Thiết kế nhà máy xử lý rác thải sinh hoạt khu dân cư 150000 dân

Đồ án tốt nghiệp -1- GVHD: Đoàn Thị Hoài Nam
MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây cùng với sự phát triển của nền kinh tế đất nước thì
tốc độ đô thị hoá diễn ra nhanh chóng, dân cư ngày càng tập trung đông đúc đến các
thành phố lớn đã tạo cho các nhà quản lý không ít khó khăn trong việc quản lý xã
hội. Ngoài vấn đề nhà ở, nghề ngiệp, trật tự xã hội thì vấn đề ô nhiễm môi trường là
một trong những vấn đề cấp bách nhất hiện nay.
Các tác nhân gây ô nhiễm môi trường như các chất thải công nghiệp, chất thải
nông nghiệp, rác thải sinh hoạt, rác thải y tế, ngày càng tăng lên theo thời gian mà
chưa có các biện pháp xử lý triệt để và an toàn. Trong đó việc xử lý rác thải sinh
hoạt đang là một bài toán khó cho các nhà quản lý môi trường. Hầu hết rác thải sinh
hoạt ở nước ta đều xử lý bằng phương pháp chôn lấp lộ thiên, hiệu quả xử lý rất
thấp và tiêu tốn diện tích lớn. Bên cạnh đó các bãi rác này còn gây ô nhiễm không
khí, ô nhiễm nguồn nước ngầm, chứa các mầm bệnh gây ảnh hưởng xấu đến sức
khỏe của những người dân xung quanh. Một số phương pháp khác của nước ngoài
như phương pháp chôn lấp tích cực, phương pháp đốt, phân loại rác và ủ compost
rác hữu cơ trong các bioreactor…Có thể áp dụng, nhưng chi phí vận hành rất cao
không phù hợp với điều kiện kinh tế nước ta.
Như vậy vấn đề đặt ra cho các nhà công nghệ là làm thế nào để xử lý rác thải
sinh hoạt có hiệu quả nhất mà lại phù hợp với điều kiện tự nhiên và điều kiện kinh
tế của nước ta.
Với đặc điểm tự nhiên và đặc điểm của rác thải sinh hoạt ở Việt Nam là lượng
rác hữu cơ trong rác thải sinh hoạt rất lớn (chiếm 55-72%), thì việc xây dựng một
nhà máy xử lý rác thải theo phương pháp ủ sinh học sau công đoạn phân loại rác là
rất phù hợp và có hiệu quả cao. Do chi phí vận hành nhà máy thấp, vừa tận dụng
được những phế liệu có thể tái chế, vừa tạo được lượng phân mùn hữu cơ rất lớn
cho sản xuất nông nghiệp và lượng rác đem chôn lấp còn lại là rất thấp.
Năm 2009 SVTH: Đỗ Lương Bình
Đề tài: Thiết kế nhà máy xử lý rác thải khu dân cư 150000 dân
Đồ án tốt nghiệp -2- GVHD: Đoàn Thị Hoài Nam

Đà Nẵng một thành phố lớn ở khu vực miền trung với dân số trên một triệu dân,
dân cư lại trập trung không đồng đều, tập trung đông đúc ở khu trung tâm thành phố
và một số khu vực có nhiều trường đại học, khu công nghiệp. Trong đó thì khu vực
Hoà Khánh - Liên Chiểu là nơi tập trung của nhiều trường đại học, cao đẵng, khu
công nghiệp. Nơi đây tập trung đông đúc nhiều sinh viên, công nhân vì vậy lượng
rác thải thải ra mỗi ngày ở đây là rất lớn.
Do đó việc “ Thiết kế nhà máy xử lý rác thải sinh hoạt khu dân cư 150000
dân ” theo phương pháp ủ sinh học cho khu vực Hoà Khánh – Liên Chiểu là rất cần
thiết.
Năm 2009 SVTH: Đỗ Lương Bình
Đề tài: Thiết kế nhà máy xử lý rác thải khu dân cư 150000 dân
Đồ án tốt nghiệp -3- GVHD: Đoàn Thị Hoài Nam
Chương 1
LẬP LUẬN KINH TẾ VÀ KỸ THUẬT
1.1. Sự cần thiết phải đầu tư và xây dựng nhà máy
Dân số càng tăng, tốc độ đô thị hóa, dân cư ngày còn tập trung đến các thành
phố lớn, nhu cầu sinh hoạt càng tăng, theo đó lượng chất thải do con người gây ra
ngày càng nhiều, nhất là ở các đô thị. Theo số liệu thống kê mới đây của cơ quan
môi trường cho thấy: Thành phố Hà Nội thải ra mỗi ngày khoảng 1.368 tấn rác sinh
hoạt, thành phố Hồ Chí Minh thải ra khoảng 3.752 tấn, thành phố Đà Nẵng khoảng
1.123 tấn. Dự kiến đến năm 2020 tổng lượng rác thải sinh hoạt của ba thành phố
này sẽ vào khoảng 3.318.823 tấn/năm. [17]
Với lượng rác thải ra rất lớn như vậy nhưng hầu hết lượng rác thải sinh hoạt ở
nước ta đều chưa được xử lý hợp vệ sinh, phần lớn là chôn lấp lộ thiên. Theo thống
kê cả nước có 149 bãi rác chôn lấp không hợp vệ sinh (chủ yếu là lộ thiên) và phần
lớn các bãi rác này đang trong tình trạng quá tải. Các bãi rác này đang gây ô nhiễm
đất, ô nhiễm nguồn nước, ô nhiễm không khí nghiêm trọng và chứa nhiều tác nhân
gây bệnh ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người. Trong khi đó các phương pháp xử
lý rác thải sinh hoạt của các nước tiên tiến như phương pháp đốt, phương pháp chôn
lấp tích cực, ủ sinh học trong các bioreactor…nếu áp dụng chưa chắc đã cho hiệu

quả cao, do sự khác biệt về điều kiện khí hậu gây ra sự khác biệt lớn về các thông
số kỹ thuật. Mặt khác các phương pháp này có chi phí vận hành rất cao không phù
hợp với điều kiện kinh tế nước ta.
Đối với thành phố Đà Nẵng, phần lớn rác thải sinh hoạt đều được đưa về bãi rác
Khánh Sơn. Theo thiết kế thì bãi rác này sẽ hoạt động đến năm 2005, tuy nhiên hiện
nay bãi rác này vẫn đang hoạt động trong tình trạng quá tải, gây ô nhiễm nghiêm
trọng đến môi trường xung quanh mà chưa có giải pháp nào để thay thế.
Do đó việc thiết kế xây dựng một nhà máy xử lý rác thải sinh hoạt theo phương
pháp ủ sinh học, với các thông số kỹ thuật phù hợp với điều kiện khí hậu Việt Nam
và chi phí vận hành thấp tại Đà Nẵng là hết sức cần thiết. Không những góp phần
Năm 2009 SVTH: Đỗ Lương Bình
Đề tài: Thiết kế nhà máy xử lý rác thải khu dân cư 150000 dân
Đồ án tốt nghiệp -4- GVHD: Đoàn Thị Hoài Nam
giảm thiểu ô nhiễm môi trường mà còn quay vòng tái sử dụng những chất thải có
thể tái chế.
1.2. Vị trí nhà máy
Để một nhà máy đi vào hoạt động lâu dài và có hiệu quả cao thì vị trí đặt nhà
máy thích hợp có một vai trò quan trọng. Địa điểm xây dựng nhà máy phải gần
vùng nguyên liệu, hệ thống giao thông thuận tiện, có thể hợp tác hóa với các nhà
máy khác trong khu vực để sử dụng chung các công trình cung cấp điện, nước, khu
xử lý nước thải, các công trình phúc lợi tập thể và phục vụ công cộng, vấn đề tiêu
thụ sản phẩm và phế phẩm nhanh nhưng đảm bảo được yếu tố môi trường, ít ảnh
hưởng đến những khu vực lân cận.
Như vậy, để đáp ứng được những yêu cầu trên thì vị trí nhà máy đặt ở khu vực
gần bãi rác Khánh Sơn là phù hợp nhất, nơi đây đã được thành phố qui hoạch để
chứa rác thải thành phố nên việc đặt nhà máy xử lý rác ở đây ít tác động đến khu
vực lân cận, đảm bảo được các yếu tố xã hội.
1.3. Đặc điểm tự nhiên
Thành phố Đà Nẵng nằm ở 15
0

55’ đến 16
0
14’ vĩ độ Bắc, 107
0
18’ đến 108
0
20 độ
Kinh Đông. Nằm trong khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa điển hình, nhiệt độ cao
và ít biến động. Mỗi năm có hai mùa rõ rệt, mùa mưa kéo dài từ tháng 8 đến tháng
12 và mùa khô kéo dài từ tháng 1 đến tháng 7, thỉnh thoảng có những đợt gió mùa
Đông Bắc vào mùa đông nhưng không gây rét đậm và kéo dài.
Nhiệt độ trung bình hàng năm khoảng 25,9
0
C, cao nhất vào các tháng 6, 7, 8,
trung bình từ 28
0
-30
0
C, thấp nhất vào các tháng 12, 1, 2, trung bình từ 18
0
-23
0
C.
Độ ẩm không khí trung bình là 83,4%, cao nhất vào các tháng 10, 11, trung bình
từ 85,67-87,67%, thấp nhất vào các tháng 6, 7, trung bình từ 76,67-77,33%.
Lượng mưa trung bình hàng năm là 2504,57 mm/năm. Lượng mưa cao nhất vào
các tháng 10, 11, trung bình từ 550-1000 mm/tháng, thấp nhất vào các tháng 1-4,
trung bình từ 23-40 mm/tháng.
Năm 2009 SVTH: Đỗ Lương Bình
Đề tài: Thiết kế nhà máy xử lý rác thải khu dân cư 150000 dân

Đồ án tốt nghiệp -5- GVHD: Đoàn Thị Hoài Nam
Số giờ nắng bình quân trong năm là 2156,2 giờ: nhiều nhất là vào tháng 5, 6
trung bình từ 234-277 giờ/tháng, ít nhất vào là vào tháng 11,12 trung bình từ 69-165
giờ/tháng.
Hướng gió chủ yếu vào mùa nóng là Đông Nam và vào mùa lạnh là Đông Bắc,
tốc độ gió trung bình 3-4 m/s.
1.4. Hệ thống giao thông vận tải
Thành phố Đà Nẵng nằm ở vị trí chiến lược của nước ta, giao thông thuận lợi cả
về đường bộ, đường hàng không, đường sắt, đường biển và ngày càng được nâng
cao, mở rộng. Tạo điều kiện cho việc tiêu thụ sản phẩm của nhà máy được rộng rãi.
Nhà máy đặt ở khu vực Khánh Sơn gần với bãi rác của thành phố có hệ thống
giao thông hoàn chỉnh, có thể liên kết với các nhà máy khác ở khu công nghiệp Hoà
Khánh. Do đó việc thu nhập nguyên liệu, vận chuyển phế liệu tái chế, các sản phẩm
của nhà máy tới nơi tiêu thụ rất thuận lợi và nhanh chóng.
1.5. Vùng nguyên liệu
Ở đây ta chọn vùng nguyên liệu cho nhà máy sử dụng nguồn là rác thải sinh hoạt
của khu dân cư Hoà Khánh – Liên Chiểu. Nơi đây gần vị trí đặt nhà máy, dân cư tập
trung đông đúc, gồm công nhân, sinh viên và dân bản địa nên lượng rác thải ra là rất
lớn. Với vị trí và điều kiện giao thông thuận lợi của nhà máy thì việc thu nhập
nguyên liệu đã giảm được thời gian và chi phí vận chuyển là rất lớn.
1.6. Nguồn cung cấp điện
Nhà máy sử dụng nguồn điện do điện lực Đà Nẵng cung cấp từ mạng điện lưới
quốc gia, thông qua hệ thống cung cấp điện cho khu vực Khánh Sơn. Nhà máy phải
có hệ thống tải điện và đặt trạm biến thế riêng.
Ngoài ra nhà máy cần có máy phát điện dự phòng để đảm bảo nguồn điện được
cung cấp liên tục.
1.7. Hệ thống cấp và thoát nước
Do đặc điểm sản xuất của nhà máy, lượng nước sử dụng không lớn lắm, chủ yếu
là nước dùng cho sinh hoạt và vệ sinh thiết bị nhà xưởng. Do đó ta có thể lấy nước
Năm 2009 SVTH: Đỗ Lương Bình

Đề tài: Thiết kế nhà máy xử lý rác thải khu dân cư 150000 dân
Đồ án tốt nghiệp -6- GVHD: Đoàn Thị Hoài Nam
trực tiếp từ hệ thống cung cấp nước cho khu vực Khánh Sơn do nhà máy nước Đà
Nẵng cung cấp.
Lượng nước thải ra của nhà máy không lớn nhưng có chứa nhiều VSV gây bệnh
cần được xử lí trước khi thải vào hệ thống thoát nước chung.
1.8. Nguồn cung cấp nhiên liệu
Nhiên liệu được sử dụng trong nhà máy là dầu DO và xăng, được cung cấp từ hệ
thống
cung cấp của thành phố.
1.9. Nguồn nhân lực
Đối với lực lượng kỹ thuật và quản lý của nhà máy, lấy từ nguồn nhân lực được
đào tạo tại đại học Đà Nẵng và tại các trường đào tạo khác trong cả nước.
Với lực lượng lao động phổ thông có thể lấy ngay tại những khu vực xung
quanh khu công nghiệp, các khu vực khác của thành phố hoặc từ nơi khác đến
1.10. Khu vực tiêu thụ sản phẩm
Khu vực tiêu thụ sản phẩm của nhà máy là rất rộng lớn, nhà máy có thể cung
cấp các phế liệu có thể tái chế cho các nhà máy nhựa, nhà máy luyện kim…. đang
hoạt động ở khu công nghiệp Hòa Khánh, cung cấp phân mùn hữu cơ cho các nhà
máy sản xuất phân vi sinh hoặc sử dụng phân mùn hữu cơ trực tiếp cho sản xuất
nông nghiệp ở các khu vực lân cận như Quảng Nam, Quảng Ngãi hay tại chính
thành phố Đà Nãng.
1.11. Hợp tác hóa
Vị trí đặt nhà máy xử lý rác gần khu công nghiệp Hoà Khánh nên việc hợp tác
hóa với các nhà máy trong khu công nghiệp là rất quan trọng và cần thiết, nhờ đó có
thể liên kết tiêu thụ sản phẩm và các phế liệu có thể tái chế với các nhà máy khác
trong khu công nghiệp như nhà máy luyện kim, nhà máy nhựa tăng thêm nguồn
lợi cho nhà máy.
Năm 2009 SVTH: Đỗ Lương Bình
Đề tài: Thiết kế nhà máy xử lý rác thải khu dân cư 150000 dân

Đồ án tốt nghiệp -7- GVHD: Đoàn Thị Hoài Nam
Chương 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Tổng quan về rác thải sinh hoạt
2.1.1. Tình hình ô nhiễm rác thải trên thế giới [4]
Trong vài thập kỷ vừa qua, do sự phát triển của khoa học kỹ thuật dẫn đến sự
phát triển mạnh mẽ về kinh tế, do sự bùng nổ dân số nhu cầu sinh hoạt ngày càng
cao, theo đó lượng các chất thải do con người gây ra càng nhiều và đa dạng về
thành phần.
Đối với các thành phố và đô thị, ngoài những vấn đề về nhà ở, ô nhiễm do nước
thải,…, chất thải rắn mà đặc biệt là rác thải sinh hoạt là vấn đề nhức nhối không chỉ
đối với các nhà lãnh đạo, quản lý, quy hoạch, mà còn đang hàng ngày ảnh hưởng
đến sức khỏe cộng đồng, đến mỹ quan thành phố và thực tế chất thải gây ô nhiễm
môi trường đã trở nên không thể quản lý nổi, đặc biệt là ở các quốc gia đang phát
triển.
Nếu tính bình quân mỗi người một ngày đưa vào môi trường 0,5kg chất thải thì
mỗi ngày trên thế giới hơn 6 tỷ người sẽ thải vào môi trường hơn 3 triệu tấn rác và
mỗi năm sẽ thải trên 1 tỷ tấn rác thải.
Với một lượng rác khổng lồ như vậy, việc xử lý chất thải sinh hoạt đã trở thành
một ngành công nghiệp thu hút nhiều công ty lớn. Tuy nhiên các bãi rác tập trung
vẫn tồn tại và ngày càng có xu hướng gia tăng. Điều này do nhiều nguyên nhân, từ
thiếu vốn đầu tư, thiếu thiết bị đến thiếu kiến thức về chuyên môn, không nhận thức
đầy đủ về tầm quan trọng trong việc quản lý rác. Rác có thể gây ô nhiễm toàn diện
đến môi trường đất, nước, không khí.
2.1.2. Tình hình ô nhiễm rác thải ở Việt Nam [4]
Cùng với sự phát triển kinh tế thì vấn đề môi trường cũng bị ảnh hưởng theo.
Việt Nam ta với trên 85 triệu người đã thải ra mỗi năm hơn 15 triệu tấn rác. Trong
đó rác sinh hoạt đô thị và nông thôn chiếm khoảng 12,8 triệu tấn; rác công nghiệp
khoảng 2,7 triệu tấn; lượng rác thải y tế khoảng 2,1 vạn tấn, lượng rác thải độc hại
Năm 2009 SVTH: Đỗ Lương Bình

Đề tài: Thiết kế nhà máy xử lý rác thải khu dân cư 150000 dân
Đồ án tốt nghiệp -8- GVHD: Đoàn Thị Hoài Nam
trong công nghiệp là 13 vạn tấn và rác thải trong nông nghiệp (kể cả hóa chất
khoảng 4,5 vạn tấn)…Dự kiến đến năm 2010, lượng rác thải hàng năm sẽ lên tới 23
triệu tấn và đương nhiên tỉ lệ rác độc hại sẽ tăng lên. Với khối lượng rác thải ngày
càng gia tăng cùng với các giải pháp xử lý chưa khả thi nên ô nhiễm rác thải sinh
hoạt đang diễn ra hằng ngày, hằng giờ. Theo thống kê hiện nay trên cả nước có 91
bãi rác lớn, chỉ có 17 bãi hợp vệ sinh, chiếm chưa tới 19%. Trong khi đó có 49 bãi
rác (chiếm gần 54%) đang gây ô nhiễm nghiêm trọng. Các bãi rác chôn lấp không
hợp vệ sinh và các bãi rác lộ thiên gây ra ô nhiễm nước ngầm và nước mặt do nước
rác không được xử lý, các chất ô nhiễm không khí, tạo ra nhiều mùi hôi thối hoặc
các loại con trùng, ruồi muỗi, chuột, bọ. Gây ảnh hưởng rất lớn đến người dân đặc
biệt là những người dân sống cạnh bãi rác. Nguyên nhân gây tình trạng ô nhiễm rác
thải sinh hoạt hiện nay xuất phát từ thực trạng quản lý môi trường và ý thức của
người dân. Để giải quyết vấn đề này một cách triệt để cần có sự kết hợp chặt chẽ
giữa các nhà quản lý, nhà khoa học và người dân nhằm tìm ra giải pháp hợp lý trong
việc giảm thiểu, tái sử dụng và quay vòng rác thải đô thị.
2.1.3. Nguồn gốc phát sinh [4]
Rác thải được sinh ra trong mọi lĩnh vực của đời sống xã hội, trong sản xất công
nghiệp, hoạt động kinh tế, thương mại và trong hoạt động sống hàng ngày của con
người. Ta có thể chia ra thành các nguồn chính sau:
- Rác thải sinh hoạt: Là những chất thải liên quan đến hoạt động của con người,
nguồn tạo thành chủ yếu từ các khu dân cư, các cơ quan, trường học, các trung tâm
thưong mại, dịch vụ. Chất thải bao gồm các thành phần như: kim loại, sành sứ, thuỷ
tinh, gạch ngoái vở, đất, đá, cao su, chất dẻo, thực phẩm dư thừa hoặc quá hạn,
xương động vật, tre, gỗ, rơm rạ, xác động vât, vỏ rau quả
- Rác thải công nghiệp: Là tất cả các vật chất rắn được thải vào môi trường sau
quá trình sản xuất công nghiệp. Đặc điểm của dạng chất thải này là có thành phần
tương đối đồng nhất.
- Các rác thải từ các hệ thống cơ sở hạ tầng kỹ thuật như: Trạm xử lí nước thiên

nhiên, nước thải sinh hoạt, bùn cặn từ các công trình cấp thoát nước thành phố.
Năm 2009 SVTH: Đỗ Lương Bình
Đề tài: Thiết kế nhà máy xử lý rác thải khu dân cư 150000 dân
Đồ án tốt nghiệp -9- GVHD: Đoàn Thị Hoài Nam
- Rác thải đô thị: Là tất cả các chất không còn sử dụng vào sinh hoat và sản xuất
mà người dân sinh sống ở các thành phố thải ra môi trường. Chất thải đô thị là hỗn
hợp các chất hữu cơ dễ phân huỷ, khó phân huỷ, các chất vô cơ, các chất độc hại và
cả những vi sinh vật có khả năng gây bệnh.
- Rác thải xây dựng: Là các phế thải như đất, đá, gạch, ngói, bê tông vửa do các
hoạt động xây dựng, phá bỏ các công trình, nhà cửa Loại chất thải này chủ yếu là
các chất vô cơ.
- Rác thải nông nghiệp: Là những chất thải sinh ra trong các hoạt động sản xuất
nông nghiệp như trồng trọt, thu hoạch các cây trồng, các sản phẩm thải ra từ các lò
giết mổ
2.1.4. Nguồn gốc và đặc điểm của rác thải sinh hoạt [4]
- Nguồn gốc:
Rác thải sinh hoạt được tạo ra trong hoạt động sống của con người, nguồn tạo
thành chủ yếu từ các hộ gia đình, các khu dân cư, các cơ quan, trường học, các
trung tâm, dịch vụ, thương mại. Bao gồm các thành phần như: kim loại, sành sứ,
thuỷ tinh, đất đá, nhựa, ni lông, các thực phẩm dư thừa, quá hạn, xương động vật,
tre, gỗ, giấy, rơm rạ, xác động vật, vỏ rau quả, có thể phân ra các nguồn phát sinh
chất thải sau:
+ Chất thải thực phẩm bao gồm các thức ăn thừa, rau quả, Các loại này có bản
chất dể phân huỷ sinh học, quá trình phân huỷ tạo ra mùi khó chịu, đặc biệt trong
điều kiện thời tiết nóng ẩm.
+ Chất thải trực tiếp của động vật: chủ yếu là phân, bao gồm cả phân người và
phân các động vật khác.
+ Chất thải lỏng chủ yếu là bùn ga, cống rảnh, là chất thải từ khu sinh hoat của
dân cư.
+ Tro và các chất dư thừa thải bỏ khác bao gồm: các loại vật liệu sau khi đốt

cháy, các sản phẩm sau khi đun nấu bằng than, củi và các chất dể cháy khác trong
gia đình, các cơ quan, nhà máy, xí nghiệp, các loại xỉ than
Năm 2009 SVTH: Đỗ Lương Bình
Đề tài: Thiết kế nhà máy xử lý rác thải khu dân cư 150000 dân
Đồ án tốt nghiệp -10- GVHD: Đoàn Thị Hoài Nam
+ Các chất thải từ đường phố có thành phần chủ yếu là lá cây, củi, ni lông, thuỷ
tinh, bao, gói
- Đặc điểm:
Chất thải sinh hoạt thường có đặc điểm là không đồng nhất, chúng bao gồm cả những
chất hữu cơ dễ phân hủy, các chất hữu cơ khó phân hủy và cả các chất vô cơ. Đặc điểm
này gây khó khăn rất lớn cho các quá trình xử lý sau này. [8, tr 21]
Nhìn chung rác thải sinh hoạt của nước ta có những đặc điểm cơ bản sau:
- Rác thải sinh hoạt chiếm tỷ lệ rất lớn trong các loại rác thải chiếm đến 80%
tổng lượng rác thải (12,8 triệu tấn), trong đó các loại chất thải từ nguồn thực vật
chiếm số lượng nhiều hơn cả.
- Chất thải hữu cơ từ rác thải sinh hoạt có nguồn gốc chủ yếu từ thực vật nên
chúng có hàm lượng nước rất cao, kết hợp với các chất dinh dưỡng và vi sinh vật có
sẵn trong chất thải tạo nên hiện tượng thối rữa nhanh, gây ra hiện tượng ô nhiễm
đất, nước và không khí nghiêm trọng. Đặc điểm này đòi hỏi khi tiến hành xử lý phải
đảm bảo xử lý triệt để khả năng ô nhiễm của chất thải hữu cơ.
- Rác thải sinh hoạt ở Việt Nam chưa được phân loại tại nguồn. Do đó, trong
chất thải ở khu tập trung cũng như tại địa điểm tiến hành xử lý thường chứa cả
những chất hữu cơ dễ phân huỷ, khó phân huỷ, các loại nhựa, polime, các chất vô
cơ đất đá, các kim loại, các chất độc hại và chứa cả những vi sinh vật gây bệnh.
Ngoài ra còn chứa cả các chất thải từ xây dựng và cả các chất thải từ nhiều nhà máy
khác nhau. Đây là đặc điểm cần phải lưu ý và phải được giải quyết trước tiên. [8, tr
14-15]
2.1.5. Thành phần và một số tính chất hóa lý của rác thải sinh hoạt
2.1.5.1. Thành phần các chất thải trong rác thải sinh hoạt
Do không được phân loại tại nguồn nên thành phần các loại chất thải trong rác

thải sinh hoạt rất đa dạng và phức tạp. Trong đó tỷ lệ rác thải hữu cơ dễ phân hủy
chiếm tỷ lệ lớn từ 55-72% [22]. Thành phần cụ thể được thống kê trong bảng sau:
Năm 2009 SVTH: Đỗ Lương Bình
Đề tài: Thiết kế nhà máy xử lý rác thải khu dân cư 150000 dân
Đồ án tốt nghiệp -11- GVHD: Đoàn Thị Hoài Nam
Bảng 2.1.Thành phần chất thải rắn của một số đô thị Việt Nam – năm 2000 [4]
Thành phần(%KL) Hà Nội Việt Trì Hạ Long Thái
N
gu
yê
n
Đà Nẵng
Chất hữu cơ 53.00 55.00 49.20 55.00 45.47
Cao su, nhựa 9.15 4.52 3.23 3.00 13.10
Giấy, catton, giẻ vụn 1.48 7.52 4.60 3.00 6.36
Kim loại 3.40 0.22 0.40 3.00 2.30
Thuỷ tinh, gốm sứ 2.70 0.63 3.70 0.70 1.85
Đất đá, cát, gạch vụn 30.27 32.13 38.87 35.30 30.92
Độ ẩm, 47.70 45.00 43.00 44.23 49.00
Độ tro 115.90 13.17 11.00 17.15 10.90
Tỷ trọng 0.42 0.43 0.50 0.45 0.50
Bảng 2.2: Thành phần rác thải sinh hoạt của thành phố Đà Nẵng [11, tr 37]
Thứ tự Thành phần
Phần trăm tỷ lệ theo
trọng lượng tươi (%)
1 Trái cây, rau quả, lá cây 73,3
2 Thức ăn thừa, phế thải chế biến thức ăn 0,4
3 Phân động vật 3,2
4 Lông động vật 0,2
5 Nhựa 4,0

6 Da 0,5
7 Sợi 2,3
8 Cao su 1,6
9 Giấy, bìa carton 3,1
10 Gỗ 0,7
11 Thủy tinh 0,9
12 Sành sứ 0,8
13 Kim loại 1,9
14 Các loại khác 7,1
Tổng cộng 100,0
Năm 2009 SVTH: Đỗ Lương Bình
Đề tài: Thiết kế nhà máy xử lý rác thải khu dân cư 150000 dân
Đồ án tốt nghiệp -12- GVHD: Đoàn Thị Hoài Nam
Dựa vào các bảng trên ta thấy thành của rác thải chủ yếu là chất hữu cơ lớn hơn
50% nên thuận lợi cho việc xử lý rác thải bằng phương pháp sinh học. Nếu có các
biện pháp loại bỏ các chất rắn, kim loại, nhựa, cao su, thì việc sử dụng các phương
pháp sinh học càng có hiệu quả, sản phẩm của quá trình còn có thể được sử dụng
làm phân bón để cải tạo đất, dẫn đến giảm thiểu đáng kể lượng rác thải, cải tạo môi
trường.
2.1.5.2. Độ ẩm trung bình, tỷ lệ C/N của rác thải sinh hoạt
Xác định độ ẩm trung bình có ý nghĩa lớn trong việc đánh giá mức độ phân hủy.
Nếu độ ẩm thấp quá trình phân huỷ các chất hữu cơ diễn ra chậm, độ ẩm cao khó
thoát khí tạo thành trong các quá trình phân huỷ các hợp chất hữu cơ.
Ngoài việc xác định độ ẩm ban đầu của rác chúng ta cần chú ý đến tỷ lệ C/N. Tỷ
lệ C/N nói lên mức độ phân hủy các chất thải hữu cơ và mức cân bằng dinh dưỡng
trong khối ủ, báo hiệu thời điểm kết thúc của quá trình ủ. Tỷ lệ C/N thích hợp nhất
cho ủ hiếu khí khoảng từ 25/1-40/1.
2.2. Tính đa dạng sinh học trong rác thải sinh hoạt
Rác thải sinh hoạt chứa nhiều chất thải có nguồn gốc động vật và thực vật chúng
là môi trường rất thuận lợi cho vi sinh vật và các sinh vật khác phát triển. Trong đó

có mặt của các loại sinh vật sau:
- Vi sinh vật (cả vi sinh vật có lợi và vi sinh vật gây bệnh).
- Trứng giun, sán.
- Các động vật nguyên sinh.
- Hạt của một số thực vật.
Các sinh vật có trong chất thải thường xuất hiện từ hai nguồn cơ bản:
- Sinh vật có sẵn trong chất thải từ nguồn sinh ra nó, trong đó vi sinh vật, giun,
sán thường có sẵn trong chất thải ngay từ khi bỏ chất thải này vào môi trường, đây
là nguồn sinh vật nhiều nhất và tập trung nhất.
- Sinh vật nhiễm vào chất thải từ không khí, đất, nước trong quá trình thu nhận,
vận chuyển và cả trong quá trình xử lý.
Năm 2009 SVTH: Đỗ Lương Bình
Đề tài: Thiết kế nhà máy xử lý rác thải khu dân cư 150000 dân
Đồ án tốt nghiệp -13- GVHD: Đoàn Thị Hoài Nam
Vi sinh vật chiếm số lượng lớn nhất và phát triển mạnh trong rác thải. Nhờ tốc
độ sinh sản nhanh, cộng với khả năng trao đổi chất mạnh nên chúng ức chế sự phát
triển của các sinh vật khác. Sau một thời gian trong khối chất thải chỉ còn vi sinh
vật, tăng về số lượng và đa dạng về loài. [8, tr 36-37]
2.3. Vi sinh vật và các quá trình chuyển hóa trong rác thải sinh hoạt
Các quá trình chuyển hóa vật chất có trong chất thải sinh hoạt chủ yếu do vi sinh
vật. Các quá trình này xảy ra liên tục, đan xen nhau rất phức tạp.
2.3.1. Vi sinh vật chuyển hóa carbon
Sự chuyển hóa vật chất carbon hữu cơ có trong rác thải sinh hoạt bao gồm cả hai
quá trình:
- Quá trình tổng hợp do vi sinh vật.
- Quá trình phân giải do vi sinh vật.
2.3.2. Quá trình tổng hợp carbon hữu cơ nhờ vi sinh vật
Quá trình này xảy ra không mạnh, nhưng luôn luôn xảy ra với cường độ khác
nhau, tùy thuộc vào điều cụ thể. Các vi sinh vật thực hiện quá trình này chủ yếu là
các vi khuẩn quang hợp và đều thuộc bộ Rhodospirillales gồm các họ sau:

- Họ Rhodospirillaceae gồm các chi: Rhodospirillum, Rhodopsrendomonas…
- Họ Chromatiaceae gồm các chi: Chromatium, Thiosarsina, Thiospirillum
- Họ Chlorobium gồm các chi: Chlorobium, Prothecochloris,
Chloropsendomonas
Đặc điểm chung của chúng là tồn tại ở dạng hình cầu, hình que, hình dấu phẩy
hay hình xoắn, chúng có kích thước chiều ngang khoảng 0,3-0,6 µm.
Các vi khuẩn trên thường tiến hành quang hợp trong điều kiện yếm khí, CO
2
được đồng hóa thông qua chu trình pentose phosphate dạng khử và các phản ứng
kết hợp CO
2
. Phần lớn các vi khuẩn này, ngoài khả năng tổng hợp quang năng còn
có khả năng cố đinh nitơ phân tử nên chúng vừa có khả năng làm giàu chất hữu cơ
carbon vừa làm giàu hợp chất nitơ cho rác thải. [8, tr 40-42]
Năm 2009 SVTH: Đỗ Lương Bình
Đề tài: Thiết kế nhà máy xử lý rác thải khu dân cư 150000 dân
Đồ án tốt nghiệp -14- GVHD: Đoàn Thị Hoài Nam
2.3.3. Quá trình phân giải carbon hữu cơ nhờ vi sinh vật
Bao gồm các quá trình phân giải monosaccharide, oligosaccharide và
polysaccharide. [8, tr 47-57]
- Với monosaccharide, oligosaccharide quá trình phân giải xảy ra cả trong điều
kiện yếm khí và hiếu khí bởi các enzyme của vi sinh vật có sẵn trong những chất
thải đó. Các loại đường đơn thường bị phân giải rất nhanh.
- Với polysaccharide tiêu biểu cho hợp chất hữu cơ chứa carbon từ nguồn thực
vật thì sự phân giải bao gồm:
* Sự phân giải tinh bột
Nhiều loại vi sinh vật có khả năng sản sinh hệ enzyme amylase ngoại bào, phân
giải tinh bột thành glucose, maltose và dextrin. Một số vi sinh vật tham gia sinh
tổng hợp amylase cao và có nhiều ý nghĩa trong phân giải tinh bột:
- Vi sinh vật tổng hợp α-amylase: Aspergillus awomorii, Asp. oryzae, Asp.

niger, Bacillus amyloliquefaciens, Clostridium acetobutylinon
- Vi sinh vật tổng hợp β-amylase: Aspergillus awamorii, asp. niger, asp. oryzae,
Saccharomyces cerevisiae, Clostridium acetobutylium
- Vi sinh vật tổng hợp γ-amylase: Asp. awamorii, Asp. usamii, Sacch.
Cerevisiae
* Sự phân giải cellulose
Trong rác thải sinh hoạt có nguồn gốc thực vật, hàm lượng cellulose chiếm số
lượng nhiều nhất. Đây cũng là lượng vật chất cần được chuyển hóa lớn nhất khi tiến
hành xử lý.
Cellulose được phân giải bởi các enzyme trong hệ enzyme cellulase ngoại bào
của vi sinh vật. Tham gia vào quá trình phân giải các chất cellulose bao gồm rất
nhiều loài vi sinh vật khác nhau, trong đó có cả các loài thuộc nhóm vi khuẩn, các
loài thuộc nhóm xạ khuẩn và các loài thuộc nhóm nấm sợi. Các loài thuộc nhóm vi
khuẩn thường phát triển trước, khi đó nhiệt độ chưa cao và sự thay đổi pH trong
khối ủ chưa mạnh, sau đó là sự phát triển mạnh của các loài thuộc nhóm nấm sợi và
Năm 2009 SVTH: Đỗ Lương Bình
Đề tài: Thiết kế nhà máy xử lý rác thải khu dân cư 150000 dân
Đồ án tốt nghiệp -15- GVHD: Đoàn Thị Hoài Nam
sau cùng là nhóm xạ khuẩn. Khi nhiệt độ trong khối ủ tăng lên thì chỉ có các loài vi
khuẩn và xạ khuẩn chịu nhiệt trong khối ủ.
Trong điều kiện hiếu khí quá trình phân giải cellulose xảy ra chủ yếu là do các
vi khuẩn Bacillus sp. Trong điều kiện yếm khí, quá trình phân giải chủ yếu là do các
vi khuẩn yếm khí.
Những loài vi sinh vật điển hình tham gia phân hủy cellulose trong điều kiện tự
nhiên:
- Vi khuẩn: Acetobacter xylinum, Celluvibrio gilvus, Bacillus, Cellulomonas,
Pseudomonas, Chlostridium,Fluorescens.
- Nấm sợi: Asp. fumigatus, Asp. niger, Mucor pusillus, Penicillim notatum,
Fusarium moniforme, F. solani, Piricularia oryzae, Myrothecium verucarium
- Xạ khuẩn: Streptomyces antibioticus, Str. cellulosae, Str. celluloflavus, Str.

thermodiastaticus, Thermosporafusca, Nocardia cellulans.
* Sự phân giải xylan
Xylan là một trong những thành phần quan trọng của thực vật, phân giải xylan
có ý nghĩa quan trọng trong xử lý chất thải hữu cơ. Trong thực vật xylan được xem
như chất keo liên kết các sợi cellulose với nhau, việc phá vỡ chất keo này có ý
nghĩa rất lớn trong quá trình thủy phân celllulose có trong thực vật.
Có nhiều loài vi sinh vật tham gia phân giải xylan, chúng có khả năng tổng hợp
enzym xylanase, dưới tác dụng của enzym này xylan được chuyển hóa thành nhiều
sản phẩm khác nhau và cuối cùng chuyển hóa thành đường.
Những loài vi sinh vật tham gia phân giải xylan:
- Vi khuẩn: Bacillus subtilis, B.xylophagus, B. polymyxa, Clostridium sp,
Micromonospora chalcea, Cellvibriofulvus.
- Nấm sợi: Aspergillus niger, Asp. oryzae, Asp. amstelodami, Alternaria
kikuchiana, Chaetonium globosun, Fomes annosus, F. igniarus, Fusarium
moniliforme, Gibberella sanbenetti, Myrothecium cyclopium…
- Xạ khuẩn: Streptomyces albogriseolus, Streptomyces albus, Streptomyces
xylopplagus, Streptomyces olivaceus.
Năm 2009 SVTH: Đỗ Lương Bình
Đề tài: Thiết kế nhà máy xử lý rác thải khu dân cư 150000 dân
Đồ án tốt nghiệp -16- GVHD: Đoàn Thị Hoài Nam
* Sự phân giải pectin
Trong khối ủ chất thải hữu cơ, có các loài vi sinh vật thuộc nhóm nấm sợi và vi
khuẩn tham gia phân giải pectin mạnh, do chúng tổng hợp được các enzym
pectinase thủy phân pectin, điển hình như:
- Nấm sợi: Aspergilus flavus, Rhizopustritici, Selerotina libetina
- Vi khuẩn: Bacillus polymyxa, Clostridium multifermentans, Erwinia aroideae.
* Sự phân giải lignin
Lignin có nhiều trong thực vật, có nhiều loài vi sinh vật tham gia phân giải hợp
chất lignin, trong đó đáng chú ý nhất là các loài: Polysticus versicolor, stereum
hirsutum,pholiota Sp., lenzies Sp., poria Sp., trametes Sp. Quá trình phân giải lignin

của những loài vi sinh vật này giúp quá trình phân giải cellulose trong chất thải thực
vật tốt hơn.
2.3.4. Sự chuyển hóa nitơ trong rác thải
Sự chuyển hoá các hợp chất chứa nitơ trong chất thải bao gồm các quá trình sau:
* Quá trình amôn hóa [8, tr 59-65]
Quá trình amôn hóa là quá trình phân giải các chất hợp hữu cơ chứa nitơ. Tham
gia quá trình này là các vi sinh vật có khả năng tổng hợp protease và những enzyme
khử amin. Như vậy quá trình amôn hóa protein gồm hai giai đoạn:
- Giai đoạn phân giải protein.
- Giai đoạn khử amin.
Các loài vi sinh vật tham gia vào quá trình amôn hóa:
- Nấm sợi: Aspergillus.oryzae, Asp. flavus, Asp. candidus, Mucos pusilus,
Penicillium caseicolum, P. notatum, Ryzopus chimesis, Fusarium solani
- Nấm men: Saccharomyces carls bengensis, S. cerevisiae, Candide albicans,
Endorycopsis fibuligera, Turolopsis insigeniosa
- Vi khuẩn: Bacillus polymyxa, B. cereus, B. themoproteplyticus, B. subtilis,
Clostridium botulinum, E. coli, Proteus vulgaris, Micrococcus Sp.,Str. lactis
- Xạ khuẩn: Streptomyces, Thermonospora fusca, Thermoactinomyces
vulgaries.
Năm 2009 SVTH: Đỗ Lương Bình
Đề tài: Thiết kế nhà máy xử lý rác thải khu dân cư 150000 dân
Đồ án tốt nghiệp -17- GVHD: Đoàn Thị Hoài Nam
* Quá trình nitrat hóa [8, tr 65-68]
Quá trình nitrat hóa được thực hiện qua hai giai đoạn:
- Giai đoạn 1: giai đoạn nitrit hóa. Đây là giai đoạn chuyển hoá NH
3,
NH
4
+

→
NO
2
-
.
Vi khuẩn tham gia vào giai đoạn này: Nitrosomonas, Nitrosospira,
Nitrosococcus, Nitrosolobus.
- Giai đoạn 2: giai đoạn nitrat hóa. Giai đoạn chuyển hoá NO
2
-

→
NO
3
-
Vi khuẩn tham gia vào giai đoạn này: Nitrobacter, Nitrospina, Nitrococcus.
Nhờ hoạt động của các vi khuẩn các chất hữu cơ chứa nitơ được vô cơ hóa tạo
ra các chất vô cơ chứa nitơ hòa tan. Đây là quá trình có lợi cho việc xử lý rác thải
hữu cơ, cần được thúc đẩy trong quá trình ủ.
*Quá trình phản nitrat hóa. [8, tr 68-70]
( NO
3
-

→
NO
2
-

→

NO
→
N
2
O
→
N
2
↑
)
Các vi khuẩn tham gia quá trình này như: Thiobacillus denitritficans, Bacillus
licheniformis, Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas stutzeri.
Đây là quá trình giải phóng nitơ có hại cho quá trình ủ chất thải, cần hạn chế quá
trình này.
2.3.5. Các quá trình khác. [8, tr 71-76]
Ngoài các quá trình trên còn có các quá trình chuyển hóa khác như quá trình
chuyển hóa lưu huỳnh, quá trình phân giải phospho hữu cơ, phospho vô cơ
- Vi khuẩn tham gia chuyển hóa lưu huỳnh: nhóm Thiobacillus tự dưỡng hóa
năng, họ Thiorodaceae, họ Chlorobacteria ceae, Bacillus subtilis
- Vi khuẩn tham gia chuyển hóa phospho: Bacillus mycoides, Pseudomonas spp,
Actinomyces spp, Mycobacterium cyaneum, Flavobacterium aurantiacus
2.4. Chế phẩm EM
EM (Effective Microorgarmism) có nghĩa là các vi sinh vật hữu hiệu. Chế phẩm
này do Giáo sư Tiến sĩ Teruo Higa-trường đại học tổng hợp Ryukyus, Okinawoa,
Nhật Bản nghiên cứu và áp dụng thực tiễn vào đầu năm 1980. Trong chế phẩm này
Năm 2009 SVTH: Đỗ Lương Bình
Đề tài: Thiết kế nhà máy xử lý rác thải khu dân cư 150000 dân
Đồ án tốt nghiệp -18- GVHD: Đoàn Thị Hoài Nam
có khoảng 80 loài vi sinh vật kỵ khí và hiếu khí thuộc các nhóm: vi khuẩn quang
hợp, vi khuẩn lactic, nấm men, nấm mốc, xạ khuẩn. [3, tr 1]

Chế phẩm gốc có tên gọi là EM1, EM1 có màu nâu, thơm, vị chua ngọt, độ pH <
3,5, bảo quản ở nhiệt độ bình thường, ổn định, tránh ánh nắng mặt trời trực tiếp dọi
vào, thời gian bảo quản từ 6 tháng đến 1 năm.
Từ chế phẩm EM1 có thể chế ra các chế phẩm khác như EM thứ cấp, EM
Bokashi B (làm thức ăn cho gia súc) và EM Bokashi C (để xử lý môi trường).
EM thứ cấp: Nguyên liệu cần dùng để tạo ra bao gồm chế phẩm EM1, rỉ đường
hoặc đường nâu, nước sạch. Cách làm: Pha trộn các vật liệu trên theo tỷ lệ EM1: rỉ
đường : nước là 1:1:20. Trước tiên hòa tan rỉ đường hoặc đường nâu với nước sạch,
sau đó đổ EM1 vào và trộn đều. Cho hỗn hợp này vào can nhựa sạch và để trong
thời gian từ 5 đến 10 ngày, tuỳ theo nhiệt độ không khí. Khi đo thấy độ pH < 4,0 là
sử dụng được.
EM Bokashi B: Dung dịch EM1, rỉ đường (hoặc đường nâu), nước sạch, được
pha trộn theo tỷ lệ 3:3:100. Sau đó phun dung dịch trên vào thức ăn và trộn đều cho
đến khi độ ẩm đạt khoảng 30 đến 40% là được. Cho vào bao hoặc thùng chứa, bao
kín để lên men kỵ khí. Sau 7-10 ngày, khi hỗn hợp lên men, thơm mùi rượu, có mốc
trắng trên bề mặt, nghĩa là EM Bokashi B đã làm xong và có thể đem dùng.
EM Bokashi C: Vật liệu khô là cám gạo và mùn cưa được pha trộn theo tỷ lệ
1:1. Dung dịch EM được chuẩn bị như trên. Cách làm tương tự như đối với EM
Bokashi B.
Tác dụng của EM trong xử lý môi trường: [16] & [3, tr 2]
Do có tác dụng tiêu diệt vi sinh vật gây thối rữa (sinh ra các loại khí H
2
S, SO
2
,
NH
3
) nên khi phun EM vào rác thải sẽ khử mùi hôi một cách nhanh chóng. Đồng
thời làm giảm hẳn số lượng côn trùng bay như ruồi, muỗi
EM giúp cho quá trình sinh ra các chất chống oxi hóa như inositol, ubiquinon,

saponine, polysaccharide phân tử thấp, polyphenol và các muối chelate. Các chất
này có khả năng kìm hãm các vi sinh vật có hại và kích thích các vi sinh vật có lợi.
Do đó làm tăng nhanh quá trình mùn hóa rác thải hữu cơ.
Năm 2009 SVTH: Đỗ Lương Bình
Đề tài: Thiết kế nhà máy xử lý rác thải khu dân cư 150000 dân
Đồ án tốt nghiệp -19- GVHD: Đoàn Thị Hoài Nam
EM làm chậm quá trình ăn mòn kim loại, giảm được chi phí bảo trì máy móc và
thiết bị.
2.5. Men vi sinh vật phân hủy rác thải
Men vi sinh vật là hỗn hợp của nhiều vi sinh vật khác nhau, có khả năng tương
hỗ nhau cùng phát triển trong môi trường phân lập và môi trường sản xuất. Các vi
sinh vật có trong men vi sinh là các vi sinh vật dị dưỡng, hiếu khí hoặc hiếu khí tùy
tiện có khả năng sinh enzyme phân hủy các hợp chất hữu cơ cao, đặc biệt là khả
năng phân hủy cellulose, chúng bao gồm cả vi khuẩn, nấm sợi, nấm men và xạ
khuẩn. Các chủng VSV phân giải chất xơ (Trichoderma, Streptomyces), chủng VSV
phân giải chất hữu cơ (Bacillus, Candida) và chủng VSV kích thích sinh trưởng
(Azotobacter).
Men vi sinh ủ được với liều lượng 2kg hoặc 2lít/tấn cơ chất cần ủ trong quy
trình tạo phân bón từ phế thải.
Trong trường hợp không có men VSV, có thể sử dụng phân chuồng, phân bắc
hoặc phế thải động vật đã qua ủ sơ bộ với liều lượng từ 10-20% so với tổng số
nguyên liệu sử dụng.
Các vi sinh vật có thể được phân lập trực tiếp từ rác thải của địa phương nơi xây
dựng nhà máy, sau đó được hoạt hóa để tăng khả năng hoạt động phân giải của
chúng trong rác thải. Các vi sinh vật phân lập cần có những đặc điểm sau:
+ Có khả năng sinh trưởng và phát triển mạnh trong môi trường là rác thải của
địa phương nơi phân lập
+ Có khả năng sinh enzyme phân hủy các hợp chất hữu cơ có trong rác thải sinh
hoạt cao như: enzyme amylase, cellulase, chitinase, lignin-peroxydase, xylanase,
pectinase, protease…

Dưới đây là sơ đồ phân lập và sản xuất tổng quát của men vi sinh.
Năm 2009 SVTH: Đỗ Lương Bình
Đề tài: Thiết kế nhà máy xử lý rác thải khu dân cư 150000 dân
Đồ án tốt nghiệp -20- GVHD: Đoàn Thị Hoài Nam
Hình 2.1. Sơ đồ phân lập và sản xuất chế phẩm men vi sinh
Sau phân lập men vi sinh vật được bảo quản đông khô hoặc lạnh đông trong các
ống nghiệm.
2.6. Các phương pháp sinh học xử lý chất thải rắn
2.6.1. Các tiêu chí đối với vấn đề xử lý rác thải [4]
Có ba vấn đề mang tính chất định hướng cho quốc gia, mọi ngành nghề khi tiến
hành thiết kế, vận hành một nhà máy xử lý chất thải. Đó là:
+ Tái sử dụng chất thải (waste reuse): Ngay khi thiết kế quy trình công nghệ, ta
phải đặt vấn đề là chất thải được tạo ra từ quá trình công nghệ này có thể tái sử
dụng chất thải của nó được hay không
+ Quay vòng chất thải hay tái chế chất thải (recycling): Là quá trình biến đổi
tính chất của chất thải để có thể sử dụng lại chúng. Kết quả vừa tạo ra sản phẩm,
tăng thu nhập cho xã hội vừa loại được chất thải.
+ Giảm thiểu chất thải (reduce): Đây là vấn đề không những liên quan đến công
nghệ mà còn liên quan đến quản lý, cả cấp vi mô lẩn vĩ mô. Bằng cách đưa ra
Năm 2009 SVTH: Đỗ Lương Bình
Đề tài: Thiết kế nhà máy xử lý rác thải khu dân cư 150000 dân
Dung dịch mẫu
Pha loãng
Cấy trải trên đĩa petri
Tách riêng khuẩn lạc
Vi khuẩn
Xạ khuẩn
Nấm sợi
Nấm men
Nhân giống

Thu sinh khối
Chế phẩm vsv
Phụ gia
Đồ án tốt nghiệp -21- GVHD: Đoàn Thị Hoài Nam
nhưng bộ luật, những qui định về quản lý chất thải, hay các chính sách khuyến
khích củng có thể làm giảm một lượng lớn chất thải vào môi trường.
Ba vấn đề trên cần phải thực hiện đồng bộ. Nhiều quốc gia cho đây là một trong
những nội dung cơ bản của quản lý môi trường, gọi là nguyên lý 3R. Nguyên lý này
không những đòi hỏi sự hiểu biết của các nhà quản lý mà còn đòi hỏi sự hiểu biết
sâu sắc về mọi kiến thức liên quan đến môi trường của các nhà kỹ thuật.
2.6.2. Các phương pháp xử lý rác thải
Đã có rất nhiều phương pháp xử lý chất thải rắn, tuỳ theo từng điều kiện cụ thể,
từng giai đoạn cụ thể mà các phương pháp thích hợp được áp dụng.
Có thể chia thành bốn phương pháp chính:
Phương pháp 1: Phương pháp đổ rác thành đống ngoài trời (opendump)
Đây là phương pháp được sử dụng nhiều nhất, rác được thu gom vận chuyển đến
địa điểm xác định để xử lý. [8, tr 84-86]
• Ưu điểm: Là phương pháp đơn giản nhất và ít tốn kém nhất. Bên cạnh
những ưu điểm thì nó còn có nhiều hạn chế.
• Nhược điểm:
- Hiện tượng thoát khí từ bãi rác do không được che phủ kín, ảnh hưởng đến
không khí khu vực xung quanh.
- Nước mưa thấm vào rác thải, lượng nước rò rỉ cần xử lý lớn, độ ô nhiễm cao.
Phụ thuộc vào tự nhiên, thời gian dài 8 tháng đến 2 năm.
- Chất thải chưa được phân loại nên chất lượng sản phẩm không cao. Việc quản
lý bãi rác rất khó khăn và tốn kém.
Phương pháp 2: Phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh (Landfill) [4]
Đây là phương pháp chôn lấp rác vào các hố đào có tính toán về dung lượng, có
gia cố cẩn thận để kiểm soát khí thải và kiểm soát lượng nước rò rỉ. Nền tản của
phương pháp này là tạo môi trường yếm khí để vi sinh vật tham gia phân huỷ các

thành phần hữu cơ có trong rác thải có kiểm soát hiện tượng ô nhiểm nước, đất,
không khí.
Năm 2009 SVTH: Đỗ Lương Bình
Đề tài: Thiết kế nhà máy xử lý rác thải khu dân cư 150000 dân
Đồ án tốt nghiệp -22- GVHD: Đoàn Thị Hoài Nam
• Ưu điểm: phương pháp này có ưu điểm là kiểm soát được hiện tượng ô
nhiểm môi trường.
• Nhược điểm:
- Chi phí đầu tư xây dựng cao.
- Tốn diện tích để chứa rác.
- Thời gian phân hủy rác thải lâu, kể cả phương pháp landfill mặc dù có bổ xung
vi sinh vật.
- Đối với chôn lấp lộ thiên, phần bề mặt không được phủ kín, nên từ bãi rác
thoát ra các loại khí như NH
4
, CO
2
, H
2
S, NH
3
, scatol, indol và nhiều khí gây mùi
khó chịu khác gây ô nhiễm không khí trầm trọng đến những khu vực xung quanh.
- Phương pháp chôn lấp đơn giản, nước mưa thấm vào bãi rác tạo ra lượng nước
rò rỉ rất lớn, rửa trôi các chất dễ phân hủy gây ô nhiễm nguồn nước nghiêm trọng.
- Rác chôn lấp chưa được phân loại, chứa rất nhiều các chất khó phân hủy, các
chất độc hại có sẵn trong rác và các chất độc phát sinh trong quá trình ủ tạo ra mối
nguy hiểm rất lớn cho môi trường đất.
- Bãi rác chứa rất nhiều vi sinh vật gây bệnh, do chôn lấp lộ thiên các tác nhân
gây bệnh này sẽ tác động trực tiếp tới sức khỏe của những người sống gần khu vực

bãi rác.
- Khi quá tải, phải tốn chi phí rất lớn cho việc quản lý bãi rác, để đảm bảo bãi
rác không gây ô nhiễm môi trường xung quanh.
- Với phương pháp landfill, chi phí cho lớp lót, hệ thống thu và xử lý khí và
nước rác rất lớn. [8, tr 86-88]
Phương pháp 3: Phương pháp đốt [22]
Rác thải được đốt trong các lò đốt, có thể thu nhiệt để chạy máy phát điện.
• Ưu điểm
- Tiêu diệt được mầm bệnh, loại bỏ được các chất độc hại trong chất thải.
- Hạn chế được vấn đề ô nhiễm liên quan đến nước rác.
- Cho phép xử lý nhiều loại rác.
- Tiết kiệm được diện tích đất cho chôn lấp.
Năm 2009 SVTH: Đỗ Lương Bình
Đề tài: Thiết kế nhà máy xử lý rác thải khu dân cư 150000 dân
Đồ án tốt nghiệp -23- GVHD: Đoàn Thị Hoài Nam
• Nhược điểm
- Chi phí vận hành và bảo trì thiết bị rất cao.
- Gây ô nhiễm môi trường không khí nghiêm trọng, khó kiểm soát lượng khí thải
chứa dioxin và furan, gây hiệu ứng nhà kính và các bệnh đường hô hấp.
- Tốn nhiều nguyên liệu đốt.
Phương pháp này chỉ thích hợp với rác thải công nghiệp, rác thải y tế. Không thích
hợp cho xử lý rác thải sinh hoạt có hàm lượng rác hữu cơ cao như ở Việt Nam.
Phương pháp 4: Phương pháp ủ chất thải (composting) [8, tr109-112]
Quá trình ủ là quá trình phân giải một loạt các chất hữu cơ có trong chất thải
sinh hoạt, bùn cặn, phân gia súc, hầm cầu, các chất thải hửu cơ nông nghiệp. Quá
trình ủ chất thải được thực hiện cả trong điều kiện hiếu khí và cả trong điều kiện kị
khí.
- Ủ hiếu khí: Là quá trình chuyển hoá các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật khi có mặt
của ôxi. Sản phẩm cuối cùng của quá trình phân giải hiếu khí là CO
2

, NH
3
, nước,
nhiệt các chất hữu cơ đã ổn định và sinh khối vi sinh vật. Quá trình thường diễn ra
nhanh hơn.
- Ủ kị khí: Là quá trình chuyển hoá các chất hữu cơ bởi các vi sinh vật khi
không có mặt của ôxi. Sản phẩm cuối cùng là CO
2
, CH
4
, NH
3
và một số loại khí
khác với một lượng nhỏ, các axít hữu cơ, nhiệt, các chất hữu cơ ổn định, sinh khối
vi sinh vật. Quá trình thường diễn ra chậm.
• Ưu điểm:
Làm ổn định chất thải: Khi chất thải được ủ, nhờ hoạt động sống củ vi sinh vật,
các chất thải sẽ được chuyển hoá sang trạng thái ổn định, do đó khi chuyển chất thải
vào đất sẽ không gây ra hiện tượng ô nhiễm môi trường. Quá trình ủ là quá trình đã
được kiểm soát nên rất có lợi cho môi trường.
Ức chế hoặc tiêu diệt mầm bệnh: Chất thải là môi trường tự nhiên rất tốt cho vi
sinh vật hoạt động. Khi ủ nhiệt độ trong khối ủ tăng lên khoản 50 – 60
o
C và kéo dài
ở nhiệt độ này trong nhiều ngày. Ở nhiệt độ này, thời gian keo dài thì hầu hết các vi
sinh vật gây bệnh bị tiêu diệt .
Năm 2009 SVTH: Đỗ Lương Bình
Đề tài: Thiết kế nhà máy xử lý rác thải khu dân cư 150000 dân
Đồ án tốt nghiệp -24- GVHD: Đoàn Thị Hoài Nam
Làm tăng chất dinh dưỡng cho cây trồng (làm phân hữu cơ): Các hợp chất hữu

cơ sau khi ủ sẽ có sự chuyển hoá hoá học rất cơ bản, chúng bị phân giải, giải phóng
N, P, K. Sau đó các vinh sinh vật khác chuyển hoá sang dạng các chất vô cơ hoà
tan, khi đó thực vật mới có khả năng sử dụng để tiến hành các quá trình đồng hoá để
sinh trưởng và phát triển.
Làm giảm độ ẩm cho khối ủ: Những chất thải chứa nhiều nước khi ủ nước sẽ
tách ra khỏi chất thải nhờ nhiệt độ cao của khối ủ làm tăng hiệu quả kinh tế và xử lý
rất cao.
• Nhược điểm:
Sản phẩm của quá trình là phân ủ, chất lượng phân ủ phụ thuộc vào thành phần
các chất có trong rác thải. Nếu chất thải chưa phân loại chứa nhiều chất độc hại, kim
loại nặng thì không phù hợp với sự phát triển của cây trồng. Do đó nên phân loại
rác thải trước khi đêm ủ.
Quá trình ủ xảy ra nhiều phản ứng sinh hoá do đó làm giảm khối lượng các chât
hữu cơ, nhất là nitơ. Do đó, quá trình ủ cũng được xem là lãng phí năng luợng.
Quá trình ủ tạo ra một lượng lớn khí thải có mùi hôi thối gây ô nhiễm môi
trường không khí và tạo ra một lượng nước ở đấy khối ủ. Do đó để quá trình ủ triệt
để cần phải thêm cả quá trình xử lý nước thải và khí thải.
+ Tuy còn có nhiều nhược điểm nhưng so với ba phương pháp xử lý trên ta thấy
phương pháp ủ sinh học mang lai hiệu quả kinh tế cao, thoả mãn được tiêu chí 3R,
mà không làm ảnh hưởng đến môi trường xung quanh. Vì vậy chọn phương pháp ủ
sinh học là phương pháp để xử lý rác thải của khu dân cư Hoà Khánh – Liên Chiểu.
2.6.3. Một số phương pháp ủ sinh học đã được sử dụng trên thế giới và ở Việt Nam
2.6.3.1. Phương pháp ủ kị khí trong Bioreactor hoặc bể ủ tạo gas cho phát điện
Rác hữu cơ sau phân loại được cho vào bioreactor hoặc các bể ủ kị khí, nước rỉ
rác được thu gom thông qua hệ thống ống dẫn và được xử lý trước khi thải ra môi
trường tự nhiên. Khí gas sinh ra được thu gom, qua công đoạn tách nước được đưa
đến máy chiết và máy thổi khí nén trước khi đưa vào chạy động cơ của máy phát
Năm 2009 SVTH: Đỗ Lương Bình
Đề tài: Thiết kế nhà máy xử lý rác thải khu dân cư 150000 dân
Đồ án tốt nghiệp -25- GVHD: Đoàn Thị Hoài Nam

điện. Phương pháp này đang áp dụng ở nhà máy xử lý rác Gò Cát, thành phố Hồ
Chí Minh. [19]
• Ưu điểm
- Biến rác thải sinh hoạt thành điện năng.
- Giảm diện tích chôn lấp, hạn chế ô nhiễm đất, nguồn nước và không khí.
- Rác sau khi phân hủy hoàn toàn có thể dùng làm phân hữu cơ cho nông
nghiệp.
• Nhược điểm
- Chi phí đầu tư ban đầu lớn
- Tốc độ phân hủy rác thải chậm
- Chất lượng phân hữu cơ sau ủ không cao
- Nểu ủ trong bioreactor thì chi phí vận hành rất cao
2.6.3.2. Phương pháp ủ compost
Phương pháp này đang được áp dụng ở một số nhà máy như: [22]
- Nhà máy xử lý rác Cầu Diễn- công nghệ và thiết bị Tây Ban Nha.
- Nhà máy xử lý rác Nam Định- công nghệ cộng hòa Pháp.
Các công nghệ này chỉ xử lý phần rác hữu cơ sau khi phân loại phần còn lại được
đem chôn lấp.
• Ưu điểm
- Việc áp dụng phương pháp làm phân compost kết hợp với các bãi chôn lấp sẽ
kéo dài tuổi thọ của các bãi chôn lấp và giảm được diện tích đất ban đầu.
- Ngăn chặn sự thoái hóa môi trường vì các thành phần hữu cơ thay vì đưa vào
các bãi rác chôn lấp, sẽ được đưa vào nhà máy chuyển thành sản phẩm có giá trị là
phân compost.
- Kỹ thuật composting là kỹ thuật mang đến khả năng thu hồi cao nhất các
nguyên liệu chất thải.
• Nhược điểm
- Nhà máy vẫn cần bãi chôn lấp và tỷ lệ chôn lấp vẫn còn cao trên 50%.
- Chất lượng phân hữu cơ vi sinh không cao.
Năm 2009 SVTH: Đỗ Lương Bình

Đề tài: Thiết kế nhà máy xử lý rác thải khu dân cư 150000 dân