KHẢO SÁT SỰ PHÂN HỦY CHẤT THẢI RẮN HỮU CƠ TRONG ĐIỀU KIỆN Ủ PHÂN LỚP

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

KHẢO SÁT SỰ PHÂN HỦY CHẤT THẢI RẮN HỮU CƠ
TRONG ĐIỀU KIỆN Ủ PHÂN LỚP

SVTH: TRẦN THỊ KIM LOAN
Ngành: CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
Niên khoá: 2006 – 2010

Tháng 09/2010


KHẢO SÁT SỰ PHÂN HỦY CHẤT THẢI RẮN HỮU CƠ TRONG
ĐIỀU KIỆN Ủ PHÂN LỚP

Tác giả

TRẦN THỊ KIM LOAN

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng Kỹ sư
Ngành CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

Giảng viên hướng dẫn:
TS. LÊ QUỐC TUẤN

Tháng 09 năm 2010
i

LỜI CẢM ƠN
Qua ba tháng học tập và tiến hành thí nghiệm tại phòng thí nghiệm Khoa
Môi Trường và Tài Nguyên, Trường ĐH Nông Lâm TP.HCM. Tiếp tục qua hai
tháng học tập và làm việc tại vườn cây cảnh của ông Nguyễn Thành Hưng ở ấp Nội
Hóa, xã Bình An, huyện Dĩ An, tỉnh Bình Dương, tôi đã nổ lực học tập và làm việc
nghiêm túc để hoàn thành Khóa luận tốt nghiệp đúng hạn. Bên cạnh những thuận
lợi, tôi đã gặp không ít khó khăn, tuy vậy với sự giúp đỡ của ông Hưng, tôi đã vượt
qua các khó khăn ấy và hoàn thành khóa luận.
Tôi xin gởi lời cảm ơn chân thành đến:
- Ban Giám Hiệu trường Đại học Nông Lâm TP. HCM
- Ban Chủ nhiệm Bộ Môn Công Nghệ Hóa Học
Đã tạo mọi điều kiện tốt nhất để tôi học tập và nghiên cứu để hoàn thành tốt khóa
luận này.
- Tôi xin gởi lời cảm ơn đến các quý thầy cô trong Bộ Môn Công Nghệ Hóa
Học đã tận tình chỉ bảo cho tôi những kiến thức trong suốt bốn năm theo học.
- Đặc biệt tôi xin gởi lời cảm ơn chân thành nhất đến thầy TS. Lê Quốc Tuấn
đã tận tình chỉ bảo tôi trong thời thời gian tôi thực hiện khóa luận.
- Cảm ơn ông Nguyễn Thành Hưng - Trại cây giống Năm Hưng, đã chỉ bảo
tôi các thao tác kỹ thuật ngoài đồng trong quá trình thực hiện khóa luận.
Xin chân thành cảm ơn!

Tp. Hồ Chí Minh, ngày 06 tháng 09 năm 2010
Sinh viên
Trần Thị Kim Loan
ii


TÓM TẮT

Đề tài: “Khảo sát sự phân hủy rác thải rắn hữu cơ trong điều kiện ủ
phân lớp” được tiến hành tại phòng thí nghiệm Khoa Môi Trường và Tài Nguyên,
Trường ĐH Nông Lâm TPHCM từ ngày 05/04/2010 đến ngày 15/06/2010. Phân
được bón thử trên cây ớt tại vườn cây giống Năm Hưng ở Bình Dương từ ngày
20/06/2010 đến ngày 01/08/2010.
Khảo sát sự phân hủy rác hữu cơ tiến hành phối trộn trấu và rác theo 4 tỷ lệ
là 20%, 40%, 60%, 80% trấu; 2 kích thước rác là cắt nhỏ và cắt lớn; 2 cách ủ là kỵ
khí và hiếu khí. Tổng số mẫu đã thực hiện là 16 mẫu: H1a, H2a, H3a, H4a, H1b,
H2b, H3b, H4b, K1a, K2a, K3a, K4a, K1b, K2b, K3b, K4b.
Sau khi hoàn tất việc ủ phân, tiến hành trồng thử nghiệm ớt trên các mẫu
phân được ủ hiếu khí và mẫu đối chứng. Mỗi mẫu phân sẽ được trồng lặp lại ba lần.
Như vậy, tổng lượng chậu ớt tiến hành là 51 chậu.
Kết quả khảo sát cho thấy ủ theo phương pháp hiếu khí thì thời gian phân
hủy sẽ ngắn hơn phương pháp ủ kỵ khí và mẫu được cắt theo kích thước 3 – 8 cm,
có tỷ lệ chất độn 60% là mẫu có thời gian phân hủy ngắn nhất nhất so với các mẫu
còn lại. Khi thử nghiệm trên ớt, kết quả thu được cho thấy ớt được trồng trên các
mẫu H3b có chiều cao, số lượng lá và số lượng hoa hơn hẳn các mẫu còn lại.

iii


ABSTRACT

Thesis "Surveying the decomposition of organic solid waste compost in the
classifing condition" was carried out at the laboratory of Environmental and
Resource Sciences at Nong Lam University from 2010/04/05 to 2010/06/15.
Fertilizers were applied on chili plants at Nam Hung’s garden in Binh Duong from
2010/06/20 to 2010/08/01.
Investigating the decomposition of organic waste carried out blending four

husks and garbage ratios were 20%, 40%, 60%, 80% rice husk; garbage was cut
into 0,1 – 0,3 cm and 3 – 8 cm; then they were decomposed by two methods
(anaerobic and aerobic). All of samples were 16 samples: H1a, H2a, H3a, H4a,
H1B, H2B, H3b, H4b, K1a, K2a, K3a, K4a, K1b, K2b, K3b, K4b.
The chili plants were tested with aerobic composts. Each sample was
surveyed in three times. Thus, the total of the tested chili plants were 51 plants.
The results showed that the decompostion time in aerobic composting was
shorter than anaerobic composting methods and sample with 3 – 8 cm cut-size, 60%
filler had the shortest decomposting time compared with remaining samples. After
testing on chili plants, the results showed that H3b samples tested chili plants had
the height, a number of leaves and flowers better than the others.

iv


MỤC LỤC
Trang tựa…………………………………………………………………………. i
Lời cảm ơn………………………………………………………………………. ii
Tóm tắt………………………………………………………………………….. iii
Abstract…………………………………………………………………………..iv
Mục lục………………………………………………………………………….. v
Danh sách các chữ viết tắt………………………………………………………viii
Danh sách các bảng ………………………………………………………………ix
Danh sách các hình………………………………………………………………..x
Chương 1: MỞ ĐẦU…………………………………………………………… 1
1.1. Đặt vấn đề…………………………………………………………………1
1.2. Mục tiêu của đề tài………………………………………………………...2
Chương 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU…………………………………………. 3
2.1. Tình hình quản lý CTRHC………………………………………………….. 3
2.1.1. Tình hình quản lý CTRHC trên thế giới………………………………. 3

2.1.2. Tình hình quản lý CTR ở Việt Nam…………………………………... 4
2.2. Nguồn gốc CTRHC…………………………………………………………. 5
2.2.1. Chất thải sinh hoạt…………………………………………………….. 5
2.2.2. Chất thải nông nghiệp…………………………………………………. 5
2.2.3. Chất thải công nghiệp…………………………………………………. 5
2.3. Các phương pháp xử lý CTRHC…………………………………………….6
2.3.1. Đổ rác thành đống ngoài trời………………………………………….. 6
2.3.2. Chôn lấp hợp vệ sinh………………………………………………….. 7
2.3.1.1. Bãi chôn lấp có phủ bề mặt…………………………………….. 9
2.3.1.2. Phương pháp mương rãnh………………………………………10
2.3.1.3. Phương pháp hố chứa…………………………………………...10
2.3.3. Làm phân hữu cơ…………………………………………………….. 11
2.3.3.1. Ủ phân………………………………………………………….. 11
2.3.3.2. Dùng giun để phân hủy………………………………………… 11
2.3.3.3. Dùng ruồi lính đen để phân hủy………………………………... 12
2.4. Cơ sở khoa học của sự phân hủy chất hữu cơ bằng phương pháp ủ………. 13
2.4.1. Ưu điểm và hạn chế của việc ủ phân………………………………… 13
2.4.1.1. Ưu điểm của việc ủ phân………………………………………..14
2.4.1.2. Hạn chế của việc ủ phân………………………………………...15
2.4.2. Các quá trình sinh học cơ bản xảy ra khi ủ phân…………………….. 16
v


2.4.2.1. Tính chất dễ phân hủy………………………………………….. 16
2.4.2.2. Tính chất dễ gây ô nhiễm môi trường………………………….. 16
2.4.3. Các loại VSV tham gia quá trình ủ phân…………………………….. 25
2.4.3.1. VSV phân giải cellulose………………………………………...25
2.4.3.2. VSV phân giải Xilan…………………………………………… 25
2.4.3.3. VSV phân giải lưu huỳnh (S)…………………………………...26
2.4.3.4. VSV phân giải PhotPho (P)……………………………………..26

2.4.3.5. VSV phân giải Nitơ (N)…………………………………………27
2.4.4. Một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ủ……………………………..30
2.5. Tổng quan về phân hữu cơ………………………………………………….30
2.5.1. Định nghĩa phân hữu cơ…………………………………………….....30
2.5.2. Các phương pháp ủ phân hữu cơ……………………………………...30
2.5.2.1. Phương pháp hiếu khí…………………………………………...30
2.5.2.2. Phương pháp yếm khí…………………………………………...31
2.5.2.3. Phương pháp tùy nghi…………………………………………...31
2.5.3. Một số công ty sản xuất phân hữu cơ ở Việt Nam…………………....31
Chương 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP………………………………..32
3.1. Thời gian và địa điểm thí nghiệm ………………………………………….32
3.1.1. Thời gian thí nghiệm………………………………………………….32
3.1.2. Địa điểm thí nghiệm…………………………………………………. 32
3.2. Vật liệu và dụng cụ………………………………………………………....32
3.2.1. Chuẩn bị thí nghiệm…………………………………………………..32
3.2.1.1. Vật liệu ………………………………………………………….32
3.2.1.2. Dụng cụ………………………………………………………….33
3.1.2. Nơi thực hiện.…………………………………………………………33
3.2. Phương pháp………………………………………………………………..33
3.2.1. Tiến hành…………………………………………………………….. 33
3.2.2. Bố trí thí nghiệm……………………………………………………... 34
Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN…………………….………………36
4.1. Đánh giá cảm quan giữa phân ủ hiếu khí và kỵ khí……………………….. 36
4.2. Nhiệt độ của phân ủ hiếu khí……………………………………………….37
4.3. Độ ẩm của phân ủ hiếu khí…………………………………………………40
4.4. Hàm lượng acid humix của phân ủ hiếu khí và kỵ khí…………………… 43
4.5. Sự sinh trưởng của ớt trồng trên phân ủ hiếu khí…………………………. 44
Chương 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ……………………………………… 45
5.1. Kết luận……………………………………………………………………. 45
5.2. Đề nghị……………………………………………………………………. 45

Chương 6: TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………. 47
vi


6.1. Tài liệu tiếng nước ngoài………………………………………………….. 47
6.2. Tài liệu tiếng Việt…………………………………………………………..47
6.3. Tài liệu internet…………………………………………………………….47
PHỤ LỤC……………………………………………………………………… 48
Phụ lục 1: Vật liệu và phương pháp……………………………………………. 48
Phụ lục 2: Kết quả khảo sát……………………………………………………..51

vii


DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

VSV

vi sinh vật

CTR

chất thải rắn

CTRHC

chất thải rắn hữu cơ

CTHC

chất thải hữu cơ

BOD

nhu cầu oxi sinh hóa

viii


DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Điểm nhiệt chết của một số VSV gây bệnh…………………………. 14
Bảng 3.1 Tỷ lệ giữa các thành phần…………………………………………… 33
Bảng 3.2 Cách bố trí thí nghiệm khi tiến hành ủ phân hiếu khí……………….. 34
Bảng 3.3 Cách bố trí thí nghiệm khi tiến hành thử nghiệm
phân ủ hiếu khí trên ớt…………………………………………………………..35
Bảng 4.1 Kết quả thử nghiệm hàm lượng acid humix ở QUATEST 3…………44
Bảng 4.2 Sự sinh trưởng của ớt sau 40 ngày trồng…………………………….. 45

ix


DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2.1 Sự biến động của VSV hiếu khí và yếm khí…………………………...9
Hình 2.2 Sự phát triển của VSV có trong đống ủ………………………………18
Hình 2.3 Mối quan hệ giữ sự tạo thành sinh khối VSV và hoạt tính enzym…... 19
Hình 2.4 Mối quan hệ giữ hoạt tính enzym và chất hữu cơ trong khối ủ……… 20
Hình 2.5 Quá trình tổng hợp và phản ứng enzym……………………………... 21
Hình 2.6 Quá trình chuyển hóa tiền sản phẩm nhờ enzym……………………. 22

Hình 2.7 Giả thuyết tạo mùn trong đất và chất hữu cơ…………………………23
Hình 2.8 Các quá trình sinh học khi ủ chất thải……………………………….. 25
Hình 4.1 Mẫu K1b (trái) và mẫu H1b (phải)…………………………………... 37
Hình 4.2 Sự thay đổi nhiệt độ của mẫu cắt nhỏ và mẫu cắt lớn………………...38
Hình 4.3 Sự thay đổi nhiệt độ của mẫu cắt nhỏ………………………………. 39
Hình 4.4 Sự thay đổi nhiệt độ của mẫu cắt lớn…………………………………39
Hình 4.5 Sự thay đổi nhiệt độ trong suốt quá trình ủ………………………….. 40
Hình 4.6 Sự thay đổi độ ẩm của mẫu cắt nhỏ và mẫu cắt lớn ………………….42
Hình 4.7 Sự thay đổi độ ẩm của mẫu cắt nhỏ…………………………………. 42
Hình 4.8 Sự thay đổi độ ẩm của mẫu cắt lớn………………………………….. 43
Hình 4.9 Sự thay đổi độ ẩm trong suốt quá trình ủ……………………………. 43
Hình 4.10 Sự phát triển của ớt sau 3 và 40 ngày trồng………………………... 45

x


Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề.
Đời sống người dân ngày càng được cải thiện, thu nhập ngày càng cao và
nhu cầu sinh hoạt, vui chơi, giải trí cũng ngày càng đa dạng. Để phục vụ các nhu
cầu ấy, nhiều chợ, siêu thị, khu vui chơi, giải trí và nhiều xí nghiệp, nhà máy chế
biến ra đời; đồng thời, các phương thức sản xuất đòi hỏi phải ngày càng hoàn thiện,
các sản phẩm cho sản xuất và tiêu dùng cũng ngày càng phong phú hơn. Tuy nhiên,
mặt trái của sự phát triển ấy là lượng CTR, CTRHC, CTR vô cơ và chất thải độc hại
ngày càng nhiều mà thành phần và số lượng rác thải cũng ngày càng phức tạp tùy
theo sự gia tăng dân số và sự đáp ứng các nhu cầu do dân số đặt ra. Trong đó, CTR
sinh hoạt chiếm tỷ lệ khá cao. Theo ước tính hiện nay, lượng CTR sinh hoạt là 12.8
triệu tấn/năm. Dự báo lượng CTR sinh hoạt vào năm 2020 sẽ gần 22 triệu tấn/năm.
(theo www.luanvan.biz)

Mặt khác, ngày nay, cả thế giới đang hướng về một nền nông nghiệp hữu cơ,
sinh thái bền vững và thân thiện với môi trường. Cho nên, việc sử dụng phân hữu
cơ thay thế cho phân bón vô cơ là điều mong muốn và cần thiết. Tuy nhiên, trên
thực tế, phân hữu cơ hiện nay hoàn toàn không đáp ứng được nhu cầu của người
nông dân do thời gian phân hủy chậm, lượng dưỡng chất do vi sinh vật đem lại chưa
đầy đủ so với nhu cầu.
Trước tình hình đó, chúng ta phải tìm ra giải pháp để thõa mãn cho yêu cầu
của người nông dân mà vẫn hướng về nền nông nghiệp sạch. Tức là, người nông
dân vẫn sử dụng phân hữu cơ thay cho phân vô vơ nhưng phân hữu cơ phải đầy đủ
dưỡng chất cần thiết và thời gian để có hiệu lực phải nhanh.
1


Tóm lại, việc nghiên cứu về sự phân hủy CTRHC bằng công nghệ sinh học
là cần thiết và đáng quan tâm nhằm hiểu rõ thời gian, hiệu suất phân hủy và chủng
loại vi sinh vật có trong sản phẩm cuối cùng để có thể ứng dụng vào thực tế nhằm
giải quyết vấn đề CTRHC hiện nay. Hơn nữa, xử lý CTR bằng công nghệ vi sinh có
thể khắc phục được tình trạng ô nhiễm môi trường không khí và ô nhiễm nguồn
nước, đồng thời tiết kiệm được diện tích đất. Bằng công nghệ này, chắc chắn trong
tương lai không xa, chúng ta sẽ khai thác thêm được một nguồn năng lượng mới
phục vụ sản xuất, đồng thời giải quyết được tình trạng ứ đọng rác thải, góp phần
làm sạch môi trường sinh thái. Cho nên, đề tài “Khảo sát sự phân hủy chất thải
rắn hữu cơ trong điều kiện ủ phân lớp” được thực hiện.
1.2. Mục tiêu của đề tài.
Khi tiến hành khảo sát về sự phân hủy của CTRHC trong điều kiện ủ phân
lớp, ta có thể hiểu rõ một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy để từ đó có
thể kiểm soát và quản lý việc phân hủy CTRHC được tốt hơn. Đồng thời, thí
nghiệm được tiến hành theo hai phương pháp ủ hiếu khí và kỵ khí để chọn ra
phương pháp ủ tiện lợi và nhanh chóng.

2


Chương 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1.

Tình hình quản lý CTRHC.

2.1.1. Tình hình quản lý CTRHC trên thế giới.
Hiện nay xuất hiện một loạt các công ty đa quốc gia về xử lý CTRHC. Có rất
nhiều công ty chuyên sản xuất những thiết bị phục vụ cho xử lý, không chỉ sử dụng
trong nước mà còn xuất khẩu sang các nước khác. Trong đó công nghệ ủ chất thải
để tạo ra phân bón hữu cơ được phát triển rất mạnh, trong công nghệ này người ta
không chỉ chú ý đến máy móc và thiết bị mà còn nghiên cứu rất kỹ ảnh hưởng của
các loài VSV, ảnh hưởng của oxy, mức độ chuyển hóa tự nhiên và nhân tạo.
Khi số lượng chất thải ngày càng nhiều và thành phần ngày càng phức tạp,
xuất hiện một loạt các công nghệ xử lý hợp vệ sinh: đốt chất thải, chôn lấp hợp vệ
sinh chất thải, sản xuất khí sinh học từ chất thải,… Tuy nhiên, các công nghệ vẫn
đang được nghiên cứu và tìm kiếm nhằm tìm ra giải pháp xử lý chất thải mà không
còn các vấn đề mới nảy sinh khi xử lý như: ô nhiễm không khí do khí thải từ các bãi
rác hoặc hố chôn lấp rác, nước rò rỉ từ rác làm ô nhiễm nguồn nước vẫn là vấn đề
khó giải quyết triệt để.
Một trong những khó khăn khi chuyển giao công nghệ xử lý các chất thải
hữu cơ từ nước này sang nước khác là điều kiện khí hậu khác nhau thường gây ra sự
khác biệt rất lớn về thông số kỹ thuật trong khi ủ chất thải. Do đó, việc nghiên cứu
những công nghệ thích hợp cho từng vùng hoặc từng quốc gia là việc cần thiết.
Riêng trong lĩnh vực ủ chất thải, hiện có hai xu hướng rất được quan tâm:
Hướng thứ nhất: sử dụng hệ VSV có sẵn trong đống ủ, đồng thời tác động
vào khối ủ bằng không khí (khi ủ hiếu khí) và bằng các chất kích thích sự tăng

trưởng và trao đổi chất của VSV tự nhiên trong khối ủ đó.
3


Hướng thứ hai: sản xuất ra chế phẩm vi sinh chuyên chuyển hóa một hoặc
vài chất đại diện nhất trong chất thải. Khi tiến hành xử lý, người ta thêm các chế
phẩm vào khối ủ. Các chế phẩm này sẽ tác động như một yếu tố chủ yếu để chuyển
hóa vật chất trong khối ủ.
Do nguồn gốc, thành phần, tính chất lý hóa của CTRHC ở các nước đang
phát triển và các nước phát triển khác nhau nên phương pháp xử lý cũng khác nhau:
-

Ở các nước phát triển, các chất thải hữu cơ có khả năng lên men

thường chiếm tỷ lệ không cao nên biện pháp xử lý thường là đốt hoặc chôn lấp.
-

Ở các nước đang phát triển, các chất thải hữu cơ chiếm một tỷ lệ khá

cao và độ ẩm cũng cao (khoảng 80%) nên biện pháp thường áp dụng là lên men và
chôn lấp.
2.1.2. Tình hình quản lý CTR ở Việt Nam.
Cơ cấu kinh tế ngày càng thay đổi, nên thành phần và tính chất của chất thải
cũng thay đổi, chất thải ở nước ta có đặc điểm:
Đặc điểm thứ nhất: ở nước ta CTR sinh hoạt là thành phần chất thải chiếm tỷ
lệ cao nhất. Trong đó, chất thải sinh hoạt có nguồn gốc từ thực vật chiếm số lượng
rất lớn cho nên biện pháp dùng cho trường hợp này thường là ủ để làm phân hữu cơ.
Đặc điểm thứ hai: vì chất thải hữu cơ ở Việt Nam có nguồn gốc chủ yếu từ
thực vật nên chứa một lượng nước khá lớn, đồng thời chúng lại kết hợp với các chất
dinh dưỡng và VSV có sẵn trong chất thải tạo nên hiện tượng thối rữa nhanh chóng

và gây ra hiện tượng ô nhiễm đất và không khí trầm trọng. Chính vì thế khi xử lý
cần cân nhắc, lựa chọn biện pháp tối ưu nhằm khắc phục hoặc giảm thiểu những
vấn đề này.
Đặc điểm thứ ba: chất thải ở nước ta chưa được phân loại ngay tại nguồn nên
khi đưa đến khu tập kết để xử lý chất thải thường chứa cả những vật liệu dễ tạo

4


thành phân bón, kim loại, chất độc hại và VSV gây bệnh. Đó là chưa kể đến các
chất thải có nguồn gốc xây dựng và công nghiệp cho nên rất khó quản lý và xử lý.
2.2.

Nguồn gốc CTRHC.

2.2.1. Chất thải sinh hoạt.
CTRHC sinh hoạt phát sinh từ hoạt động sinh hoạt hàng ngày của con người.
Các nguồn phát sinh CTRHC có thể từ:
-

Chất thải phát sinh từ nhà bếp của các hộ gia đình hay nhà bếp tập thể.

Gồm những phế phẩm động vật hay thực phẩm không còn sử dụng được hay không
đáp ứng nhu cầu chế biến, bảo quản hay sử dụng ngay như các nguồn thực phẩm
tươi sống. Ví dụ: đầu, đuôi, vảy, ruột cá, gốc, rễ và vỏ của các loại rau củ,… những
chất thải này rất dễ bị phân hủy và gây ô nhiễm không khí trầm trọng.
-

Chất thải từ khu thương mại, chợ, siêu thị,.. Chất thải có nguồn gốc ở

đây đều phong phú hơn so với chất thải có nguồn từ bếp cả về số lượng và thành
phần.
2.2.2. Chất thải nông nghiệp.
Có thể chia thành chất thải rắn và chất thải lỏng.
-

Chất thải lỏng phát sinh từ các trang trại chăn nuôi, một lượng lớn

được pha loãng và chảy tràn bề mặt bởi nước mưa.
-

CTR phát sinh từ các phế phẩm nông nghiệp.

2.2.3. Chất thải công nghiệp.
Chất thải hữu cơ phân hủy phát sinh từ các nhà máy chế biến thực phẩm,
sữa, thịt, rau quả,…
-

Chất thải từ các nhà máy chế biến thực phẩm thường không quá phức tạp vì

chúng chỉ có vài loại đặc trưng cho nguồn nguyên liệu để sản xuất. Ví dụ: nhà máy
chế biến đồ hộp, rau quả chỉ có chất thải từ nguồn thực vật mà nhà máy sử dụng

5


làm nguyên liệu. Nhà máy thủy sản chỉ có chất thải có nguồn gốc thủy sản,… Các
loại này thường dễ thu gom và xử lý, được phân loại tại nguồn.
-

Chất thải từ các xí nghiệp thuộc da như: lông thú, mảnh vụn tạo ra trong quá

trình chế biến.
2.3.

Các phương pháp xử lý CTRHC.

2.3.1. Đổ rác thành đống ngoài trời.
Đây là phương pháp được sử dụng nhiều nhất, đơn giản nhất, ít tốn kém nhất
và cũng gây ra nhiều vấn đề cho môi trường nhất.
Theo phương pháp này, chất thải được thu gom, vận chuyển đến điểm tập kết
gọi là nơi xử lý.Yêu cầu đối với địa điểm xử lý:
-

Xa nơi dân cư.

-

Xa nguồn nước.

-

Thuận tiện cho việc vận chuyển.
Rác đổ thành từng đống lớn nhỏ khác nhau, lớp này chồng lên lớp kia tạo

nên sự hỗn độn không theo quy luật nào cả. Chính vì thế, phương pháp này có một
số nhược điểm sau:
-

Bề mặt đống rác không được phủ kín, gây hiện tượng thoát khí từ bãi rác.

Các chất khí này bao gồm: CH 4 , CO2 , H 2 S , NH 3 , scatol, indol và nhiều khí gây mùi
khác gây khó chịu và có thể gây bệnh về đường hô hấp.
-

Do không được phủ kín bề mặt nên nước mưa sẽ thấm qua nhiều lớp rác, tạo

nên sự trôi rửa các thành phần dễ phân hủy vào nước rò rỉ, tạo ra lượng nước rò rỉ
lớn và có mức độ ô nhiễm cao có thể làm cho nguồn nước ngầm bị ô nhiễm.
-

Khi đổ thành đống lớn, người ta không tác động, thúc đẩy sự hoạt động của

VSV có trong đống và quá trình phân hủy tùy thuộc vào điều kiện môi trường. Do
đó, thời gian phân hủy lâu, mức độ phân hủy không cao và không đồng đều.
6


-

Phần lớn các nơi đổ rác này tiếp nhận lượng rác chưa được phân loại nên có

chứa nhiều chất khó phân hủy thậm chí chứa cả chất độc hại. Những thành phần độc
hại có sẵn trong rác khi kết hợp với chất độc phát sinh do quá trình phân hủy tạo ra
mối nguy hiểm rất lớn cho môi trường đất. Đặc biệt khi dùng chất thải này làm phân
bón, các chất độc sẽ đi vào chuỗi thực phẩm, người và động vật khi ăn phải các loại
thực phẩm này sẽ bị ngộ độc.
Hiện nay, phương pháp này đã không còn sử dụng ở các nước phát triển, ở
nước ta vẫn còn áp dụng cho các thị trấn, thị xã và ngay cả một số đô thị.
Một số quốc gia tiên tiến trên thế giới vẫn dùng biện pháp này, tuy nhiên ở

các nước tiên tiến họ có khả năng đầu tư để chế tạo một hệ thống lò đốt thân thiện
với môi trường và chi phí đó so với chúng ta là quá cao.
2.3.2. Chôn lấp hợp vệ sinh.
Bản chất của phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh là duy trì và phát triển các
quá trình sinh học xảy ra trong hố chôn lấp chất thải hữu cơ và thực hiện các biện
pháp kiểm soát ô nhiễm do hố chôn lấp gây ra.
Chôn lấp hợp vệ sinh là chôn lấp rác vào những hố đào có tính toán về dung
lượng, có gia cố cẩn thận để kiểm soát lượng khí thải và lượng nước rò rỉ.
Vị trí bãi chôn lấp quyết định đến sự thành công hay thất bại của dự án. Do
đó, việc chọn địa điểm bãi chôn lấp phải đảm bảo một số yêu cầu:
-

Xa vùng dân cư.

-

Cuối hướng gió.

-

Cao ráo.

-

Không được gần bệnh viện.

-

Không được gần khu cấp nước.

-

Hài hòa với toàn bộ cảnh quan xung quanh.

7


Trong phương pháp này nền tảng là tạo môi trường yếm khí để VSV tham
gia phân hủy các thành phần hữu cơ có trong rác. Thời gian đầu của quá trình chôn
lấp, cả VSV hiếu khí và VSV yếm khí tùy tiện hoạt động. Trong thời gian này,
trong khối rác chôn lấp vẫn còn tồn tại một lượng oxy không nhỏ. Thời gian lên
men này là thời gian hiếu khí và nó kéo dài không lâu rồi chuyển sang thời gian
yếm khí. Nhiệt độ ở thời gian lên men hiếu khí bắt đầu tăng và khi chuyển sang giai
đoạn yếm khí, nhiệt độ dần chuyển sang ổn định ở mức độ cao.

Tổng số VSV

VSV yếm khí

VSV hiếu khí

Thời gian (ngày)
Nguồn: Nguyễn Đức Lượng và Nguyễn Thị Thùy Dương, 2003

Hình 2.1 Sự biến động của VSV hiếu khí và yếm khí

Vì lưu lượng không khí có trong rác không đủ nên quá trình hô hấp hiếu khí
là quá trình không hoàn toàn. Các quá trình phân giải cellulose, hemicellulose,
pectin, protein và tinh bột trong giai đoạn này không tạo ra sản phẩm cuối cùng.
Thậm chí những thành phần khó phân giải như: cellulose, hemicellulose, pectin và

lignin chưa được phân giải.
Cùng với sự phân giải hiếu khí là sự tăng sinh khối của VSV hiếu khí. Trong
giai đoạn đầu, sinh khối VSV tăng nhanh, sau đó là hiện tượng giảm nhanh. Hiện
tượng giảm nhanh là do thiếu oxy đột ngột trong khối rác, sinh khối giảm và lượng
8


sinh khối này bị tự phân. Thành phần protein của sinh khối VSV sẽ kết hợp với
thành phần phân hủy không hoàn toàn các hợp chất hữu cơ khác sẽ tạo thành mùn
trong khối ủ.
Khi nhiệt độ tăng và lượng không khí chứa oxy giảm, đồng thời xuất hiện
trứng giun sán, các loài sinh vật vốn nhạy cảm với không khí như: rệp, côn trùng
cánh cứng, giun, động vật nguyên sinh cũng bị tiêu diệt.
Sản phẩm trong quá trình hoạt động của VSV là các acid hữu cơ, các chất
mùn, CH 4 , CO2 , H 2 S , NH 3 , … và cả sinh khối của VSV. Về nguyên tắc, các chất dễ
phân giải sẽ được VSV phân giải trước, các chất khó phân giải sẽ được phân giải từ
từ cho đến khi mức độ phân giải thấp nhất và khối rác đạt được mức độ ổn định.
Tuy nhiên trong một số trường hợp, do ảnh hưởng của yếu tố vật lý, hóa học
không thuận lợi, các loài VSV không phát triển hoặc phát triển rất kém, dẫn đến khả
năng phân giải sẽ không cao nên khối rác hữu cơ này rất khó chuyển sang dạng ổn
định.
Một số phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh:
2.3.2.1.

Bãi chôn lấp có phủ bề mặt.

Người ta thường chọn bề mặt đất phẳng, đất không ngậm nước và có chiều
cao nhất định để thoát nước rò rỉ hoặc thu gom nước mưa. Người ta thường tạo ra
những bờ ngăn cách các ô xử lý chất thải, chiều rộng và chiều dài mỗi ô này tùy
thuộc vào địa điểm của khu đất.

Nền mỗi ô được gia cố rất kỹ bằng cách dùng máy nén, nén đất chặt lại và
phủ một lớp chống thấm phía dưới. Chất thải được đổ thành từng lớp, mỗi lớp dày
khoảng 40–80 cm, nén chặt và sau đó lại đổ lớp khác, lại nén chặt. Cứ như vậy cho
đến khi đống rác cao khoảng 2 - 2.2 m, người ta phủ một lớp đất dày 0.1 - 0.6m lên
và nén chặt, sau đó lại đổ chất thải. Chu kỳ đổ chất thải và đất như vậy cho đến khi
9


đống chất thải cao khoảng 10-15m. Trên cùng đổ một lớp đất có độ kết dính cao,
trên lớp đất này phủ một lớp nilon chống nước mưa.
Phương pháp này có ưu điểm là dễ thực hiện, ít tốn tiền nhưng việc thu nhận
khí thoát ra từ đống chất thải khó khăn. Vì ta chọn phương pháp bề mặt đất nên việc
thu gom nước rò rỉ từ bãi chất thải dễ dàng và cũng dễ dàng tách chúng ra khỏi hệ
thống thu gom nước mưa.
2.3.2.2.

Phương pháp mương rãnh.

Theo phương pháp này, người ta dùng xe cơ giới đào thành những mương có
chiều ngang khoảng 6 - 10 m, chiều dài 30 - 40 m và chiều sâu 4 - 5 m.
Sau khi đào xong, người ta gia cố tường của mương và đáy của mương thật
kỹ. Người ta gia cố đáy có một độ dốc nhất định để thu gom nước rò rỉ. Nếu đất gia
cố các mương này tốt, ta không cần vật liệu chống thấm phủ bên trên. Nếu đất yếu
và có khả năng thấm thì bắt buộc phải sử dụng vật liệu chống thấm.
Chất thải được đổ xuống các mương này giống như phương pháp chôn lấp bề
mặt. Ưu điểm của phương pháp này ta có thể nén các lớp chất thải tối đa vì bốn
vách của mương là đất tự nhiên có kết cấu khá ổn định.
Phương pháp này chỉ thích hợp đối với vùng đất có mạch nước ngầm thấp.
Nếu mạch nước ngầm cao, nước ngầm có thể tràn qua các mương gây ô nhiễm đất
rất nguy hiểm.

2.3.2.3.

Phương pháp hố chứa.

Người ta thường tận dụng những hố nhân tạo (khai thác đất, đá, hầm lò,…)
hoặc những thung lũng, ao hồ không còn sử dụng để làm nơi xử lý chất thải. Tuy
nhiên cần lưu ý khi sử dụng những hố chứa này:
-

Đối với những ao, hồ không còn sử dụng hay thung lũng thì điều cần quan

tâm nhất là đất ở đây thường thuộc loại đất yếu, dễ thấm nước. Cho nên, việc quản

10


lý kiểm soát nước rò rỉ, nước mưa và nước chảy tràn trên bề mặt gặp nhiều khó
khăn.
-

Đối với những hầm hố khai thác thì thường không có kích thước hợp lý.

Muốn sử dụng có hiệu quả và có thể kiểm soát ô nhiễm thì cần gia cố thêm.
2.3.3. Làm phân hữu cơ.
Nguyên liệu làm phân tương đối nhiều và chủ yếu là từ rác thải sinh hoạt và
nông nghiệp. Có nhiều con đường để biến CTRHC thành phân như:
2.3.3.1.

Ủ phân.

Theo định nghĩa phổ biến ở một số nước Châu Âu thì ủ chất thải là sự kiểm
soát hiếu khí hoạt động của các VSV ưa ấm và ưa nóng. Kết quả của các hoạt động,
VSV sẽ tạo ra CO2 , nước, chất khoáng và các chất hữu cơ ổn định.
Quá trình ủ được thực hiện trong cả điều kiện hiếu khí và kỵ khí. Ủ hiếu khí
thường xảy ra nhanh, ủ kỵ khí thường xảy ra chậm.
• Ủ hiếu khí:
Là quá trình chuyển hóa các chất hữu cơ nhờ VSV khi có mặt của oxy. Sản
phẩm cuối cùng của quá trình phân giải hiếu khí này là CO2 , NH 3 , nước, nhiệt, các
chất hữu cơ đã ổn định và sinh khối VSV.
• Ủ kỵ khí:
Là quá trình chuyển hóa các chất hữu cơ bởi VSV khi không có mặt của oxy.
Sản phẩm cuối cùng của quá trình là CH 4 , CO2 , NH 3 , một vài loại khí khác với số
lượng rất nhỏ, các acid hữu cơ, nhiệt, các chất hữu cơ đã ổn định và sinh khối VSV.
2.3.3.2.

Dùng giun để phân hủy.

Các nhà khoa học ở nước ta đã thử nghiệm thành công phương pháp biến rác
thải hữu cơ thành phân bón nhờ vào giun. Loài giun này được nhập từ Philippines,
có ưu điểm là dễ nhân nuôi, sinh sản nhanh, thích nghi tốt với khí hậu nước ta.
11


Tuy nhiên, phương pháp này đã có trong dân gian từ rất lâu. Trên cơ sở
nghiên cứu kinh nghiệm dân gian và kiến thức khoa học hiện đại, Tiến sĩ Huỳnh Thị
Kim Hối (thuộc Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật) cho ra đời một quy trình xử
lý rác thải nhờ giun đất Phillipinnes. Loài giun này có tên khoa học là perionyx
excavalus có thể tiêu hoá chất thải rất tốt.
Theo tính toán, để phân hủy 1 tấn rác hữu cơ trong một năm, nguời ta cần
khoảng 1.000 con giun giống và các thế hệ con cháu của chúng. Hiện tại, đề tài

nghiên cứu đã được ứng dụng cho việc xử lý rác thải ở các thành phố lớn.
2.3.3.3.

Dùng ruồi lính đen để phân hủy.

Nhóm nghiên cứu thuộc Đại học Nông Lâm TP HCM, đứng đầu là Tiến sĩ
Trần Tấn Việt, mới đây đã áp dụng thành công kỹ thuật chuyển hóa sinh học rác
thải hữu cơ thành phân bón chất lượng cao, giải quyết được vấn đề ô nhiễm môi
trường. Họ đã dùng sâu non của loại ruồi "lính đen” thuộc họ Stratiomyidae là tác
nhân chính để phân hủy rác.
“4.000 tấn rác hữu cơ thải ra mỗi ngày trên địa bàn TP HCM có khả năng
chuyển hóa sinh học thành 800 tấn sâu non và 800 tấn phân hữu cơ chất lượng cao”.
Đây là thông tin do Tiến sĩ Bùi Cách Tuyến, Hiệu trưởng trường Đại học Nông
Lâm TP HCM báo cáo tại Hội nghị “Dự án Kinh tế Chất thải” mới diễn ra tại Viện
Môi trường và Tài nguyên.
Về ruồi "lính đen": Ruồi này có sẵn trong môi trường thiên nhiên ở nước ta.
Con trưởng thành có màu đen, dài 12 - 20 mm, có hình dạng trông dễ lẫn lộn với
loài ong. Vòng đời của ruồi "lính đen" kéo dài khoảng hơn 1 tháng. Phải qua 5 giai
đoạn biến thái, sâu non mới hóa nhộng. Con trưởng thành sống khoảng 3 - 5 ngày,
không ăn uống, sống dưới bóng cây. Mỗi con cái đẻ khoảng 900 trứng, rồi chết.

12


Thử nghiệm cho thấy, sâu non của ruồi lính đen có thể phân hủy hầu hết các
chất hữu cơ như phân gia cầm, gia súc, chất thải thực vật từ các trang trại, các cơ sở
chế biến thực phẩm, rác sinh hoạt gia đình đến chất thải từ cống rãnh. Quá trình
phân hủy diễn ra rất nhanh, phụ thuộc vào loại rác. Rác thải từ thức ăn thừa, rau cải
hư... được phân hủy trong 10 - 12 giờ. Với chất thải có thành phần cellulose cao
như giấy vụn, rơm, lá chuối cần đến 10 - 15 ngày.

Trong quá trình xử lý, ưu thế của kỹ thuật chuyển hóa sinh học này là không
gây ra mùi hôi, không tạo ra nguồn nước thải, không tạo ra hiệu ứng nhà kính, lại
làm giảm thể tích chất thải đến 90%. Điều lý thú nữa là sâu non của ruồi "lính đen"
còn tiết ra chất pheromone ức chế sự sinh sản của ruồi nhà, góp phần giảm sự phát
triển của quần thể ruồi nhà.
Mặt khác, sâu non là thức ăn hấp dẫn để nuôi gà, vịt, cá.... Phần rác còn lại
sau khi đã phân hủy được dùng làm phân bón cho cây trồng hoặc dùng để nuôi giun
đất. Mỗi tấn rác sinh hoạt có thể được xử lý cho ra 200 kg sâu non và 200 kg phân
hữu cơ.
2.4.

Cơ sở khoa học của sự phân hủy chất hữu cơ bằng phương pháp ủ.

2.4.1. Ưu điểm và hạn chế của việc ủ phân.
2.4.1.1.
-

Ưu điểm của việc ủ phân.

Làm ổn định chất thải.
Nếu chất thải chưa qua quá trình phân giải, các chất thải này rất dễ bị phân

giải trong môi tường tự nhiên, ta hoàn toàn không kiểm soát được. Do đó, môi
tường tự nhiên rất dễ bị ô nhiễm bởi chất thải, khi chất thải đã được ủ, nhờ hoạt
động sống của VSV, các chất thải sẽ được chuyển hóa sang trạng thái ổn định.
Khi chuyển chất thải đã ổn định vào đất sẽ không bị ô nhiễm. Quá trình ủ là
quá trình đã được kiểm soát, do đó rất có lợi cho môi tường.
13

-

Ức chế hoặc tiêu diệt mầm bệnh.
Chất thải hữu cơ thường được xem như một môi tường tự nhiên rất tốt cho

mầm bệnh (VSV gây bệnh, giun, sán, các loài ký sinh trùng khác). Chất thải không
qua ủ sẽ mang mầm bệnh này và phân tán vào môi tường tạo ra những mối nguy
hiểm rất lớn và rất khó kiểm soát.
Bảng 2.1 Điểm nhiệt chết của một số VSV gây bệnh
VSV và ký sinh trùng

Điểm nhiệt chết và thời gian tiếp xúc

Salmonella typhosa

30 phút ở 60 o C

Shigella (nhóm A và B)

1 giờ ở 55 o C

E.coli

1 giờ ở 55 o C hoặc 15-20 phút ở 60 o C

Endamoeba histolytica

68 o C

Vibrio cholerae

Rất nhạy cảm với nhiệt, chết ở 40 o C

Trichinella spiralis

1 giờ ở 50 o C

Necartor americansis
Ascaris lubridcoides
Taenia saginate
Streptococcus pyogenes
Mycobacterium tuberculosis
Corynebacterium diptheriae
Brucella abortus

20 ngày ở 45 o C
20 ngày ở 45 o C , 2 giờ ở 50 o C , 3-5 phút ở
60 o C
5 phút ở 71 o C
10 phút ở 54 o C
15-20 phút ở 66 o C
45 phút ở 55 o C
3 phút ở 61 o C

Nguồn: Nguyễn Đức Lượng và Nguyễn Thị Thùy Dương, 2003.
Khi chất thải được đưa vào ủ, các VSV và các loài sinh vật gây bệnh khác sẽ
bị tiêu diệt bởi nhiệt được tạo ra trong quá trình phân giải chất thải hữu cơ. Các
VSV gây bệnh thường phát triển trong khoảng nhiệt độ 30 − 40o C . Khi khối ủ qua
thời gian 3 - 4 ngày, nhiệt độ đã có thể tăng lên đến 50 − 60o C . Ở nhiệt độ này, phần
lớn sinh vật gây bệnh trong chất thải sẽ bị tiêu diệt. Số còn lại sẽ bị tiêu diệt dần do

14