
cung cấp không khí, trộn bùn cống, cặn hầm cầu ( nhằm cung cấp dinh dưỡng
theo tỷ lệ C/N, ôxy, đảm bảo độ ẩm và nhiệt độ cho vi khuẩn phát triển.
Người ta còn có thể bổ sung các loài và chủng vi sinh (vi sinh và nấm mốc)
có vai trò quan trọng trong phân huỷ rác. Các vi sinh nói trên trong quá trình
“tiếp cận” với rác sẽ “nhận dạng” “đối tượng” mà nó có khả năng phân huỷ,
sẽ “ tiết ra” các Enzym ngoại bào- hay còn gọi là men của vi sinh, các Enzym
này chúng là tác nhân “cắt nhỏ” các đại phân tử của chất hữu cơ thành các
phần nhỏ- “tiểu phân tử”. Sử dụng không khí, cơ chất chính ( các thành phần
dinh dưỡng chính: Nitơ, Cacbon hữu cơ và các chất dinh dưỡng khác). Vi
sinh tiếp tục phát triển với cấp số nhân và quá trình “cắt nhỏ” nói trên là quá
trình phân huỷ hỗn hợp rác thải tiếp tục diễn ra mạnh mẽ. Đối với các thành
phần cơ chất chính của rác: Xenluloza, tinh bột, mỡ và đạm. Các loài vi sinh ở
các điều kiện (nhiệt độ, pH…) thích hợp sẽ có các hoạt lực Enzym ngoại bào
lớn nhất, tương ứng với cơ chất, đó là Xenluloza, Amilaza, Lipaza và
Protenoza. Việc bổ sung hỗn hợp các chế phẩm vi sinh có thể thúc đẩy nhanh
quá trình phân huỷ rác thải lên 5- 6 lần, rút ngắn thời gian lên men hiếu khí

hoặc ủ hoàn thiện hiếu và kỵ khí xuống nhiều lần, đồng thời nâng cao chất
lượng sản phẩm. Compost được hình thành đúng hướng và giảm thiểu các sản
phẩm pphụ không mong muốn của quá trình len men và phân huỷ rác nói trên.
Các quá trình phân huỷ chính bao gồm:
+ Đống có cấp khí cưỡng bức hai chiều.
+ Ủ đống có đảo trộn thường xuyên.
+ Lò, ủ hầm Tunel và lò quay- Modul.
• Đống ủ Compost
Thường có kích thước khoảng rộng 3m, cao 2m, độ dài tuỳ theo diện
tích đất sử dụng nhằm duy trì nhiệt độ của khối rác. Tuỳ theo phương pháp có
sự can thiệp của máy móc hay không. Thời gian ủ khoảng 12 ngày đén 30
hoặc 40 ngày. Nếu không có sự can thiệp của máy móc, với hệ thống ủ kiểu
khí bị động thời gian có thể lớn hơn, khoảng 3- 4 tháng. Sau khi kết thúc giai
đoạn này, khối rác nhờ có sư hoạt độngcủa vi sinh vật đã bị phân huỷ gần như
hoàn toàn. Có hai dạng: thông khí bị động và thông khí chủ động.
- Hệ thống thông khí bị động: Hệ thống này được cung cấp qua các ống
đã khoan lỗ đặt dưới các đống, dòng khí nóng có xu hướng dâng lên và đi ra
ngoài đống ủ, không khí được trợ “hút” từ phía dưới lên, khí thải được thu
phía trên mỗi đống.
- Hệ thống thông khí chủ động: Sử dụng quạt gió để cung cấp khí tới
đống ủ qua các ống theo chiều từ trên xuống (do khí thải được hút phía dưới
mặt sang) hoặc từ dưới lên nếu khí thải được hút phía trên. Trong quá trình ủ,
quạt gió hút hoặc đẩy khí qua các đống ủ sao cho đống ủ luôn được duy trì ở
nhiệt độ thích hợp. Hiện nay phương pháp này cũng có nhiều cải tiến, áp dụng
các thành tựu khoa học như sử dụng một số các loại máy móc thiết bị có
nhiều chức năng đồng thời như: nghiền, cắt, trộn và thổi khí… nhằm giảm
thiểu thời gian phân huỷ của rác thải.
• Công nghệ hầm Tunel
Phổ cập ở nhiều nước trên thế giới để xử lý rác sinh hoạt có độ ẩm cao.
Đây là phương pháp lên men hiếu khí trong thiết bị dạng kín để đảm bảo

không gây ô nhiễm khí thải ra bên ngoài do môi trường lớn hơi nước cùng các
sản phẩm ôxy hoá dạng khí toả ra trong quá trình lên men. Mặt khác, ở thiết
bị kín dạng hầm Tunel hoặc lò Tunel, có thể nâng cao hiệu suất cấp khí và
thời gian lên men xuống còn 12- 15 ngày (bằng phương pháp ủ đống có đảo
trộn nghiền liên hợp). Thời gian lưu của rác trong lò có thể 4, 5, 6 ngày cho
giai đoạn lên men tích cực, sau đó giai đoạn hoàn thiện kéo dài chừng 8- 10
ngày ở dạng đông.
Phương pháp này có nhược điểm sinh một khối lượng lớn nước thải từ
rác phải xử lý và đồi hỏi rác phải được nghiền nhỏ trước khi đưa vào lò.
Hiệu suất chuyển hoá trong phương pháp này chưa thật cao vì thiếu yếu
tố đảo trong thiết bị làm cho sự phân bố không khí không thật đặc trong toàn
bộ khối rác ủ.
• Công nghệ ủ Compost trong lò quay Modul
Về nguyên tắc, là một cải tiến so với phương pháp lên men trong lò
Tunel: thiết bị kín để nâng cao hiệu quả cấp và thu khí, lò quay thực hiện chế
độ đảo nguyên liệu trong một quá trình lên men, đặc biệt, việc lên men được
thực hiện trong nhiều Modul lò quay song song với các thể tích mà phải được
lựa chọ cho mỗi lò để đảm bảo theo dõi được chất lượng Compost của từng lò
(thông qua thiết bị điều khiển) và do đó tách được sản phẩm chất lưọng tốt
(đối với những mẻ rác đơn thuần ít lẫn tạp chất) hoặc loại bỏ được những mẻ
rác có chất lượng xấu lẫn nhiều tạp chất độc của chất thải công nghiệp làm
cho quá trình lên men không thưch hiện được. Quá trình lên men cũng diễn ra
từ 72- 100 giờ, quá trình hoàn thiện và chế biến khoảng dưới 100 giờ.
- Nhược điểm của công nghệ này là đầu tư cao hơn so với lò Tunel và
các đống (do phân nhỏ ra các lò, trang bị hệ thống điều khiển quá trình lên
men, nguyên liệu phải được xé nhỏ ra các lò để đảm bảo độ đồng đều; cấu
trúc lò phức tạp: vì vừa đảm bảo chế độ quay, vừa phải kín lại được cấp
không khí, cấp ẩm riêng, vừa hút khí thải đem đi xử lý…)
Như vậy với quy trình sản xuất Compost (từ khâu sơ chế => lên men
=> hoàn thiện sản phẩm) với các công nghệ lên men khác nhau (ủ đống có

thổi khí cưỡng bức hoặc tự nhiên, ủ đống có đaỏ xới nghiền liên hợp, lò lên
men sinh học kiểu Tunel, lên men trong lò quay, Modul hoá có điều khiển…)
là phương pháp tiêu biểu.
Mùn Compost có giá trị như mùn hữu cơ với lượng vi khuẩn khá cao
thường đạt trên 106- 107 bào tử vi sinh sống/1mg mùn). Mùn có tác dụng tốt
để cải tạo đất, tạo điều kiện cho các loại vi sinh vật đất phát triển và giúp cho
quá trình chuyển hoá các chất dinh dưỡng.
2.1.3. Nguyên lý qúa trình ủ phân
• Nguyên lý ủ phân ở chế độ yếm khí
Thực chất của quá trình ủ yếm khí là sự phân giải phức tạp gluxit, lipit
và protein với sự tham gia của vi sinh vật kỵ khí. Nguyên lý ủ phân ở chế độ
yếm khí là sử dụng chủ yếu các vi sinh vật có sẵn trong tự nhiên, sử dụng
lượng oxy tối thiểu trong quá trình phân huỷ. Đây là phương pháp đã được áp
dụng từ lâu, các chế phẩm vi sinh vật phân giải hữu cơ khác, sau đó được
đánh thành luống hoặc đống và phủ kín. Sau 3- 4 tháng phủ kín cộng với
nhiệt độ, độ ẩm, độ xốp, phế thải hữu cơ được phân huỷ thành phân hữu cơ.
nhiệt độ, độ ẩm, VSV
N
• Nguyên lý ủ phân ở chế độ hiếu khí
RÁC HỮU CƠ ĐƯỢC
BỔ SUNG THÊM
N, P, K
CH
4
+ H
2
S + H
2
O
Thực chất quá trình ủ phân ở ché độ hiếu khí là quá trình ủ sinh học

quy mô công nghiệp. Rác tươi được chuyển về nhà máy, sau đó được chuyển
vào bộ phận nạp rác và đựoc phân loại lấy phần rác hữu cơ. Phân frác hữu cơ
này được trộn với phân người và chế phẩm EM
TC
, vi sinh vật phân giải
xenluloza (Emuni 6). Sau đó máy xúc đưa vật liệu này vào bẻ ủ lên men, có
chế độ thổi gió cưỡng bức nhờ hệ thống quạt gió. Thời gian ủ là 21 ngày.
Nguyên lý của phương pháp này chủ yếu sử dụng các vi sinh vật có sẵn
trong tự nhiên, bổ sung thêm một số chế phẩm vi sinh vật phân giải mạnh
xenluloza, protein, lignin,… Điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm, oxy, độ thoáng khí ,
pH và các chất dinh dưỡng cóp lợi nhất nhằm kích thích sự phát triển của hệ
vi sinh vật có trong bể ủ phân huỷ các chất hữu cơ tạo thành mùn.
Phế thải hữu cơ + nhiệt độ + độ ẩm + O
2
+ chất dinh dưỡng (phân bùn bể
phốt) +EM + thời gian từ 1,5- 2 tháng = phân hữu cơ
Nhiệt độ, độ ẩm, VSV
CHONS (humus) được gọi là phân Compost, là thành phần dinh dưỡng chế
tạo phân rác. Thành phần humus được phân tích trong bảng sau:
RÁC HỮU CƠ CHNOS (humus) + H
2
O
Phân tích thành phần axit có mùn chiết suất từ đất ở những vùng có khí hậu
khác nhau (theo Schristzer, 1977)
Đất
Nguyên
tố (%)
Đất vùng
Bắc cực
Axit Trung

tính
Đất đá
nhiệt đới
Đất nhiệt
đới
Trung bình
trên 100
C 56,2 53,8- 58,7 55,7- 56,7 53,6-55,0 54,4- 54,9 56,2
H 6,2 3,2- 5,8 4,4- 5,5 4,4- 5,0 4,8- 5,6 4,7
N 4,3 0,8- 2,4 4,5- 5,0 3,3- 4,6 4,1- 5,5 3,2
O 0,5 0,1- 0,5 0,6- 0,9 0,8- 1,5 0,6- 0,8 0,8
S 32,8 53,4- 58,3 32,7- 34,7 34,8- 36,3 34,1- 35,2 35,1
2.1.4. Cơ chế chuyển hoá các chất trong quá trình ủ sinh học trong điều
kiện ủ hiếu khí
• Quá trình lên men vi sinh:
Rác thải sử dụng làm phân Compost chủ yếu là rác hữu cơ thu gom từ
các khu dân cư hoặc các khu chợ có được phân loại bằng máy, bằng tay rồi
được đưa vào quá trình lên men (phân huỷ sinh học) hiếu khí vói các dạng
khác nhau: ủ luống, dạng động trên băng tải hoặc được đùn dịch trong thiết bị
dạng lò, hầm tunnel, hoặc được đảo tronh thiết bị lên men kiểu tang trống…
Quá trình lên men hiếu khí gắn liền với cấp không khí cho vi sinh. Việc cấp
khí có thể dưới dạng tự nhiên hoặc cưỡng bức do điều kiện diện tích, kinh phí
đầu tư và vận hành dây chuyền sản xuất. Phương trình của quá trình ủ tự
nhiên trong điều kiện hiếu khí:
nhiệt độ, độ ẩm, VSV
Các khí thải là các sản phẩm của quá trình lên men được thu về, xử lý
bằng phương pháp hấp thụ với các dung dịch như: Hypoclorid Canxi,
Hypoclrrid Natri, Các dung dịc kiềm loãng Ca(OHO
2
, NaOH,… nhằm loại bỏ

sinh vạt, các hợp chất H
2
S, SO
3
và các axit khác (HCl, H
2
CO
3
và các axit hữu
cơ…) sinh ra trong quá trình lên men hiếu khí trứơc khi được thải ra môi
C,H,N,S CH
4
+H
2
S + CO
2
+ MÙN
trường
• Quá trình ủ chín:
Sau khi được phân huỷ trong lên men hiếu khí, các chất thải trở nên
xốp và “hoai”- sản phẩm Compost thô được đưa sang khâu ủ chín để ổn định
thành phần hóa học. Trong quá trình ổn định, hoàn thiện, rác tiếp tục bị phân
huỷ nhưng ở tốc độ chậm hơn, tỷ lệ tiêu thụ oxy giảm, độ ẩm giảm, hoạt động
của vi sinh vật chủ yếu ở dạng cạnh tranh hoặc ức chế, hàm lượng amôn đã
chuyển sang dạng NO
3
- N. Thời gian cho giai đoạn này khoảng 15- 25 ngày
tuỳ theo việc có sự can thiệp của máy móc hay không. Quá trình vô cơ hoá
rác được thực hiên hoàn toàn. Compost được tạo thành sau giai đoạn ổn định
tiếp tục chế biến qua Compost sàng rung (Screener) để lấy mùn và tách khỏi

Compost phần trơ (kim loại, cát, sỏi, thuỷ tinh, nhựa… chiếm khoảng 5- 7%)
để thành phân bón vi sinh. Có 3 phương pháp lên men hiếu khí chính là: Ủ
đống (Windrow); Lò ủ hầm Tunel; Phản ứng thùng quay.
2.1.5 Cơ chế phân huỷ rác thành phân hữu cơ
• Thành phần các vi dinh vật trong đống ủ
Quá trình Compost là một quá trình oxy hoá, hoá- sinh các chất hữu cơ
do các loại vi sinh vật khác nhau. Những vi sinh vật phát triển theo cấp số
nhân, đầu tiên là chậm và sau nhanh hơn.
Thành phần các vi sinh vật có trong đống ủ làm phân Compost bao
gồm các chủng giống vi sinh vật phân huỷ xenluloza, vi sinh vật phân giải
protein, vi sinh vật phân giải tinh bột, vi sinh vật phân giải phosphat.
a. Vi sinh vật phân giải xenluloza
Trong thiên nhiên có nhiều nhóm vi sinh vật có khả năng phân huỷ
xenluloza nhờ có hệ enzym xenluloza ngoại bào. Trong đó vi nấm là nhóm có
khả năng phân giải mạnh và nó tiết ra môi trường một lượng lớn enzym có
đầy đủ các thành phần. Nấm mốc có hoạt tính phân giải xenluloza, đáng chú ý
là Tricoderma. Hầu hết các loài thuộc chi Tricoderma sống hoại sinh trong
đất, rác và có khả năng phân huỷ xenluloza. Trong nhóm vi nấm ngoài
Tricoderma còn rất nhiều giống khác co khả năng phân giải xeluloza như
Aspergillus, Fusarium, Muco.
Nhiều loại vi khuẩn cũng có khả năng phân huỷ xenluloza, tuy nhiên
cường độ không mạnh bằng vi nấm. Nguyên nhân là do số lượng enzym tiết
ra môi trường của vi khuẩn thường nhỏ hơn, thành phần các loại enzym
không đầy đủ. Thường ở trong đống ủ rác có ít loại vi khuẩn có khả năng tiết
ra đầy đủ 4 loại enzym trong hệ enzym xenluloza. Nhóm này tiết ra một loại
enzym, nhóm khác tiết ra loại khác, chúng phối hợp với nhau để phân giải cơ
chất trong mối quan hệ hỗ sinh.Nhóm vi khuẩn khí hiếm bao gồm Clostridium
và đặc biệt là nhóm vi khuẩn sống trong dạ cỏ của động vật nhai lại. Chính nhờ
nhóm vi klhuẩn này mà trâu, bò có thể sử dụng được Xenluloza trong cỏ, rơm rạ
làm thức ăn. Đó là những cầu khuẩn thuộc chi Ruminococcus có khả năng phân

huỷ xenluloza thành đường và các axit hữu cơ.
Ngoài vi nấm và vi khuẩn, xạ khuẩn và niêm vi khuẩn cũng có khả
năng phân huỷ xenluloza. Ngưòi ta thường sử dụng xạ khuẩn , đặc biệt là chi
Streptomyces trong việc phân huỷ rác thải sinh hoạt. Những xạ khuẩn này
thường thuộc nhóm ưa nóng, sinh trưởng và phát triển tốt nhất ở nhiệt độ 45-
500
0
C rất thích hợp với quá trình ủ rác thải.
b. Vi sinh vật phân giải protein
Trong môi trường rác ủ đống, nitơ tồn tại ở các dạng khác nhau, từ nitơ
phân giải ở dạng khí cho đến các hợp chất hữu cơ phức tạp có trong cơ thể
động, thực vật và con người. Trong cơ thể sinh vật, nitơ tồn tại chủ yếu dưới
dạng các hợp chất đạm như pritein, axit amin. Khi cơ thể sinh vật chết đi,
lượng nitơ này hữu cơ này tồn tại ở trong đất (rác). Dưới tác dụng của các
nhóm vi sinh vật hoại sinh, protein được phân giải thành các axit amin. Các
axit amin này lại được một nhóm vi sinh vật phân giải thành NH
3
và NH
4
+
gọi
là nhóm vi khuẩn amin hoá. Quá trình này gọi là sự khoáng hoá chất hữu cơ
vì qua đó, nitơ hữu cơ được chuyển thành dạng nitơ khoáng. Dạng NH
4
+
sẽ
được chuyuển hoá thành dạng NO
3
-
nhờ nhóm vi khuẩn nitrat hoá.

Các hợp chất nitrat lại được chuyển hoá thành dạng N
2
phân tử, quá
trình này gọi là sự nitrat hoá được thực hiện bởi nhóm phân nitrat. Khí N
2
sẽ
được cố định lại trong tế bào vi khuẩn và tế bào thực vật, sau đó chuyển thành
dạng N
2
hữu cơ nhờ nhóm vi khuẩn cố định N
2
. Do đó vòng tuần hoàn N
2
khép kín. Trong hầu hết cá khâu chuyển hoá của vòng tuần hoàn đều có sự
tham gia của các vi khuẩn khác nhau. Nếu sự hoạt động của nhóm nào đó
ngừng lại thì toàn bộ sự chuyển hoá của vòng tuần hoàn sẽ bị ảnh hưởng
nghiêm trọng.
Trong quá trình Compost, nhóm vi khuẩn chính phân giải protein là vi
khuẩn nitrat hoá, vi khuẩn cố định nitơ.
Nhóm vi sinh vật tiến hành nitrat hoá bao gồm hai nhóm tiến hành hai
giai đoạn của quá trình. Giai đoạn oxy hoá NH
4
+
thành NO
2
-
gọi là nitrit hoá,
giai đoạn oxy hoá NO
2
-

thành NO
3
-
gọi là giai đoạn nitrat hoá.
Nhóm vi khuẩn nitrat hoá bao gồm bốn chi khác nhau: Nitrozomonas,
Nitrozocystic, Nitrozolobus và Nitrosospira, chúng đều thuộc loại tưh dưỡng
bắt buộc, không có khả năng sống trên môi trường thạch, bởi vậy phân lập
chúng rất khó, phải dùng silicagen thay cho thạch. Nhóm vi khuẩn này 6
nhóm tự dưỡng hoá năng có khả năng oxy hoá NH
4
+
bằng O
2
không khí và tạo
ra năng lượng:
NH
4
+
+ 3/2 O
2
NO
2
-
+ H
2
O +2H
+
+ năng lượng
Nhóm vi khuẩn tiến hành oxy hoá NO
2

-
thành NO
3
-
bao gồm

ba chi
khác nhau: Nitrobacter, Nitrospira và Nitrococcus.
Quá trình oxy hoá NO
2
-
thành NO
3
-
được thực hiện bởi nhóm vi khuẩn
nitrat hoá. Chúng cũng là những vi sinh vật tự dưỡng hoá năng có khả năng
oxy hoá NO
2
-
tạo thành năng lượng. Năng lượng này được dùng để đồng hoá
CO
2
tạo thành đường.
NO
2
-
+ O
2
NO
3

- + năng lượng
Nhóm vi khuẩn cố định nitơ có trong môi trường rác ủ là các nhóm:
Azotobacter- là một loại vi khuẩn hiếu khí, không sinh bào tử có khả năng cố
định nitơ phân tử, sống tự do trong đất (rác).
Clostridium là một loại vi khuẩn kỵ khí sống tự do trong rác, có khả
năng hình thành bào tử, loại phổ biến nhất là Clostridium pastensinium có
hình que ngắn, khi còn non có khả năng di động bởi tiên mao.Khi già mất khả
năng di động. Khi hình thành bào tử thường có hình con thoi do bào tử hình
thành lớn hơn kích thước tế bào. Clostridium có khả năng đồng hoá nhiều
nguồn cacbon khác nhau như các loại đường, rượu, tinh bột … Nó thuộc loại
kỵ khí nên các sản phẩm trao đổi chất của nó là các axit hữu cơ (butanol,
etanol, axeton) đó là các sản phẩm chưa được oxy hoá hoàn toàn.
c. Vi sinh vật phân giải tinh bột
Trong rác bể ủ 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 amilaza. Ví dụ như một số vi nấm bao gồm một số loại trong các
chi Aspergillus, Fusarium, Rhizopus,… Trong nhóm vi khuẩn có một số loài
thuộc chi Bicillus, Cytophaza, Pseudomonas… Xạ khuẩn cũng có một số chi
có khả năng phân huỷ tinh bột. Đa số các vi sinh vật không có khả năng tiết
đầy đủ hệ enzym amilaza phân huỷ tinh bột. Chúng chỉ có thể tiết ra môi
trường một hoặc một vài men trong hệ đó. Ví dụ như các loài Apergillus
candidus, Pasteurianum, Bacillus subtilis, B.mesenterices, Clostridium, A.
oryzae… chỉ có khả năng tiết ra môi trường một loại enzyme α - amilaza. Các
loại Aspergilluss oryzae, Clostrinium acetobuliticum chỉ tiết ra môi trường α -
amiolaza. Một số loài khác chỉ có khả năng tiết ra môi trường enzyme gluco
amilaza. Các nhóm này cộng tác với nhau trong quá trình phân huỷ tinh bột
thành đường. Trong sản xuất nguời ta thường sử dụng các nhóm vi sinh vật có
khả năng phân huỷ tinh bột. Ví dụ trong chế biến rác thải hữu cơ người ta
cũng sử dụng những chủng vi sinh vật có khả năng phân huỷ tinh bột để phân
huỷ tinh bột có trong thành phần rác hữu cơ.

d. Vi sinh vật phân giải phosphat
Trong rác ủ, phospho tồn tại ở nhiều dạng hợp chất khác nhau. Phospho
được tích luỹ trong rác khi động thực vật chết đi, những hợp chất phospho
hữu cơ này được vi sinh vật phân giải tạo thành các hợp chất phospho vô cơ
khó tan. Do đó, phospho tồn tại ở hai dạng: phospho hữu cơ và phospho vô
cơ.
Vi sinh vật phân giải lân hữu cơ chủ yếu thuộc hai chi: Bacillus và
Pseudomonas. Các loài có khả năng phân giải mạnh là B.megatherium,
B.micoides và Psendomonas sp. Ngày nay người ta đã phát hiện một số xạ
khuẩn và vi nấm có khả năng phân giải phospho hữu cơ.
Vi sinh vật phân giải lân vô cơ bao gồm các loại vi khuẩn có khả năng
phân giải mạnh là Bacillus megatherium, B.butyricus, B. mycoides.
Psenudomonas radiobacter. P. gracilis… Trong nhóm vi nấm thì Aspergillus
niger có khả năng phân giải mạnh nhất. Ngoài ra một số xạ khuẩn cũng có
khả năng phân giải lân vô cơ.
• Sự hoạt động của vi khuẩn trong đống ủ
Các quá trình sinh hoá diễn ra trong đống ủ rác chủ yếu do hoạt động
của các vi sinh vật sử dụng các hợp chất hữu cơ làm nguồn dinh dưỡng cho
các hoạt động sống chủ yếu của chúng. Các loại vi khuẩn và nấm đóng vai trò
quan trọng trong quá trình phân giải các hợp chất. Các loại vi sinh vật phát
triển tốt trong các điều kiện môi trường được xác định như bảng sau:
Các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến vi sinh vật
Yếu tố môi trường Khoảng xác định
Nhiệt độ,
0
C
Nồng độ muối, % NaCl
pH
Nồng độ oxy, %
Áo suất, mPa

Ánh sáng
0 -70
0- 3
1,0- 12
0- 21
0- 115
Bóng tối, ánh sáng mạnh
Các vi sinh vật tham gia vào quá trình phân giải tại các đống ủ rác được
chia thành ba nhóm chủ yếu sau:
- Các vi sinh vật ưa ẩm: phát triển mạnh ở nhiệt độ từ 0- 20
0
C
- Các vi sinh vật ưa ấm: phát triển mạnh từ nhiệt độ 20- 40
0
C
- Các vi sinh vật ưa nóng:phát triển mạnh từ nhiệt độ 40- 70
0
C
Sự phát triển của các loại vi sinh vật theo nhiệt độ được thể hiện như
sau: Thời kỳ đầu của quá trình ủ rác, quá trình hiếu khí được diễn ra, giai
đoạn này các chất hữu cơ dễ bị oxy hoá sinh hoá thành dạng đơn giản như
protein, tinh bột, chất béo và một lượng nhất định chất xenluloza. Trong quá
trình này, các vi sinh vật tiếp nhận một lượng năng lượng rất lớn và vì thế có
tồn tại một lượng năng lượng đáng kể ở dạng nhiệt. Lượng năng lượng nhiệt
được tạo thành bên trong lòng đống ủ được tạo ra nhiều hơn so với lượng
nhiệt năng được thoát ra bên ngoài và do đó nhiệt độ bên trong các đống ủ
được tăng lên. Giá trị nhiệt độ tăng tới 60- 70
0
C, kéo dài trong thời gian
khoảng 30 ngày. Ở khoảng nhiệt độ này, các phản ứng hoá học kéo diễn ra sẽ

trội hơn các phản ứng vi sinh vật bởi hầu hết chủng vi sinh vật không phát
triển được ở nhiệt độ 70
0
C.
Trong quá trình phân huỷ hiếu khí, các polime ở dạng đa phân tử được
vi sinh vật chuyển hoá sang dạng đơn phân tử sau đó lại được vi sinh vật hấp
thụ, sử dụng trong việc tiếp nhận năng lượng để kiến tạo nên tế bào mới. Khi
O
2
bị các vi sinh vật hiếu khí tiêu thụ dần thì các vi sinh vật yếm khí bắt đầu
xuất hiện và nhiều quá trình lên men khác bắt đầu diễn ra trong đống ủ. Các
vi sinh vật tham gia vào quá trình lên men là nhóm vi sinh vât dị dưỡng trong
điều kiện cả yếm khí lẫn kỵ khí nghiêm ngặt. Các chất hữu cơ dạng đơn giản,
các axit amin, đường… được chuyển hoá thành các axit béo dễ bay hơi, rượu,
CO
2
và N
2
. Các axit béo dễ bay hơi, rượu sau đó lại được chuyển hoá tiếp tục
với sự tham gia của các vi sinh vật axeton và các vi sinh vật khử sunfat.
Các vi sinh vật axeton tạo ra các axit axetic, khí CO
2
còn các vi khuẩn
chỉ tạo ra khí N
2
và khí CO
2
. Các chất này là nguyên liệu ban đầu của quá
trình mêtan hoá. Cácvi khuẩn tạo sunfat và vi khuẩn tạo mêtan là những vi
khuẩn thuộc nhóm tạo vi sinh vật kỵ khí bắt buộc. Có hai nhóm vi sinh vật

chủ yếu tham gia vào quá trình tạo mêtan, phần lớn là các vi sinh vật tạo
mêtan từ khí N
2
và khí CO
2
, phần nhỏ (gồm 2 đến 3 chủng loài) là những vi
sinh vật tạo mêtan từ axit axetic. Trong tổng khí mêtan tạo thành từ đống ủ
có tới 70% được tạo thành từ axit axetic. Nếu như có tồn tại nhiều sunfat
trong các đống ủ thì các vi khuẩn khử sunfat sẽ mang tính trội hơn vi khuẩn
mêtan và như vậy sẽ không có khí mêtan tạo thành nếu sunfat vẫn tồn tại.
Trong quá trình chuyển hoá yếm khí và kỵ khí, nhiệt độ của các đống ủ giảm
xuống vì các chủng loại vi sinhvật ở giai đoạn này tạo ra ít nhiệt lượng hơn so
với quá trình chuyển hoá hiếu khí (chỉ bằng 7% so với qúa trình hiếu khí).
Nếu nồng độ của các axit hữu cơ, axit béo dễ bay hơi tạo ra càng nhiều thì
trong nước rác sẽ có pH thấp (4- 5) và có nồng độ COD, BOD
5
cao.
Như vậy, rác hữu cơ tại các đống ủ được phân huỷ theo nhiều giai đoạn
chuyển hoá sinh học khác nhau để tạo ra sản phẩm cuối cùng là mùn hữu cơ
để làm phân Compost.
• Lựa chọn các chủng giống vi sinh vật xử lý rác thải làm phân
Tình trạng phổ biến hiện nay tại các cơ sở chế biến rác là ủ rác tự nhiên
với các vi sinh vật có sẵn trong rác. Điều này dẫn đến một hạn chế nhất định
trong quá trình xử lý, thời gian ủ kéo dài, chất lượng phân thành phẩm không
cao… khi tạo được điều kiện thuận lợi (nhiệt độ, độ ẩm, pH,…) thì không
phải chỉ các vi sinh vật có lợi phát triển mà cả các vi sinh vật có hại cũng phát
triển, sinh độc tố làm hại cây trồng và ô nhiễm đất. Chính vì vậy, việc tuyển
chọn các vi sinh vật hữu hiệu để bổ sung vào đống ủ thực sự cần thiết. Tuy
nhiên để có thể tuyển chọn được chủng giống vi sinh vật hữu hiệu cần phải
dựa trên nguyên tắc 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.
- Các tác dụng cải tạo đất tốt, tức là phát huy hết khả năng sau khi đã
bón vào đất.
- 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.
Các vi sinh vật có các đặc điểm trên đây khi được bổ sung vào rác ủ
vẫn có thể thực hiện chức năng, do đó có thể nâng cao sản lượng mùn mà
không ảnh hưởng tới môi trường sống.
Có thể bổ sung vào đống ủ một số nhóm vi sinh vật hữu hiệu sau:
 Xạ khuẩn
Các chủng xạ nkhuẩn có khả năng phân giải nhanh các hợp chất cao
phân tử trong rác. Trong đó hoạt tính phân giải các hợp chất lingo, xenluloza
(là hợp chất rất khó bị phân hủy bởi đa số vi sinh vật) nổi bật hơn cả. Ngoài ra
còn có khả năng sinh các chất kích thích sinh trưởng thực vật (gibberellin,
axit indolaxetic…). Vì vậy, trong đất, xạ khuẩn có khả năng phát huy tác
dụng với cây trồng. Nhờ khả năng chịu nhiệt độ cao mà xạ khuẩn có thể sinh
trưởng và hoạt động mạnh mẽ trong đống ủ thực tế.
 Vi khuẩn
Vi khuẩn phân giải xen luloza: có khả năng sinh trưởng ở nhiệt độ cao,
bên cạnh hoạt tính phân giải hợp chất lingo - xenluloza còn nhiều enzym
ngoại bào phân huỷ các cao phân tử khác như protein, tinh bột. Ưu điểm của
những vi khuẩn chịu nhiệt này là sinh trưởng khá nhanh do đó có thể lấn át
các nhóm vi sinh vật không hữu ích khác.
Vi khuẩn sinh chất kích thích sinh trưởng thực vật: gồm các vi sinh vật
mà trong quá trình trao đổi chất có khả năng tổng hợp các hormon thực vật

như gibberellin, axit indolaxetic, xifokinin. Các chủng vi khuẩn này thường
được bổ sung vào giai đoạn cuối của quá trình sản xuất sản phẩm phân ủ và
phát huy tác dụng khi bổ sung vào đất trồng trọt.
Vi khuẩn lactic: sản sinh axit axetic từ đường và một số hydrocacbon
khác được sinh ra nhờ hoạt động của một số vi sinh vật phân huỷ xenluloza,
tinh bột. Ngược lại vi khuẩn latic lại có tác dụng tăng cường sự phân huỷ các
chất như lignin, xenluloza, sự sinh trưởng của vi khuẩn latic không gây trở
ngại đến quá trình phân huỷ các chất hữu cơ. Trong quá trình trao đổi chất, vi
khuẩn có sản sinh ra axit latic, có khả năng ức chế các vi sinh vật gây hại.
 Vi nấm
Các chủng vi nấm sử dụng trong chế phẩm có dải nhiệt độ cho sinh
trưởng khá rộng. Chủ yếu hoạt động của vi nấm diễn ra mạnh ở giai đoạn ủ
hiếu khí.
Vi nấm phân giải xenluloza: ngoài khả năng phân giải xenluloza còn có
thể sinh ra một số enzym ngoại bào khác như proteaza, amilaza. Hoạt động
của chủng này phân huỷ nhanh chóng các chất hữu cơ cho các vi sinh vật hữu
ích khác phát triển.
Vi nấm phân giải phosphat: rất cần trong quá trình biến đổi các phosphat
khó tan thành dạng cây dễ thụ, nâng cao chất lượng phân thành phẩm.
Thực tế cho thấy công nghệ mới có sử dụng các vi sinh vật hữu hiệu và
tuyển chọn cho năng suất và chất lượng cao hơn so với quá trình mà chương
trình của Liên hợp quốc khuyến cáo. Thời gian ủ từ 2- 2,5 tháng giảm xuống
còn 25- 30 ngày. Năng suất mùn rác của bể là 130m
3
từ 25 tấn đến 30- 35 tấn.
Phân ủ bằng vi sinh vật không có mùi hôi, không ủ rác, hạn chế tối đa ruồi
muỗi.
2.2. T ng quan v công ngh sinh h c rác h u c th nh phân vi sinhổ ề ệ ủ ọ ữ ơ à
trên th gi i v Vi t Namế ớ à ở ệ
2.2.1. Tổng quan về công nghệ ủ sinh học rác thải hữu cơ thành phân vi

sinh trên thế giới
1. Thái Lan
a. Nguyên lý hoạt động
Ở Thái Lan, một trong những công nghệ phổ biến để xử lý rác thải hữu
cơ tại thành phố Bangkok và các thành phố khác là công nghệ ủ sinh học
“DANO- System”. Rác thải hữu cơ được đưa đến các phễu tiếp nhận và theo
băng chuyền đến tang quay phân loại và loại bỏ các thành phần tạp chất và
tách kim loại trên các băng từ. Sau đó, các thành phần có thể ủ được đưa đến
khu “ổn định sinh học DANO Bio- Stabilizer”. Đó là một ống trụ hình tròn,
nằm ngang hơi nghiêng, có đường kính từ 3- 4cm và chiều dài thay đổi từ 25-
30m tuỳ thuộc vào công suất của nhà máy. Ống trụ này sẽ quay tròn với tốc
độ 1vòng/phút và dọc theo chiều dài ống có các miệng thổi được cấp khí bằng
1 quạt gió với áp lực thấp. Trong trường hợp nhiệt độ bên trong ống tăng cao
trên 60
0
C, ảnh hưởng đáng kể đến quá trình phân huỷ hiếu khí các hợp phần
hữu cơ trong ống thì áp lực thổi khí và tốc độ quay của ống sẽ được tăng
cường. Hơi nước và các thành phần khí thải trong ống sẽ được hút riêng ra
ngoài để xử lý. Quá trình xử lý trong ống thường xuyên xảy ra trong khoảng
thời gian từ 2,5- 5 ngày. Quy trình công nghệ được thể hiện trên sơ đồ.
b. Ưu và nhược điểm
• Ưu điểm:
- Hiệu quả xử lý thành phân hữu cơ rất cao.
- Các thành phần bay hơi và khí thải được thu hồi triệt để và xử lý,
tránh phát tán gây ô nhiễm môi trường.
• Nhược điểm:
- Đòi hỏi phải đào tạo nhân lực có đủ trình độ kỹ thuật để vận hành và
bảo dưỡng hệ thống thường xuyên.
- Chi phí vận hành hệ thống cao.
Sơ đồ 1: Sơ đồ công nghệ xử lý rác thải bằng công nghệ ổn định sinh học

DANO tại Bangkok, Thái Lan
TANG QUAY PHÂN LOẠI VÀ
BĂNG CHUYỀN TÁCH TỪ
TẠP CHẤT KHÔNG PHÂN HUỶ
SINH HỌC
ỐNG TRỤ TRÒN ỔN ĐỊNH SINH HỌC
DANO, 2,5- 5 NGÀY
TÁI CHẾ /CHÔN LẤP SÀNG THÔ TRÊN
TANG QUAY
SÀNG TINH TRÊN
TANG QUAY
MÁY CẮT,
NGHIỀN NHỎ
PHỄU TIẾP NHẬN RÁC
PHỐI TRỘN PHÂN HOÁ HỌC
HOẶC CÁC CHÂT KHÁC
CÂN TRỌNG LƯỢNG,
ĐÓNG BAO TIÊU THỤ
2. Trung Quốc
a. Nguyên lý hoạt động
Ở Trung Quốc, một trong những công nghệ phổ biến của các nhà máy
xử lý rác thải như ở Bắc Kinh, Nam Ninh, Thượng Hải,… là áp dụng phương
pháp xử lý rác thải trong thiết bị kín. Rác được tiếp nhận và đưa vào các thiết
bị ủ kín (phần lớn là hầm ủ) sau 10- 12 ngày, hàm lượng H
2
S, CH
4
, CO
2
,…

giảm, được đưa ra ngoài ủ chín. Sau đó mới tiến hành phân loại, chế biến
thành phân bón hữu cơ.
Sơ đồ 2: Sơ đồ công nghệ xử lý rác thải sinh hoạt của Trung Quốc
TIẾP NHẬN RÁC THẢI
THIẾT BỊ CHỨA (HẦM Ủ KÍN) CÓ BỔ SUNG VI SINH VẬT, THỔI KHÍ,
THU NƯỚC RÁC THỜI GIAN 1O ĐẾN 12 NGÀY
Ủ CHÍN, ĐỘ ẨM 40% THỜI
GIAN 15 – 20 NGÀY
SÀNG PHÂN LOẠI THEO KÍCH THƯỚC ( BẰNG BĂNG TẢI, SÀNG QUAY)
VẬT VÔ CƠ PHÂN LOẠI THEO TRỌNG
LƯỢNG (BẰNG KHÔNG KHÍ
CÓ THU KIM LOẠI)
PHÂN LOẠI SẢN
PHẨM ĐỂ TÁI CHẾ
PHỐI TRỘN N,P,K VÀ CÁC
NGUYÊN TỐ KHÁC
CHÔN LẤP CHẤT TRƠ
Ủ PHÂN BÓN NHIỆT ĐỘ 30

–
40
0
C, THỜI GIAN 5 - 10 NGÀY
ĐÓNG BAO TIÊU THỤ