Thiết kế nhà máy sản xuất phân vi sinh từ rác thải sinh hoạt, năng suất 7 tấn rác/ giờ

Đồ án tốt nghiệp

-1-

SVTH: Trần Thị Trúc Linh

MỞ ĐẦU
Hiện nay, nước ta đang bước vào thời kì hội nhập. Đó là thời cơ thuận lợi để phát
triển kinh tế xã hội, thu hút vốn đầu tư ở Việt Nam.
Tuy nhiên, song song với quá trình phát triển kinh tế, quá trình công nghiệp hoá,
hiện đại hoá đất nước thì tình trạng ô nhiễm môi trường đang là vấn đề cấp thiết của
các nhà quản lý và cả cộng đồng dân tộc Việt Nam. Kinh tế càng phát triển thì việc
khai thác và sử dụng tài nguyên ngày càng cao, thu nhập và mức sống của người dân
ngày càng được cải thiện. Do đó nhu cầu sử dụng các sản phẩm nông, công nghiệp
ngày càng tăng lên, các nhà máy, xí nghiệp không ngừng mọc lên và như vậy lượng
chất thải thải ra càng nhiều. Nếu như chúng không được xử lý thích hợp thì sẽ gây ô
nhiễm môi trường nghiêm trọng, mất cảnh quan khu dân cư, làm phát sinh mầm bệnh,
gây ra nhiều bệnh truyền nhiễm.
Cụ thể ở Đà Nẵng, một thành phố lớn của khu vực miền trung với dân số trên một
triệu dân, lượng dân cư tập trung không đồng đều, chủ yếu ở khu trung tâm thành phố
và một số khu vực có nhiều trường đại học, khu công nghiệp đặc biệt như khu vực
Hoà Khánh - Liên Chiểu. Bên cạnh đó Thành phố đang trên đà phát triển kinh tế, đô
thị hóa và công nghiệp hóa đang diễn ra mạnh mẽ. Do đó lượng rác thải thải ra mỗi
ngày ở đây là rất lớn, với thành phần chủ yếu là các hợp chất hữu cơ dễ phân hủy, khả
năng gây ô nhiễm môi trường cao. Vấn đề này ngày càng nóng bỏng, nhức nhối cần
được quan tâm giải quyết.
Là một sinh viên khoa công nghệ sinh học đã được trang bị một số kiến thức cơ
bản về lĩnh vực môi trường, em cho rằng để giải quyết vấn đề cấp bách đó việc xây
dựng một nhà máy sản xuất Phân Vi Sinh từ rác thải sinh hoạt với dây chuyền công
nghệ hiện đại, phù hợp, cho sản phẩm đạt chất lượng cao, đủ sức cạnh tranh với các
loại phân bón cùng loại đang lưu hành trên thị trường là hết sức cần thiết cả về khía

cạnh môi trường lẫn kinh tế và xã hội. Đó cũng chính là lý do em chọn đề tài “Thiết kế
nhà máy sản xuất phân vi sinh từ rác thải sinh hoạt, năng suất 7 tấn rác/giờ ”.

Thiết kế nhà máy sản xuất phân vi sinh từ rác thải sinh hoạt, năng suất 7 tấn rác/ giờ


Đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG 1:

-2-

SVTH: Trần Thị Trúc Linh

LẬP LUẬN KINH TẾ VÀ KỸ THUẬT

1.1. Sự cần thiết phải đầu tư và xây dựng nhà máy
Hiện nay, dân số ngày càng tăng lên cùng với quá trình đô thị hóa diễn ra mạnh mẽ,
dân cư lại tập trung đến các thành phố lớn ngày một nhiều, nhu cầu sinh hoạt cũng
tăng lên, theo đó lượng chất thải do con người thải ra rất 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. [23]
Mặc dầu lượng rác thải ra rất lớn như vậy nhưng hầu hết chúng 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 để chôn lấp. Với phương pháp xử lý như vậy vừa tốn kém, xử lý không
triệt để, vấn đề ô nhiễm môi trường vẫn còn tồn tại.
Do đó việc thiết kế xây dựng một nhà máy sản xuất phân vi sinh từ rác thải sinh
hoạt với các thông số kỹ thuật phù hợp điều kiện khí hậu Việt Nam và chi phí vận
hành thấp tại Đà Nẵng là hết sức cần thiết. Nó không những góp phần giảm thiểu ô
nhiễm môi trường mà còn quay vòng tái sử dụng những chất thải có thể tái chế, mang
lại hiệu quả kinh tế cao.
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 đóng vai trò hết sức 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
Thiết kế nhà máy sản xuất phân vi sinh từ rác thải sinh hoạt, năng suất 7 tấn rác/ giờ


Đồ án tốt nghiệp

-3-

SVTH: Trần Thị Trúc Linh

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 sản xuất phân vi

sinh cần xây dựng 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 [18], [19]
Thành phố Đà Nẵng nằm ở 15 055’ đến 16014’ vĩ độ Bắc, 107018’ đến 108020 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 0C, cao nhất vào các tháng 6, 7, 8:
Trung bình từ 280-300C, thấp nhất vào các tháng 12, 1, 2: Trung bình từ 180-230C.
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.
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 đang ngày càng được nâng
cao, mở rộng. Điều đó tạo điều kiện cho việc tiêu thụ sản phẩm của nhà máy được
rộng rãi.
Thiết kế nhà máy sản xuất phân vi sinh từ rác thải sinh hoạt, năng suất 7 tấn rác/ giờ


Đồ án tốt nghiệp

-4-

SVTH: Trần Thị Trúc Linh

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, tiết kiệm nguồn chi phí lớn.
1.5. Nguồn nguyên liệu
Ở đây ta chọn nguyên liệu cho nhà máy sử dụng là nguồn rác thải sinh hoạt của
thành phố do Công ty Môi Trường Đô Thị Thành Phố Đà Nẵng cung cấp.
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 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
Thiết kế nhà máy sản xuất phân vi sinh từ rác thải sinh hoạt, năng suất 7 tấn rác/ giờ


Đồ án tốt nghiệp

-5-

SVTH: Trần Thị Trúc Linh

động ở khu công nghiệp Hòa Khánh, cung cấp sản phẩm phân vi sinh trực tiếp cho sản
xuất nông nghiệp ở các khu vực lân cận như Quảng Nam, Quảng Ngãi hay tại chính
thành phố Đà Nẵng.
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.

Thiết kế nhà máy sản xuất phân vi sinh từ rác thải sinh hoạt, năng suất 7 tấn rác/ giờ


Đồ án tốt nghiệp

-6-

SVTH: Trần Thị Trúc Linh

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 [5]
Trong vài thập kỷ vừa qua, do sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật
dẫn đến sự phát triển mạnh mẽ về kinh tế, cùng với sự bùng nổ dân số, nhu cầu sinh
hoạt ngày càng cao, vì vậy lượng các chất thải do con người thải 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 đáng quan tâm không
chỉ đối với các nhà lãnh đạo, quản lý, quy hoạch, mà còn gây ảnh hưởng lớn đến sức
khỏe cộng đồng, đến mỹ quan thành phố. Thực tế, chất thải gây ô nhiễm môi trường đã
không được quản lý chặt chẽ, 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.
* Bảng 2.1. Thu gom chất thải rắn đô thị ở một số quốc gia năm 2007 [15]

Quốc gia
Cộng đồng các quốc gia độc lập (trừ các nước ở biển Ban tích)
Các nước thuộc Tổ chức Hợp tác và Phát triển Kinh tế OECD
Châu Á (trừ các nước thuộc OECD)
Nam Mỹ
Trung Mỹ
Bắc Phi & Trung Đông

Châu Phi cận Sahara
Tổng số

Lượng rác thải
(triệu tấn)
65
620
300
86
30
50
53
1.204

Nếu các số liệu trên đổi thành đơn vị tấn chất thải rắn được thu gom mỗi năm trên
đầu người, thì tại các khu đô thị ở Hoa Kỳ có đến hơn 700 kg chất thải và gần 150 kg
ở Ấn Độ. Tỷ lệ phát sinh chất thải đô thị cao, đứng đầu là Hoa Kỳ, tiếp sau là Tây Âu
và Úc (600-700 kg/người), sau đó đến Nhật Bản, Hàn Quốc và Đông Âu (300-

Thiết kế nhà máy sản xuất phân vi sinh từ rác thải sinh hoạt, năng suất 7 tấn rác/ giờ


Đồ án tốt nghiệp

-7-

SVTH: Trần Thị Trúc Linh

400kg/người). Một số thành phố lớn trong khu vực châu Á: Băng cốc 1,6 kg/người,
Singapo 2kg/người, Hồng Kông 2,2 kg/người.

Hiện nay, chất thải được tái chế bằng nhiều cách vừa biến thành năng lượng lẫn thu
hồi nguyên liệu.
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 nghiêm trọng đến
môi trường đất, nước, không khí.
2.1.2. Tình hình ô nhiễm rác thải ở Việt Nam [5]
Việt Nam 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 thải công nghiệp
khoảng 2,7 triệu tấn; lượng rác thải y tế khoảng 2,1 vạn tấn, lượng rác thải độc hại
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 côn 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.

Thiết kế nhà máy sản xuất phân vi sinh từ rác thải sinh hoạt, năng suất 7 tấn rác/ giờ

Đồ án tốt nghiệp

-8-

SVTH: Trần Thị Trúc Linh

2.1.3. Nguồn gốc, đặc điểm, thành phần, tính chất của rác thải sinh hoạt
2.1.3.1. Nguồn gốc [5]
Rác thải sinh hoạt được tạo ra trong hoạt động sống của con người, chủ yếu từ các
hộ gia đình, các khu dân cư, các cơ quan, trường học, các trung tâm, dịch vụ, thương
mại. Rác thải bao gồm các thành phần như: Kim loại, sành sứ, thuỷ tinh, đất đá, nhựa,
ni lông, các thực phẩm dư thừa, quá hạn sử dụng, 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: Phân, da, lông.
+ Chất thải lỏng chủ yếu là bùn ga, cống rãnh, là chất thải từ khu sinh họat của dân
cư.
+ Tro và các chất dư thừa thải bỏ khác như: 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...
+ Các chất thải từ đường phố có thành phần chủ yếu là lá cây, ni lông, thuỷ tinh,
bao,...
2.1.3.2. 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. [7 trang 76]
Nhìn chung rác thải sinh hoạt của nước ta có những đặc điểm cơ bản sau: [5]

- Rác thải sinh hoạt chiếm tỷ lệ rất lớn khoảng 80% tổng các loại 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 gây nên hiện tượng thối rữa nhanh làm ô nhiễm đất, nước và không khí
nghiêm trọng.
- Rác thải sinh hoạt ở Việt Nam chưa được phân loại tại nguồn. Do đó, rất khó
khăn trong việc xử lý chúng.
Thiết kế nhà máy sản xuất phân vi sinh từ rác thải sinh hoạt, năng suất 7 tấn rác/ giờ


Đồ án tốt nghiệp

-9-

SVTH: Trần Thị Trúc Linh

2.1.3.3. Thành phần và một số tính chất của 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 55-75% . Thành phần cụ thể được thống kê trong bảng sau:
* Bảng 2.2. Thành phần rác thải sinh hoạt của thành phố Đà Nẵng [5]

Thứ tự
1
2
3
4
5
6

7
8
9
10
11
12
13
14

Thành phần
Trái cây, rau quả, lá cây
Thức ăn thừa, phế thải chế biến thức ăn
Phân động vật
Lông động vật
Nhựa
Da
Sợi
Cao su
Giấy, bìa carton
Gỗ
Thủy tinh
Sành sứ
Kim loại
Các loại khác
Tổng cộng

Phần trăm tỷ lệ theo
trọng lượng tươi (%)
73,3
0,4

3,2
0,2
4,0
0,5
2,3
1,6
3,1
0,7
0,9
0,8
1,9
7,1
100,0

Dựa vào bảng trên ta thấy thành phần của rác thải chủ yếu là chất hữu cơ, chiếm
hơn 50% nên rất thuận lợi cho việc xử lý rác thải bằng phương pháp sinh học mà cụ
thể là sản xuất phân vi sinh. Nếu rác thải được phân loại trước khi đưa vào sản xuất thì
việc sử dụng các phương pháp sinh học càng có hiệu quả, sản phẩm của quá trình đạt
chất lượng cao, khả năng sử dụng làm phân bón để cải tạo đất tốt, dẫn đến giảm thiểu
đáng kể lượng rác thải, cải tạo môi trường, mang lại hiệu quả kinh tế cao.
2.1.4. Các phương pháp xử lý rác thải sinh hoạt thường gặp
2.1.4.1. Phương pháp đổ rác thành đống ngoài trời
Đây là phương pháp được sử dụng nhiều nhất, rác được thu gom vận chuyển đến
địa điểm xác định để xử lý. Tại đó người ta đổ rác thành từng đống có kích thước khác
nhau. Lớp rác này đổ chồng lên lớp rác khác tạo nên sự hỗn độn không theo một qui
luật nào. [5 trang 97]
* Ưu điểm
Thiết kế nhà máy sản xuất phân vi sinh từ rác thải sinh hoạt, năng suất 7 tấn rác/ giờ

Đồ án tốt nghiệp

- 10 -

SVTH: Trần Thị Trúc Linh

Phương pháp này đơn giản, ít tốn kém nhất.
* 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.
2.1.4.2. Phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh (Landfill) [5]
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 tảng 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 nhiễm nước, đất và không khí.
Các bước tiến hành xử lý:
- Phân loại chất thải xử lý theo phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh
- Lựa chọn địa điểm chôn lấp
- Lựa chọn qui mô bãi chôn lấp
- Phân loại bãi chôn lấp
- Thiết kế bãi chôn lấp
- Quản lý và xử lý nước rò rỉ tại bãi chôn lấp
* Ưu điểm
Phương pháp này có ưu điểm là kiểm soát được hiện tượng ô nhiễm 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 sung 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, CO2, H2S, NH3, indol và nhiều khí khác gây mùi khó chịu, ô
nhiễm không khí trầm trọng ở khu vực xung quanh.

Thiết kế nhà máy sản xuất phân vi sinh từ rác thải sinh hoạt, năng suất 7 tấn rác/ giờ


Đồ án tốt nghiệp

- 11 -

SVTH: Trần Thị Trúc Linh

- 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.
- Với phương pháp landfill, chi phí cho lớp lót, hệ thống thu và xử lý khí, nước rác
rất lớn.
2.1.4.3. Phương pháp đốt [24]
Rác thải sau khi thu gom, vận chuyển về được đốt trong các lò đốt, có thể thu nhiệt
để chạy máy phát điện, còn phần tro có thể đem chôn lấp.
* 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.
* 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, 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.
2.1.4.4. Phương pháp ủ sinh học (Composting method)
* Bản chất phương pháp
Phương pháp ủ chất thải hữu cơ là quá trình phân giải một loạt các chất hữu cơ có
trong chất thải sinh hoạt, bùn cặn, phân gia súc,… dưới tác dụng của tập đoàn vi sinh
vật bản địa và vi sinh vật bổ sung vào. Quá trình ủ được thực hiện trong cả điều kiện
hiếu khí và kị khí. [ 5, tr 106]
* Mục đích phương pháp [5, tr 106-107]
Thiết kế nhà máy sản xuất phân vi sinh từ rác thải sinh hoạt, năng suất 7 tấn rác/ giờ


Đồ án tốt nghiệp

- 12 -

SVTH: Trần Thị Trúc Linh

Phương pháp ủ chất hữu cơ có những mục đích sau:
+ Ổn định chất thải: Các quá trình sinh học xảy ra khi ủ chất thải hữu cơ sẽ chuyển
hoá các chất thải hữu cơ dễ phân huỷ thành các chất ổn định.
+ Tiêu diệt các vi sinh vật gây bệnh: Do trong quá trình ủ, nhiệt độ tăng cao (có thể

lên tới 80oC, trung bình khoảng 55-60 oC) nên các vi sinh vật gây bệnh sẽ bị tiêu diệt sau
4-5 ngày ủ.
+ Làm cho chất hữu cơ có giá trị phân bón cao: Phần lớn các chất dinh dưỡng như
N, P, K có trong thành phần các chất hữu cơ, khi bón cho cây thì cây không thể hấp thụ
được, sau khi ủ thì các chất này sẽ chuyển sang vô cơ như NO 3-, PO43- dễ dàng cho cây
hấp thụ.
+ Làm tơi xốp đất: Sau khi ủ chất hữu cơ trở thành dạng mùn, tơi xốp giúp cây dễ
hấp thụ.
* Các vi sinh vật trong quá trình ủ
Theo [16] các vi sinh vật chính trong quá trình ủ bao gồm:
- Vi khuẩn
Vi khuẩn đóng vai trò chính trong quá trình phân huỷ và cũng là nguồn phát sinh
nhiệt. Hầu hết chúng có nhu cầu dinh dưỡng khác nhau và sử dụng hệ enzyme để phân
huỷ hoá học nhiều loại hợp chất hữu cơ khác nhau.
Vi khuẩn là các vi sinh vật đơn bào, chúng có dạng hình que, hình cầu và hình xoắn,
có một số loài vi khuẩn di động. Ở thời gian đầu của quá trình ủ (25-40 oC) các loài vi
khuẩn không ưa nhiệt chiếm ưu thế và vài loài được tìm thấy ở vùng bề mặt các tầng đất
mặt.
Khi nhiệt độ khối ủ tăng lên trên 40 oC vi khuẩn ưa nhiệt tiếp tục phát triển. Giống
Bacillus chiếm ưu thế trội hơn hẳn và là giống có số lượng nhiều nhất. Bacillus chiếm
ưu thế khi ở nhiệt độ 50-55oC nhưng lại bị suy giảm khi nhiệt độ trên 60oC. Khi điều
kiện nhiệt độ khắc nghiệt, vi khuẩn hình thành bào tử, với thành bào tử dày thì chúng có
thể chống chịu được với điều kiện tự nhiên khắc nghiệt như nhiệt độ quá cao, quá thấp,
thiếu thức ăn, khô hạn. Chúng có mặt khắp nơi trong tự nhiên và sẽ sinh trưởng, phát
triển khi môi trường tự nhiên thuận lợi.
Khi nhiệt độ giảm các vi sinh vật ôn hoà lại phát triển và chiếm ưu thế.
Các loài vi khuẩn thường gặp là: Bacillus, Pseudomonas, Clostridium,…
Thiết kế nhà máy sản xuất phân vi sinh từ rác thải sinh hoạt, năng suất 7 tấn rác/ giờ

Đồ án tốt nghiệp

- 13 -

SVTH: Trần Thị Trúc Linh

- Xạ khuẩn

Hình 2.1. Hình dạng xạ

khuẩn

Xạ khuẩn giống nấm nhưng chúng phát triển ở dạng khuẩn ty, khi phát triển tạo
thành dạng sợi nấm. Chúng có hình dạng tua, đâm nhánh, trông giống như mạng nhện
giăng ra. Những sợi xạ khuẩn nhỏ xuất hiện ở giai đoạn cuối của quá trình ủ, dài khoảng
từ 10-15cm ở bên ngoài của đống ủ. Trong quá trình ủ tạo mùn chúng đóng vai trò quan
trọng trong việc phân huỷ các hợp chất hữu cơ phức tạp như lignin, cellulose, chitin,
protein để tạo mùn. Hệ enzyme của chúng có thể phân huỷ hoá học các hợp chất bền
như than gỗ, vỏ cây, giấy báo. Một vài loài xuất hiện ở nhiệt độ cao và một vài loài xuất
hiện ở pha nhiệt độ thấp
Vài loài xạ khuẩn thường gặp trong quá trình ủ: Actinobifida, Actinomyces,
Streptomyces, Nocardia, Pseudonocardia…
- Nấm
Nấm bao gồm nấm mốc và nấm men, chúng có nhiệm vụ phân huỷ các hợp chất
polymer trong đất và phân ủ. Đối với quá trình ủ chúng đóng vai trò quan trọng trong
việc phân huỷ nhiều hợp chất phức tạp thành các hợp chất đơn giản hơn, dễ phân huỷ.
Nấm phân huỷ các chất còn lại ở điều kiện quá khô, môi trường axít và N thấp mà vi
khuẩn không thể phân huỷ. Nấm phát triển trên lớp ngoài của hố ủ khi nhiệt độ cao, có
dạng sợi trắng bao phủ phía ngoài, là loài duy nhất phát triển trong nhiệt độ ôn hoà và
nhiệt độ cao.

Hình 2.2. Hình dạng nấm

Một vài loài nấm thường gặp khi ủ: Mucor, Aspergillus, Torula, Talaromyces,
Coprinus…
- Sinh vật đơn bào

Thiết kế nhà máy sản xuất phân vi sinh từ rác thải sinh hoạt, năng suất 7 tấn rác/ giờ


Đồ án tốt nghiệp

- 14 -

SVTH: Trần Thị Trúc Linh

Sinh vật đơn bào là động vật rất nhỏ, chúng được tìm thấy ở các giọt nước trong
phân ủ, đóng vai trò thứ yếu trong quá trình phân huỷ. Sinh vật đơn bào lấy thức ăn từ
các hợp chất hữu cơ tương tự như vi khuẩn và nấm.
Tóm lại, tùy thuộc vào những khoảng nhiệt độ khác nhau trong quá trình ủ compost
sự xuất hiện của các loài VSV cũng thay đổi phù hợp với bản chất của quá trình trao
đổi chất ở VSV và được biểu diễn ở hình 1.5 [14].
t0C

Không có VSV dị dưỡng nhưng một số enzyme ngoại bào vẫn hoạt
80động
Bào tử của vi khuẩn và xạ khuẩn vẫn có thể phát triển, trên giới
70hạn phát triển của xạ khuẩn và phần lớn vi khuẩn
Trên giới hạn phát triển của nấm chịu nhiệt, nhiệt độ thấp nhất để

60tiêu diệt mầm bệnh

50Nhiệt độ thích hợp cho quá trình phân hủy tạo thành compost
40Trên giới hạn phát triển của vi khuẩn ưa nhiệt trung bình
30

Sự phát triển hỗn tạp của vi khuẩn, nấm, xạ khuẩn, động
vật nguyên sinh và giun tròn

20

10Dưới giới hạn phát triển của vi khuẩn ưa nhiệt trung bình
0
Hình 2.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự xuất hiện của VSV trong đống ủ

* Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ủ [20]
Trong quá trình ủ có rất nhiều các yếu tố ảnh hưởng đến làm thay đổi đến thời gian
ủ, quá trình xảy ra trong khối ủ, chất lượng sản phẩm tạo thành, cụ thể như sau:
- Thành phần nguyên liệu
Thành phần nguyên liệu ảnh hưởng đến quá trình ủ như thời gian chất lượng mùn,
các khí tạo thành…
Thành phần nguyên liệu được biểu thị qua tỉ lệ C/N. C và N là 2 nguyên tố quan
trọng trong quá trình ủ, cũng là 2 nguyên tố giới hạn. C cung cấp năng lượng và cũng
là nguyên liệu xây dựng tế bào, N cần thiết cho sự tăng trưởng của vi sinh vật, nếu N

Thiết kế nhà máy sản xuất phân vi sinh từ rác thải sinh hoạt, năng suất 7 tấn rác/ giờ


Đồ án tốt nghiệp

- 15 -

SVTH: Trần Thị Trúc Linh

bị giới hạn thì quần thể vi sinh vật bị suy giảm và mất một thời gian khá lâu để phân
huỷ rác. Nếu N vượt quá lượng giới hạn thì khối ủ sẽ có mùi khó chịu như NH 3 gây ô
nhiễm môi trường ủ.
Tỉ lệ C/N thích hợp dao động trong khoảng 25:1 đến 40:1, tỉ lệ C/N thích hợp nhất
là 30:1.
- Kích thước nguyên liệu
Nếu vật liệu ủ có kích thước lớn sẽ kéo dài thời gian ủ và không giữ ẩm tốt, còn
nếu kích thước vật liệu quá nhỏ thì sẽ bít các lỗ khí làm giảm nồng độ O 2, tạo quá trình
phân giải kị khí. Qua nghiên cứu thì kích thước nguyên liệu thích hợp nhất là từ 1,2-5
cm.
- Độ ẩm
Độ ẩm ảnh hưởng đến hoạt động sống của vi sinh vật và nồng độ O 2 trong khối ủ.
Nếu độ ẩm cao sẽ làm giảm nồng độ O 2 trong hỗn hợp, quá trình phân giải kị khí xảy
ra và tạo mùi khó chịu, kéo dài thời gian phân huỷ.
Nếu độ ẩm thấp hạn chế sự phát triển của vi sinh vật, các chất dinh dưỡng hoà tan
thấp và vi sinh vật sẽ tạo bào tử. Còn độ ẩm quá cao sẽ rửa trôi chất dinh dưỡng, giảm
nhiệt độ khối ủ tạo điều kiện để vi sinh vật gây bệnh phát triển.
Độ ẩm thích hợp cho quá trình ủ từ 40-60%. Ở giai đoạn đầu độ ẩm khoảng 5560% kết thúc quá trình độ ẩm khoảng 40-45%.
- Nhiệt độ
Nhiệt độ rất quan trọng trong quá trình ủ. Nếu ủ tốt thì nhiệt độ tăng 40-50 oC sau 23 ngày. Nếu nhiệt độ tăng quá 60oC thì làm giảm sự phân huỷ tạo mùi hôi còn nếu thấp
thì quá trình phân huỷ chậm. Nhiệt độ thường trong khoảng 55-60 oC, với việc kiểm tra
nhiệt độ tại những điểm khác nhau của các đống ủ ta sẽ xác định được đồ thị nhiệt độ
từ đó có thể kiểm soát được nhiệt độ của quá trình ủ.
Nhiệt độ được tạo ra trong quá trình hoạt động sinh hoá học của vi sinh vật. Nhiệt
độ tối ưu cho quá trình ủ là 50-55oC, ở mức nhiệt độ này các vi sinh vật gây bệnh được
tiêu diệt và tác dụng thúc đẩy quá trình phản ứng sinh hoá.

- pH
pH ảnh hưởng đến hoạt động của vi sinh vật, hầu hết chúng hoạt động tốt ở môi
trường trung tính và môi trường có tính axít yếu. Khoảng pH thích hợp cho các vi sinh
Thiết kế nhà máy sản xuất phân vi sinh từ rác thải sinh hoạt, năng suất 7 tấn rác/ giờ


Đồ án tốt nghiệp

- 16 -

SVTH: Trần Thị Trúc Linh

vật phát triển là: pH = 5,5 – 8,5. Ở giai đoạn đầu của quá trình phân hủy thì các axít
được tạo thành làm pH giảm, tạo điều kiện cho sự phát triển của nấm và sự phân huỷ
lignin, cellulose. Khi quá trình phân huỷ tiếp tục, các acid bị trung hoà và phân trộn có
pH = 6.
- Nồng độ O2, CO2
Nồng độ thích hợp của O2 khoảng 15-20% và của CO2 là 0,5-5%. Nồng độ oxi thấp
sẽ dẫn đến phân giải kị khí tạo mùi hôi, ngược lại nồng độ oxi cao sẽ không bảo đảm
độ ẩm thích hợp cho các vi sinh vật kị khí phát triển.
* Kiểm soát và đánh giá quá trình ủ
- Kiểm soát quá trình ủ
Quá trình ủ được kiểm soát qua các yếu tố sau:
+ Cân bằng các chất dinh dưỡng: Đảm bảo đầy đủ các chất dinh dưỡng cần thiết
cho sự hoạt động của vi sinh vật như các nguyên tố vi lượng và đa lượng…
+ Độ ẩm: Độ ẩm thích hợp từ 50-60%. Như vậy ta phải tiến hành đảo trộn định
kỳ và phun ẩm nếu độ ẩm không thích hợp.
+ Cung cấp không khí: Có thể cung cấp bằng phương pháp đảo trộn hoặc dùng
các máy nén sục khí.
+ pH, Nhiệt độ: Nhiệt độ thích hợp: 50-55oC, pH thích hợp: Trung tính

- Đánh giá quá trình ủ
Quá trình ủ và điểm kết thúc được đánh giá qua các yếu tố sau:
+ Nhiệt độ giảm đến mức nhiệt độ bình thường, không tăng trở lại
+ Thành phần các chất trong khối ủ: C/N, tro, COD, VS (chất rắn bay hơi)
+ % lượng nitrat và không có mặt của NH3
+ Không có các loại côn trùng trước và sau sản phẩm ủ
+ Không còn mùi khó chịu
+ Xuất hiện màu trắng hay màu xám trắng của xạ khuẩn

Thiết kế nhà máy sản xuất phân vi sinh từ rác thải sinh hoạt, năng suất 7 tấn rác/ giờ


Đồ án tốt nghiệp

- 17 -

SVTH: Trần Thị Trúc Linh

2.2. Vi sinh vật và các quá trình chuyển hóa trong rác thải sinh hoạt
2.2.1. Vi sinh vật chuyển hóa cacbon [5]
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.
2.2.1.1. 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 từng điều kiện cụ thể. Các vi sinh vật thực hiện quá trình này chủ yếu là
các vi khuẩn quang hợp 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, Chloropseudomonas...
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 định nitơ phân tử
nên chúng vừa có khả năng làm giàu chất hữu cơ carbon vừa làm giàu hợp chất nitơ
cho rác thải. [5, trang 40-42]
2.2.1.2. Quá trình phân giải carbon hữu cơ nhờ vi sinh vật
Bao gồm các quá trình phân giải monosaccharide, oligosaccharide và
polysaccharide.
- 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:

Thiết kế nhà máy sản xuất phân vi sinh từ rác thải sinh hoạt, năng suất 7 tấn rác/ giờ


Đồ án tốt nghiệp

- 18 -

SVTH: Trần Thị Trúc Linh

* 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 awamorii, 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,
* 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 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...

Thiết kế nhà máy sản xuất phân vi sinh từ rác thải sinh hoạt, năng suất 7 tấn rác/ giờ

Đồ án tốt nghiệp

- 19 -

SVTH: Trần Thị Trúc Linh

- 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.
* 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.

Thiết kế nhà máy sản xuất phân vi sinh từ rác thải sinh hoạt, năng suất 7 tấn rác/ giờ


Đồ án tốt nghiệp

- 20 -

SVTH: Trần Thị Trúc Linh

2.2.2. Vi sinh vật chuyển hóa nitơ [6]
Sự chuyển hoá các hợp chất chứa nitơ trong rác thải bao gồm các quá trình sau:
* Quá trình amôn hóa
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, Str. lactis...
- Xạ khuẩn: Streptomyces, Thermonospora fusca, Thermoactinomyces vulgaries.
* Quá trình nitrat hóa
Quá trình nitrat hóa được thực hiện qua hai giai đoạn:
- Giai đoạn 1: Giai đoạn nitrit hóa. Đây là giai đoạn chuyển hoá NH3, NH4+ → NO2-.
Vi khuẩn tham gia vào giai đoạn này: Nitrosomonas, Nitrosospira, Nitrosococcus,
Nitrosolobus.
- Giai đoạn 2: Giai đoạn nitrat hóa. Giai đoạn chuyển hoá NO2- → NO3Vi khuẩn tham gia vào giai đoạn này: Nitrobacter, Nitrospina, Nitrococcus.
Nhờ hoạt động của của 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.
( NO3- → NO2- → NO → N2O → N2 ↑ )
Các vi khuẩn tham gia quá trình này như: Thiobacillus denitritficans, Bacillus
licheniformis, Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas stutzeri.

Thiết kế nhà máy sản xuất phân vi sinh từ rác thải sinh hoạt, năng suất 7 tấn rác/ giờ


Đồ án tốt nghiệp

- 21 -

SVTH: Trần Thị Trúc Linh

Đây là quá trình giải phóng nitơ, không có lợi cho quá trình ủ chất thải, cần hạn
chế quá trình này.
2.2.3. Các quá trình khác. [6]
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...
2.3. Tổng quan về phân vi sinh [17]
Phân vi sinh là loại phân chứa một hay nhiều loại vi sinh vật sống có khả năng kích
thích sự tăng trưởng của cây bằng cách gia tăng sự hấp thu những dưỡng chất cần thiết
cho cây.
Phân hữu cơ vi sinh do Noble Hilner sản xuất đầu tiên tại Đức năm 1896 và được
đặt tên là Nitragin, sau đó phát triển sản xuất tại một số nước như Mỹ (1896), Canada
(1905), Nga (1907), Anh (1910) và Thụy Điển (1914).
Nitragin là loại phân được chế tạo bởi vi khuẩn Rhizoliumdo Beijerink phân lập
năm 1888 và được Fred đặt tên năm 1889 dùng để bón cho các loại cây thích hợp của
họ đậu.
Phân hữu cơ vi sinh có rất nhiều loại, nhiều dạng. Tuy nhiên có thể hiểu chung là
sản phẩm được chế biến từ việc kết hợp phân hữu cơ với việc chọn lọc, nuôi cấy, đưa
vào một hệ vi sinh nào đó có tính năng chuyển hóa được những gì có sẵn trong môi
trường đất tự nhiên trở thành những chất dinh dưỡng hữu ích cho cây trồng. Như vậy
một loại phân hữu cơ vi sinh thường có thành phần cơ bản bao gồm các hợp chất
cacbon hữu cơ có tác dụng cải tạo đất và tạo ra môi trường thuận lợi cho vi sinh vật có
trong phân phát triển.
* Ưu điểm của phân hữu cơ vi sinh:
- Sử dụng phân hữu cơ vi sinh sẽ thay thế dần việc bón phân hóa học, giảm tính
độc hại do hóa chất gây ra mà vẫn đảm bảo nâng cao năng suất thu hoạch.
- Sử dụng phân hữu cơ vi sinh về lâu dài sẽ dần dần trả lại độ phì nhiêu cho đất
như: Làm tăng lượng nitơ, phospho và kali dễ tan trong đất, cải tạo và giữ độ bền cho
Thiết kế nhà máy sản xuất phân vi sinh từ rác thải sinh hoạt, năng suất 7 tấn rác/ giờ


Đồ án tốt nghiệp

- 22 -

SVTH: Trần Thị Trúc Linh

đất nhờ khả năng cung cấp hàng loạt các chuyển hoá chất khác nhau liên tục do nhiều
quần thể vi sinh vật khác nhau tạo ra.
- Giá thành hạ, nông dân dễ chấp nhận, có thể sản xuất được tại địa phương và giải
quyết được việc làm cho một số lao động, ngoài ra cũng giảm được một phần chi phí
ngoại tệ nhập khẩu phân hóa học.
2.3.1. Các loại phân vi sinh trên thị trường hiện nay [32]
Hiện nay trên thị trường có nhiều loại phân hữu cơ vi sinh. Dưới đây là một số loại
phân vi sinh phổ biến trên thị trường:
2.3.1.1. Phân hữu cơ vi sinh LU.COZYM của công ty trách nhiệm hữu hạn
TM& SX Luơng Nông
Thành phần và hàm lượng các chất của phân này như sau:
- Thành phần hữu cơ

: 30%

- Tỉ lệ N-P2O5-K2O

: 1,8-1,2-1,2

- Thành phần khoáng:
+S

: 0,5%

+ Ca : 2,5%

+ Zn : 0,003%

+ Mg : 1,2%

+B

+ Mo : 0,0025%

: 0,2%

- Vi sinh vật:
+ VSV(p): 1,2*107CFU/g
+ VSV(x): 9*106 CFU/g
+ VSV(N): 9,2*106CFU/g
2.3.1.2. Phân bón hỗn hợp hữu cơ vi sinh FITOHOCMON của công ty cổ phần
FITOHOCMON
Thành phần và hàm lượng các chất dinh dưỡng chính của loại phân này như sau:
- Thành phần hữu cơ

:15%

- Tỉ lệ N-P2O5-K2O5

: 3-2-2

- Axit Humic

: 0,5%

- Thành phần khoáng:
+ Cu : 0,006%

+ Zn : 0,006%

+ Mn : 0,0038%

+B

+ Mo: 0,0002%

+ Fe : 0,003%

: 0,001%

Thiết kế nhà máy sản xuất phân vi sinh từ rác thải sinh hoạt, năng suất 7 tấn rác/ giờ


Đồ án tốt nghiệp

- 23 -

SVTH: Trần Thị Trúc Linh

- Vi sinh vật: VSV(P,X,N): 1*106CFU/g
2.3.1.3. Phân hữu cơ vi sinh BIOCO của công ty TNHH Phú Sơn
Mác này có thành phần và hàm lượng các chất dinh dưỡng như sau:
- Thành phần hữu cơ

: 20%

- Tỉ lệ N-P2O5-K2O

: 1,24-1,35-0,67

- Vi sinh vật:

VSV(P) : 8*106 CFU/g
VSV(X)

: 7,8*107CFU/g

VSV(N)

: 2,6*107CFU/g

2.3.1.4. Phân hữu cơ vi sinh vật cố định Nitơ, phân giải lân của viện
KHKTNN Việt Nam
Mác phân này có thành phần và hàm lượng dinh dưỡng như sau:
- Thành Phần hữu cơ: 15%
- Tỉ lệ N-P2O5-K2O : 1-1-1
- Vi sinh vật: VSV(p) : 106 CFU/g
VSV(N): 106 CFU/g
2.3.1.5. Phân hữu cơ vi sinh TBIO của công ty TNHH công nghệ sinh học TBIO
Mác phân này có hàm lượng và thành phần các chất dinh dưỡng như sau:
- Thành phần các chất hữu cơ
- Axit humic
- Vi sinh vật:

: 50%

: 5%

VSV(X): 1*106CFU/g
VSV(N): 1*106CFU/g

2.3.1.6. Phân bón vi sinh vật tổng hợp
Là chế phẩm tập hợp các loại vi sinh vật: Vi khuẩn cố định nitơ, vi sinh vật phân
giải lân và vi sinh vật phân giải xenluloseza trên nền chất mang đã xử lí. Hiện nay có
nhiều cơ sở sản xuất loại phân bón này như: Phân vi sinh tổng hợp của Công ty TNHH
rượu Vạn Phát tại huyện Sơn Hòa, Phân Vi Sinh Tổng Hợp Biomix-C tại Củ Chi.
2.3.2. Nguyên liệu sản xuất
2.3.2.1. Rác thải sinh hoạt
Nhà máy sử dụng nguồn nguyên liệu sản xuất chính từ rác thải sinh hoạt. Rác thải
sinh hoạt bao gồm nhiều thành phần, trong đó thành phần có ý nghĩa quan trọng, quyết
định chất lượng phân vi sinh là các hợp chất hữu cơ dễ phân hủy. Dưới tác động của vi
Thiết kế nhà máy sản xuất phân vi sinh từ rác thải sinh hoạt, năng suất 7 tấn rác/ giờ


Đồ án tốt nghiệp

- 24 -

SVTH: Trần Thị Trúc Linh

sinh vật thì rác hữu cơ được phân giải thành các chất mùn dễ hấp thụ cho cây trồng.
Do vậy để đảm bảo cho việc sản xuất đạt hiệu quả cao thì chúng ta cần phải phân loại
nguồn rác thải trước khi đưa vào sản xuất.
2.3.2.2. Chế phẩm EM và men vi sinh
Chế phẩm EM (Effective Microoganisms) được sử dụng trong xử lý rác thải, bao
gồm các vi sinh vật có ích, và các chất dinh dưỡng cần thiết cung cấp cho sinh trưởng

và phát triển của vi sinh vật.
Sử dụng chế phẩm EM dạng bột, pha thành dung dịch sử dụng cho quá trình khử
mùi rác thải.
Men vi sinh là dung dịch có chứa các men phân giải lignin và xenlulose hoặc
các chất khác có trong nguyên liệu.
Các enzym phân giải lignin: Lignin pezoxidaza, mangan pezoxidaza,
laccaza, ligninaza.
Các enzym phân giải xenlulose: Exoglucanza, endogluanaza, xenlobioza,
xenluloza.
2.3.2.3. Nguyên liệu sản xuất khác
* Phân urê
Phân urê có dạng tròn, màu trắng trong, dễ hút ẩm, dễ chảy nước, khi tiếp xúc với
không khí. Urê dạng bột thường sử dụng có công thức: (NH2)2CO.
* Phân lân
Phân lân hay còn gọi là phân superphosphate đơn có màu xám xanh dạng bột mịn,
khi gặp ẩm dễ vón cục. Trong đề tài này sử dụng phân lân dạng bột có công thức hoá
học: Ca(H2PO4)2
* Phân kali
Phân kali có dạng viên tròn, màu đỏ, dễ hút ẩm, chảy nước khi tiếp xúc với không
khí. Phân lân dạng bột có công thức hoá học: K2O hoặc KCl.

Thiết kế nhà máy sản xuất phân vi sinh từ rác thải sinh hoạt, năng suất 7 tấn rác/ giờ


Đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG 3:

- 25 -

SVTH: Trần Thị Trúc Linh

CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN

3.1. Dây chuyền công nghệ
3.1.1. Đặc điểm dây chuyền công nghệ
Ở các khu vực khác nhau trên thế giới thì đặc điểm, thành phần tính chất của rác
thải cũng khác nhau. Do vậy công nghệ xử lý chất thải rắn (rác thải sinh hoạt) cũng
khác nhau.
Trong quản lý xã hội ở các nước phát triển, họ đã có những phương pháp quy
hoạch rác thải từng khu vực như: Khu công nghiệp, khu sản xuất nông nghiệp, khu vui
chơi, giải trí, khu hành chính sự nghiệp…nên việc quản lý và xử lý rác thải dễ dàng
hơn… Ở các nước đang phát triển và kém phát triển, sự phân chia khu vực đó chưa rõ
ràng nên toàn bộ chất thải chưa được phân loại. Như vậy, ở những nước này, chất thải
thường rất phức tạp và có chiều hướng tăng rất nhanh. [4 trang 23]
Với những đặc trưng của rác thải đô thị Việt Nam, mà cụ thể là rác thải sinh hoạt ở
thành phố Đà Nẵng, ta chọn công nghệ An sinh – ASC cho thiết kế nhà máy này.
Đặc điểm của công nghệ An Sinh - ASC: [23]
- Mang tính chất một dây chuyền thiết bị đồng bộ từ khâu tiếp nhận rác thải đến
công đoạn sản xuất ra sản phẩm cuối cùng.
- Phù hợp với điều kiện địa phương.
- Giá thành rẻ hơn so với dây chuyền xử lý rác nhập ngoại.
- Giảm thiểu chôn lấp: Tỷ lệ chôn lấp không quá 10%.
- Phù hợp với xử lý rác thải sinh hoạt tươi của thành phố Đà Nẵng, rác được thu
gom chưa có phân loại từ đầu nguồn: Tỷ lệ thu hồi từ 25% đến 30% so với trọng lượng
rác tươi, tỷ lệ thu hồi plastic từ 7% đến 10% so với trọng lượng rác tươi.

Thiết kế nhà máy sản xuất phân vi sinh từ rác thải sinh hoạt, năng suất 7 tấn rác/ giờ