nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý chất hữu cơ và các chất dinh dưỡng từ quá trình đồng xử lý kỵ khí bùn thải sinh học và rác thải sinh hoạt hữu cơ

Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý chất hữu cơ và các chất dinh dưỡng quá trình đồng xử lý kỵ khí
bùn thải sinh học và rác thải sinh hoạt hữu cơ.

TÓM TẮT ĐỒ ÁN
Mục tiêu của nghiên cứu này là đánh giá hiệu quả xử lý chất hữu cơ và các chất
dinh dưỡng trong quá trình đồng xử lý kỵ khí bùn thải sinh học, kết hợp đánh giá hiệu
quả sinh khí biogas của hỗn hợp bùn thải sinh học và rác thải hữu cơ. Thí nghiệm được
thực hiện trong bể phản ứng 2,7 lít, nhiệt độ phòng. Nghiên cứu này được thực hiện
qua 2 thí nghiệm:
Thí nghiệm 1 được thực hiện 16 ngày đối với bốn tỉ lệ pha trộn giữa bùn và rác:
100% bùn: 0%rác (S100), 75% bùn: 25% rác (S75), 50% bùn : 50% rác (S50), 25%
bùn: 75% rác (S25). Kết quả cho thấy S50 đạt hiệu quả tốt nhất trong các tỉ lệ thí
nghiệm với hàm lượng COD loại bỏ là 6760 mgCOD/l, hàm lượng photpho loại bỏ là
130,9 mg/l, hàm lượng nitơ loại bỏ là 49,1 mg/l, hiệu quả xử lý VS lên đến 51060
mg/l. Ở tỉ lệ này, lượng biogas tích lũy lên đến 32480 ml, năng suất metan trung bình
350 mlCH4/gVS.
Thí nghiệm 2, tiến hành chọn tỉ lệ phối trộn hiệu quả cao nhất ở giai đoạn thí
nghiệm 1 để tiến hành thí nghiệm liên tục lần lượt với các tải lượng hữu cơ 2
kgVS/m3.ngày, 4 kgVS/m3.ngày, 6 kgVS/m3.ngày. Các bình kỵ khí có tỉ lệ phối trộn
S50 và S100 (đối chứng) được chọn để tiến hành thí ngiệm này. Kết quả cho thấy, ở
mức tải lượng 2 kgVS/m3.ngày và tải lượng 4 kgVS/m3.ngày bể phản ứng hoạt động
ổn định hơn so với tải lượng 6 kgVS/m3.ngày. Ở tải lượng 4 kgVS/m3.ngày có hàm
lượng COD đầu ra từ 10600 – 12760 mg/l, hàm lượng nitơ khoảng 433,44 – 476 mg/l
(gấp 1,3 lần tải lượng 2 kgVS/m3.ngày), hàm lượng photpho trong khoảng 453,49 –
483,18 mg/l (gấp 1,2 lần tải lượng 2 kgVS/m3.ngày), hàm lượng VS ổn định ở 0,38
g/ml, lượng biogas sinh ra hằng ngày từ 860 – 1220 ml, năng suất metan từ 334,46 –
521,12 ml/gVS đem lại hiệu quả cao hơn so với tải lượng 2 kgVS/m3.ngày về xử lý
chất hữu cơ và năng suất khí.
Tóm lại, nghiên cứu đưa ra kết luận tỉ lệ phối trộn nguyên liệu phù hợp là S50
với tải lượng ô nhiễm 4 kgVS/m3.ngày đem lại hiệu quả cao cho xử lý chất hữu cơ và

các chất dinh dưỡng, thu được năng suất biogas cao.

GVHD: TS. Đinh Thị Nga
SVTH: Nguyễn Văn Ty

i


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý chất hữu cơ và các chất dinh dưỡng quá trình đồng xử lý kỵ khí
bùn thải sinh học và rác thải sinh hoạt hữu cơ.

ABSTRACT
The objective of this study was to evaluate treatment efficiency of organic matter
and nutrients in the process of co-anaerobic treatment of sludge biology, combines
evaluate the effectiveness of birth biogas of mixed sludge biological and organic
waste. The experiment was conducted in a 2.7 liters reactor, room temperature. This
study was conducted in two experiments:
Experiment 1 was conducted for 16 days with four mixing ratios of sludge (S)
and food waste (FW): 100% S: 0% FW (S100), 75% S: 25% FW (S75), 50% S : 50%
FW (S50), 25% S: 75% FW (S25). The results show that the S50 performs best in
laboratory rates with the COD removal was 6760 mgCOD/l, the amount of phosphorus
removed was 130.9 mg/l, the nitrogen content removed was 49.1 mg/l, effective
handling of VS up to 51060 mg/l.
In experiment 2, the optimum mixing ratio was chosen at the experimental stage
1 for continuous experimentation with organic loading of 2 kgVS/m3.day, 4
kgVS/m3.day, 6 kgVS/m3.day. The anaerobic mixing ratios S50 and S100 (verify)
were selected for this experiment. Results showed that at the loading rate of 2
kgVS/m3.day and 4 kgVS/m3.day load, the reaction tank was more stable than the 6
kgVS/m3.day load. At a load of 4 kgVS/m3.day, the COD content is from 10600 12760 mg / l, the nitrogen content is about 433.44 - 476 mg/l (1.3 times the load of 2

kgVS/m3.day). The phosphorus content in the range of 453.49 - 483.18 mg/l (1.2 times
the load of 2 kgVS/m3.day, VS content is stable at 0.38 g/ml, daily biogas production
is from 860 - 1220 ml, the methane yield from 334.46 to 521.12 ml/gVS gave higher
efficiency than the 2 kgVS/m3.day load on organic matter and gas yield.
In conclusion, the study concludes that the appropriate mixing ratio of S50 with a
pollutant load of 4 kgVS/m3.day is highly effective for treating organic matter and
nutrients, resulting in high biogas yield.

GVHD: TS. Đinh Thị Nga
SVTH: Nguyễn Văn Ty

ii


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý chất hữu cơ và các chất dinh dưỡng quá trình đồng xử lý kỵ khí
bùn thải sinh học và rác thải sinh hoạt hữu cơ.

MỤC LỤC
TÓM TẮT ĐỒ ÁN..........................................................................................................i
DANH MỤC HÌNH ......................................................................................................vi
DANH MỤC BẢNG .................................................................................................. viii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT .......................................................................................ix
CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU............................................................................................1
1.1 Đặt vấn đề ..............................................................................................................1
1.2 Mục tiêu và nội dung nghiên cứu ...........................................................................1
1.2.1 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài.......................................................................1
1.2.2 Những nội dung cần nghiên cứu ....................................................................2
1.3 Phạm vi của đề tài. .................................................................................................3
1.4 Thời gian thực hiện ................................................................................................3

1.5 Ý nghĩa và tính mới của đề tài ...............................................................................3
CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU .......................................................................5
2.1 Tổng quan về bùn thải ............................................................................................5
2.1.1 Nguồn gốc phát sinh bùn thải .........................................................................5
2.1.2 Đặc điểm bùn thải ...........................................................................................6
2.1.3 Phương pháp xử lý bùn thải............................................................................6
2.1.4 Bùn thải sinh học ............................................................................................8
2.2 Tổng quan về rác thải sinh hoạt .............................................................................9
2.2.1 Nguồn gốc phát sinh CTR ............................................................................10
2.2.2 Thành phần, tính chất CTR ..........................................................................10
2.2.3 Phương pháp xử lý CTR ...............................................................................16
2.2.4 Rác thải sinh hoạt hữu cơ .............................................................................21
2.3 Tổng quan về quá trình sinh học kỵ khí ...............................................................22
2.3.1 Bản chất về quá trình sinh học kỵ khí ..........................................................22
2.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình kỵ khí..................................................24
2.3.3 Lợi ích của công nghệ biogas .......................................................................25
GVHD: TS. Đinh Thị Nga
SVTH: Nguyễn Văn Ty

iii


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý chất hữu cơ và các chất dinh dưỡng quá trình đồng xử lý kỵ khí
bùn thải sinh học và rác thải sinh hoạt hữu cơ.

2.4 Quá trình đồng xử lý kỵ khí .................................................................................26
CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................................................27
3.1 Vật liệu nghiên cứu ..............................................................................................27
3.2 Nội dung và phương pháp nghiên cứu .................................................................28

3.3 Mô hình nghiên cứu .............................................................................................33
3.4 Lấy mẫu và phân tích ...........................................................................................34
3.5 Phương pháp xử lý số liệu....................................................................................35
CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ...................................................................36
4.1 Kết quả vận hành mô hình xử lý kị khí theo mẻ ..................................................36
4.1.1 Kết quả phân tích pH ....................................................................................36
4.1.2 Kết quả phân tích VS ....................................................................................37
4.1.3 Kết quả phân tích COD ................................................................................38
4.1.4 Kết quả phân tích TP ....................................................................................39
4.1.5 Kết quả phân tích TN ...................................................................................40
4.1.6 Kết quả phân tích VFAs ...............................................................................41
4.1.7 Các chỉ tiêu khác ..........................................................................................42
4.1.8 Nhận xét phần thí nghiệm theo mẻ ...............................................................45
4.2 Kết quả vận hành mô hình xử lý kị khí bán liên tục ............................................46
4.2.1 Kết quả phân tích pH ....................................................................................46
4.2.2 Kết quả phân tích VS ....................................................................................47
4.2.3 Kết quả phân tích COD ................................................................................48
4.2.4 Kết quả phân tích TP ....................................................................................49
4.2.5 Kết quả phân tích TN ...................................................................................50
4.2.6 Kết quả phân tích VFAs ...............................................................................51
4.2.7 Kết quả phân tích khác .................................................................................52
4.2.8 Nhận xét phần thí nghiệm liên tục................................................................56
CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..............................................................57
5.1 Kết luận ................................................................................................................57
GVHD: TS. Đinh Thị Nga
SVTH: Nguyễn Văn Ty

iv

Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý chất hữu cơ và các chất dinh dưỡng quá trình đồng xử lý kỵ khí
bùn thải sinh học và rác thải sinh hoạt hữu cơ.

5.2 Kiến nghị ..............................................................................................................58
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................59
PHỤ LỤC .....................................................................................................................60

GVHD: TS. Đinh Thị Nga
SVTH: Nguyễn Văn Ty

v


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý chất hữu cơ và các chất dinh dưỡng quá trình đồng xử lý kỵ khí
bùn thải sinh học và rác thải sinh hoạt hữu cơ.

DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1 Tách rác bằng phương pháp thủ công. ...........................................................17
Hình 2.2 Máy ép rác thành kiện. ...................................................................................18
Hình 2.3 Xử lý rác bằng phương pháp ủ sinh học. ........................................................19
Hình 2.4 Lò đốt rác thải sinh hoạt. ................................................................................20
Hình 2.5 Đặc điểm của quá trình sinh học kỵ khí. ........................................................24
Hình 3.1 Sơ đồ vị trí lấy mẫu bùn tại nhà máy Bình Hưng. ..........................................27
Hình 3.2 Nội dung của thí nghiệm. ...............................................................................29
Hình 3.3 Quy trình thí nghiệm theo mẻ. ........................................................................31
Hình 3.4 Mô hình thí nghiệm theo mẻ. .........................................................................31
Hình 3.5 Quy trình thí nghiệm liên tục..........................................................................33
Hình 3.6 Sơ đồ bố trí mô hình thí nghiệm. ....................................................................33

Hình 3.7 Mô hình thực tế thí nghiệm. ...........................................................................34
Hình 4.1 Kết quả phân tích pH thí nghiệm theo mẻ. .....................................................36
Hình 4.2 Kết quả phân tích hàm lượng VS thí nghiệm theo mẻ. ..................................37
Hình 4.3 Kết quả phân tích COD thí nghiệm theo mẻ. .................................................38
Hình 4.4 Kết quả phân tích photpho thí nghiệm theo mẻ..............................................39
Hình 4.5 Kết quả phân tích nitơ thí nghiệm theo mẻ. ...................................................40
Hình 4.6 Kết quả phân tích hàm lượng VFAs trong thí nghiệm theo mẻ. ....................41
Hình 4.7 Thể tích biogas tích lũy thí nghiệm theo mẻ. .................................................42
Hình 4.8 Hàm lượng %CH4 trong biogas ở thí nghiệm theo mẻ...................................43
Hình 4.9 Hàm lượng %CO2 trong biogas ở thí nghiệm theo mẻ...................................43
Hình 4.10 Hàm lượng % các khí khác trong biogas ở thí nghiệm theo mẻ. .................44
Hình 4.11 Năng suất CH4 từ thí nghiệm theo mẻ. .........................................................45
Hình 4.12 Kết quả phân tích pH thí nghiệm liên tục. ....................................................46
Hình 4.13 Biểu đồ kết quả phân tích VS từ thí nghiệm liên tục. ..................................47
Hình 4.14 Biểu đồ kết quả phân tích COD từ thí nghiệm liên tục. ...............................48
Hình 4.15 Biểu đồ kết quả phân tích TP từ thí nghiệm liên tục. ...................................49
GVHD: TS. Đinh Thị Nga
SVTH: Nguyễn Văn Ty

vi


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý chất hữu cơ và các chất dinh dưỡng quá trình đồng xử lý kỵ khí
bùn thải sinh học và rác thải sinh hoạt hữu cơ.

Hình 4.16 Biểu đồ kết quả phân tích TN từ thí nghiệm liên tục. ..................................50
Hình 4.17 Kết quả phân tích VFAs trong thí nghiệm liên tục.......................................51
Hình 4.18 Biểu đồ kết quả phân thể tích Biogas tích lũy từ thí nghiệm liên tục. .........52
Hình 4.19 Biểu đồ kết quả phân tích thể tích Biogas hằng ngày từ thí nghiệm liên tục.

.......................................................................................................................................53
Hình 4.20 Biểu đồ kết quả phân tích %CH4 từ thí nghiệm liên tục. .............................54
Hình 4.21 Biểu đồ kết quả phân tích % CO2 từ thí nghiệm liên tục. ............................54
Hình 4.22 Biểu đồ kết quả năng suất mlCH4/gVS từ thí nghiệm liên tục. ....................55

GVHD: TS. Đinh Thị Nga
SVTH: Nguyễn Văn Ty

vii


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý chất hữu cơ và các chất dinh dưỡng quá trình đồng xử lý kỵ khí
bùn thải sinh học và rác thải sinh hoạt hữu cơ.

DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1 Thành phần bùn của nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt .................................9
Bảng 2.2 Thành phần chất thải rắn đô thị ......................................................................11
Bảng 2.3 Kết quả phân tích các thành phần cơ bản của rác thải đô thị .........................13
Bảng 2.4 Tỷ trọng rác thải theo các nguồn phát sinh ....................................................14
Bảng 3.1 kết quả phân tích mẫu bùn và rác hữu cơ.......................................................28
Bảng 3.2 Lượng bùn và rác cần lấy cho thí nghiệm liên tục .........................................32
Bảng 3.3 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu ...............................................................35

GVHD: TS. Đinh Thị Nga
SVTH: Nguyễn Văn Ty

viii

Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý chất hữu cơ và các chất dinh dưỡng quá trình đồng xử lý kỵ khí
bùn thải sinh học và rác thải sinh hoạt hữu cơ.

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
BOD (Biochemical Oxygen Demand): nhu cầu oxy sinh học.
CTR: chất thải rắn.
COD (Chemical Oxygen Demand): nhu cầu oxy hóa học.
TN: Tổng nitơ.
TP: Tổng photpho.
TS: Tổng chất rắn.
VS: Chất rắn bay hơi.
VFAs: axit béo dễ bay hơi.

GVHD: TS. Đinh Thị Nga
SVTH: Nguyễn Văn Ty

ix


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý chất hữu cơ và các chất dinh dưỡng từ quá trình đồng xử lý kỵ khí
bùn thải sinh học và rác thải sinh hoạt hữu cơ.

CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU
1.1 Đặt vấn đề
Đất nước ta hiện nay đang trên đà phát triển theo hướng công nghiệp hoá và hiện
đại hoá. Cùng với sự phát triển trên, quá trình đô thị hoá ở Việt Nam cũng đang phát
triển không ngừng cả về tốc độ lẫn quy mô, về số lượng lẫn chất lượng. Bên cạnh

những mặt tích cực, những tiến bộ vượt bậc nói trên vẫn còn tồn tại những mặt tiêu
cực, những hạn chế mà không một nước đang phát triển nào không phải đối mặt, đó là
tình trạng môi trường ngày càng bị ô nhiễm, cụ thể đó là ô nhiễm về đất, nước, không
khí và tình trạng tài nguyên thiên nhiên ngày càng trở nên cạn kiệt, cũng như hàng loạt
các vấn đề môi trường khác cần được giải quyết.
Để giải quyết các vấn đề về môi trường thì số lượng các nhà máy xử lý chất thải
ngày càng gia tăng làm nảy sinh vấn đề đó là lượng bùn thải sinh học từ các công trình
xử lý sinh học ngày càng gia tăng, việc xử lý lượng bùn thải chưa hiệu quả, tốn kém,
gây ô nhiễm môi trường.
Bên cạnh đó, dân số tăng nhanh, đô thị ngày càng phát triển còn dẫn đến lượng
rác phát sinh ngày càng gia tăng. Lượng rác này thành phần chủ yếu là chất hữu cơ
thường được đem chôn lấp gây ô nhiễm môi trường, quá tải bãi chôn lấp.
Tại nhiều nước trên thế giới, công nghệ xử lý kỵ khí các chất thải quy mô công
nghiệp được áp dụng để giảm thiểu lượng chất thải đưa đến bãi chôn lấp, giảm nguy
cơ gây ô nhiễm môi trường, đồng thời tạo ra sản phẩm biogas phục vụ cho sản xuất
điện năng hoặc nhiệt năng, bùn sau xử lý được tiêu diệt hoàn toàn mầm bệnh, có thể
được sử dụng làm phân bón cho cây trồng.
Vi vậy, đề tài: “Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý chất hữu cơ và các chất dinh
dưỡng từ quá trình đồng xử lý kỵ khí bùn thải sinh học và rác thải sinh hoạt hữu cơ.”
là rất cần thiết, để đáp ứng yêu cầu bảo vệ môi trường, phù hợp với định hướng chiến
lược phát triển trong tương lai về việc lựa chọn giải pháp công nghệ xử lý chất thảicho
các đô thị tại Việt Nam, hướng tới phát triển bền vững.
1.2 Mục tiêu và nội dung nghiên cứu
1.2.1 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
Mục tiêu chung: Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý chất hữu cơ và các chất
dinh dưỡng quá trình đồng xử lý kỵ khí bùn thải sinh học và rác thải sinh hoạt hữu cơ.
Mục tiêu cụ thể:

GVHD: TS. Đinh Thị Nga
SVTH: Nguyễn Văn Ty

1


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý chất hữu cơ và các chất dinh dưỡng từ quá trình đồng xử lý kỵ khí
bùn thải sinh học và rác thải sinh hoạt hữu cơ.

 Nghiên cứu hiệu quả xử lý chất hữu cơ và các chất dinh dưỡng quá
trình đồng xử lý kỵ khí bùn thải sinh học và rác thải sinh hoạt hữu cơ
khi thay đổi tỉ lệ phối trộn nguyên liệu.
 Nghiên cứu hiệu quả xử lý chất hữu cơ và các chất dinh dưỡng quá
trình đồng xử lý kỵ khí bùn thải sinh học và rác thải sinh hoạt hữu cơ
khi thay đổi tải trọng ô nhiễm.
1.2.2 Những nội dung cần nghiên cứu
Nội dung 1: Tổng quan tài liệu liên quan đến đề tài nghiên cứu
Thu thập các bài báo khoa học trong và ngoài nước có liên quan đến xử lý chất
hữu cơ và các chất dinh dưỡng quá trình đồng xử lý kỵ khí bùn thải sinh học và rác
thải sinh hoạt hữu cơ.
Tìm hiểu về nguồn gốc, thành phần, tính chất của bùn thải sinh học, rác thải hữu
cơ.
Tìm hiểu vể quá trình đồng xử lý kỵ khí bùn thải sinh học và rác thải hữu cơ.
Nội dung 2: Lắp đặt mô hình thí nghiệm
Chuẩn bị nguyên vật liệu thí nghiệm:
 Bùn thải sinh học từ nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt, rác thải đô thị.
 Các vật liệu, dụng cụ thí nghiệm.
Lắp đặt mô hình thí nghiệm.
Nội dung 3: Tiến hành thí ngiệm
Thí nghiệm 1: Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý chất hữu cơ và các chất dinh
dưỡng quá trình đồng xử lý kỵ khí bùn thải sinh học và rác thải sinh hoạt hữu cơ khi

thay đổi tỉ lệ phối trộn (mô hình xử lý theo mẻ).
Lắp đặt thí nghiệm với các tỉ lệ phối trộn như sau:





Bùn 25% + Rác 75%.
Bùn 50% + Rác 50%.
Bùn 75% + Rác 25%.
Bùn 100%.

Tiến hành lấy mẫu định kỳ 3 ngày/lần, phân tích và khảo sát các yếu tố sau: nhu
cầu oxi hóa học (COD), Tổng chất rắn (TS), chất rắn bay hơi (VS), tổng Nito, tổng
Photpho.

GVHD: TS. Đinh Thị Nga
SVTH: Nguyễn Văn Ty

2


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý chất hữu cơ và các chất dinh dưỡng từ quá trình đồng xử lý kỵ khí
bùn thải sinh học và rác thải sinh hoạt hữu cơ.

Thí nghiệm 2: Tiến hành thí nghiệm thay đổi tải trọng ô nhiễm (mô hình xử lý
bán liên tục).
Chọn tỉ lệ phối trộn nguyên liệu tối ưu từ thí nghiệm 1.
Tiến hành lắp đặt thí nghiệm.

Thay đổi giá trị tải trọng ô nhiễm của mô hình thí nghiệm. Tiến hành lấy mẫu
định kỳ, phân tích và khảo sát các yếu tố sau: nhu cầu oxi hóa học (COD), Tổng chất
rắn (TS), chất rắn bay hơi (VS), tổng Nito, tổng Photpho.
Ghi nhận kết quả thí nghiệm, xử lý số liệu.
Đánh giá hiệu quả xử lý chất hữu cơ và các chất dinh dưỡng.
Đưa ra kết luận.
1.3 Phạm vi của đề tài.
Mô hình đồng xử lý kỵ khí bùn thải sinh học và rác thải hữu cơ được thực hiện ở
quy mô phòng thí nghiệm.
1.4 Thời gian thực hiện
Từ tháng 6/2017 đến tháng 12/2017.
Địa điểm thực hiện: Trường Đại Học Tài nguyên và Môi trường TP.HCM.
1.5 Ý nghĩa và tính mới của đề tài
 Ý nghĩa:
Đề tài nghiên cứu cho thấy ưu điểm: xử lý được bùn thải sinh học, rác thải hữu
cơ là một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường, giảm tải bãi chôn lấp,
bảo vệ môi trường.
Thu hồi được tài nguyên là khí biogas từ quá trình kỵ khí được tận thu dùng làm
năng lượng cho phát điện và nhiệt năng, tận dụng bùn sau xử lý làm phân bón.
Xử lý kết hợp các loại chất thải có thể làm tăng hiệu quả xử lý chất thải, làm cơ
sở thiết kế hệ thống xử lý chất thải, tạo tiền đề xây dựng mô hình xử lý chất thải mới.
 Tính mới của đề tài:
Đây là nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ liệu về quá trình đồng xử lý kỵ khí bùn thải
sinh học và rác thải hữu cơ. Sản phẩm sau quá trình xử lý có thể dùng làm phân bón.
Xác định tỉ lệ phối trộn nguyên liệu để đạt hiệu quả xử lý tối ưu nhất cho quá
trình xử lý chất hữu cơ và chất dinh dưỡng, tỉ lệ tối ưu nhất cho quá trình sinh khí
metan để đạt hiệu suất cao.
GVHD: TS. Đinh Thị Nga
SVTH: Nguyễn Văn Ty

3


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý chất hữu cơ và các chất dinh dưỡng từ quá trình đồng xử lý kỵ khí
bùn thải sinh học và rác thải sinh hoạt hữu cơ.

Xác định tải lượng hữu cơ thích hợp để đạt hiệu quả xử lý tối ưu cho quá trình xử
lý chất hữu cơ và các chất dinh dưỡng, tải lượng tối ưu cho quá trình sinh khí metan.

GVHD: TS. Đinh Thị Nga
SVTH: Nguyễn Văn Ty

4


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý chất hữu cơ và các chất dinh dưỡng từ quá trình đồng xử lý kỵ khí
bùn thải sinh học và rác thải sinh hoạt hữu cơ.

CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Tổng quan về bùn thải
Bùn là hỗn hợp chất rắn và nước có thành phần đồng nhất trong toàn bộ thể tích,
có kích thước hạt nhỏ hơn 2 mm và có hàm lượng nước (độ ẩm) lớn hơn 70%. Có
nhiều dạng bùn phát sinh cùng với hoạt động của các đô thị hiện nay là bùn thải từ nhà
máy xử lý nước thải sinh hoạt, bùn bể tự hoại, bùn sông hồ, cống rãnh thoát nước, bùn
thải từ hoạt động công nghiệp.
2.1.1 Nguồn gốc phát sinh bùn thải








Bùn thải được phát sinh từ nhiều nguồn:
Bùn thải từ hệ thống thoát nước, kênh rạch:
Bùn thải từ hệ thống xử lý nước thải đô thị:
Bùn thải từ hố ga, bể phốt;
Bùn thải nuôi trồng thủy hải sản (tôm).
Phân loại:

Bùn được phân loại dựa vào nguồn gốc phát sinh và thành phần của chúng.
Thành phần bùn phụ thuộc vào bản chất ô nhiễm ban đầu của nước và phương pháp
làm sạch: xử lý vật lý, hoá lý, sinh học. Có thể phân loại như sau:
 Bùn thải sinh học:
Bùn thải sinh học là bùn thải phát sinh từ các hệ thống xử lý nước thải theo
phương pháp sinh học. Có mùi hôi thối song không độc hại, có hàm lượng chất hữu cơ
cao. Có thể dùng để sản xuất phân hữu cơ bằng cách cho thêm vôi bột để khử chua;
than bùn; cấy vi sinh, dùng chế phẩm EM… để khử mùi sẽ thành phân hữu cơ tổng
hợp.
 Bùn thải công nghiệp không độc hại:
Phát sinh từ các công đoạn khác nhau của quá trình xử lý nước thải, chứa chủ yếu
các chất trơ, ít hàm lượng hữu cơ. Không cần xử lý, có thể sử dụng vào nhiều mục
đích khác nhau.
 Bùn thải công nghiệp nguy hại:
Có chứa các kim loại nặng như: Cu, Mn, Zn, Ni, Cd, Pb, Hg, Se, Al, As… nhất
thiết phải được xử lý trước khi thải ra môi trường, nếu không sẽ gây nên hiểm họa cho
nhiều thế hệ mai sau.

GVHD: TS. Đinh Thị Nga
SVTH: Nguyễn Văn Ty

5


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý chất hữu cơ và các chất dinh dưỡng từ quá trình đồng xử lý kỵ khí
bùn thải sinh học và rác thải sinh hoạt hữu cơ.

2.1.2 Đặc điểm bùn thải
Các loại bùn thải có tính chất rất khác nhau, điều đó phụ thuộc vào nguồn gốc
của bùn thải. Nhìn chung, bùn thải bao gồm các hợp chất hữu cơ, chất dinh dưỡng,
một số loại các vi chất dinh dưỡng không cần thiết, dấu vết kim loại, chất gây ô nhiễm
vi sinh hữu cơ và vi sinh vật. Nước thải bùn cũng có thể chứa chất độc hại khác như
chất tẩy rửa, các muối khác nhau và thuốc trừ sâu, chất hữu cơ độc hại…
Bùn sinh ra từ hệ thống xử lý nước thải thường ở dạng lỏng có chứa từ 0,25 –
12% chất rắn tính theo khối lượng khô tùy thuộc vào công nghệ xử lý nước thải được
áp dụng. Trong những thành phần cần xử lý, bùn chiếm thể tích lớn nhất và kỹ thuật
xử lý cũng như thải bỏ bùn là một trong những vấn đề phức tạp nhất trong quá trình xử
lý nước thải. Các thiết bị xử lý bùn chiếm từ 40 – 60% tổng chi phí đầu tư xây dựng hệ
thống xử lý nước thải và khoảng 50% chi phí vận hành toàn hệ thống.
2.1.3 Phương pháp xử lý bùn thải
Thông thường bùn thải được xử lý bằng các phương pháp sau:
 Loại nước
Loại nước là công đoạn quan trọng trong các quá trình xử lý bùn. Loại nước về
đơn thuần chỉ làm giảm trọng lượng và độ ẩm của bùn thải, tính chất về mặt hóa học
và độ nguy hại của bùn thải hầu như ít thay đổi. Nó đơn thuần chỉ tạo điều kiện lưu
chứa và vận chuyển tốt hơn nhưng hầu như không hạn chế được các rủi ro về bản chất

trong quá trình tái sử dụng bùn thải. Cấu trúc và tỷ lệ độ ẩm cặn thu được phải đáp ứng
những yêu cầu của mục đích sử dụng cuối cùng đã chọn. Phần lớn bùn hữu cơ hay vô
cơ ưa nước (Ví dụ: bùn hidroxy) cần được xử lý sơ bộ là điều hòa phù hợp để cho
phép làm việc tốt ở các thiết bị điều hòa cơ khí loại nước khác nhau. Mức độ loại nước
trước hết phụ thuộc vào loại bùn cần xử lý, nhưng cũng phụ thuộc vào phương pháp
điều hòa phù hợp, cũng như cơ năng sử dụng. Thường loại nước từ bùn thải được lựa
chọn bởi công nghệ lọc băng tải hoặc ly tâm.
 Phương pháp thiêu đốt
Phương pháp thiêu đốt là phương pháp khá phổ biến trên thế giới hiện nay để xử
lý chất thải rắn nói chung, đặc biệt là chất thải rắn độc hại và bùn thải công nghiệp.
Đây là phương pháp xử lý triệt để nhất so với các phương pháp khác. Thiêu đốt là giai
đoạn oxy hóa nhiệt độ cao với sự có mặt của oxy trong không khí, các thành phần rác
độc hại được chuyển hóa thành khí và các thành phần không cháy được (tro, xỉ). Xử lý
chất thải bằng phương pháp thiêu đốt có ý nghĩa quan trọng trong việc giảm tối đa chất
thải cho khâu xử lý cuối cùng là đóng rắn hoặc tái sử dụng tro xỉ.
GVHD: TS. Đinh Thị Nga
SVTH: Nguyễn Văn Ty

6


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý chất hữu cơ và các chất dinh dưỡng từ quá trình đồng xử lý kỵ khí
bùn thải sinh học và rác thải sinh hoạt hữu cơ.

Ưu điểm của phương pháp thiêu đốt là xử lý triệt để các chỉ tiêu ô nhiễm của chất
thải rắn, giảm tối đa thể tích của chất thải rắn, hơn nữa xử lý được toàn bộ chất thải rắn
mà không cần nhiều diện tích như biện pháp chôn lấp. Tuy nhiên, giá thành đầu tư, chi
phí tiêu hao năng lượng cao và chi phí xử lý lớn.
 Phương pháp chôn lấp

Chôn lấp là phương pháp phổ biến và đơn giản nhất trong xử lý chất thải rắn.
Chôn lấp hợp vệ sinh là một phương pháp tiêu hủy sinh học có kiểm soát các thông số
chất lượng môi trường (mùi, không khí, nước rò rỉ bãi rác) trong qua trình phân hủy.
Chi phí đầu tư và xử lý cho chôn lấp không lớn. Bùn thải các ngành điện tử cũng có
thể chôn lấp cùng với bùn thải các ngành khác.Tuy nhiên, những bãi chôn lấp chiếm
diện tích lớn, thời gian phân hủy chậm và gây ô nhiễm cho các vùng xung quanh. Hiện
nay ở Việt Nam, các bãi chôn lấp bùn thải thường là bãi chôn lấp hở, gây ô nhiễm môi
trường và mất mỹ quan.
 Phương pháp ủ sinh học
Ủ sinh học là quá trình ổn định sinh học các chất hữu cơ để thành các chất thải
mùn. Quá trình ủ thực hiện theo hai phương pháp: ủ yếm khí và ủ hiếu khí (thổi khí
cưỡng bức). Việc ủ chất thải với thành phần chủ yếu là các chất hữu cơ có thể phân
hủy được. Đối với nguồn bùn chưa tập trung thì có thể áp dụng phương pháp này, do
lượng chất hữu cơ chứa nhiền trong bùn. Tuy nhiên đối với bùn thải công nghiệp nói
riêng chứa nhiều kim loại nặng là không phù hợp.
 Công nghệ xử l hiếu hí
Phân hủy bùn hiếu khí được sử dụng để xử lý bùn từ các công trình xử lý sinh
học hiếu khí có công suất nhỏ hơn 0,2 m3/s. So với quá trình phân hủy bùn kỵ khí, quá
trình phân hủy hiếu khí có những ưu điểm sau:
-

Mức độ phân hủy chất rắn bay hơi trong hệ thống phân hủy hiếu khí
tương đương với phân hủy kỵ khí;
Nồng độ BOD trong nước bề mặt thấp hơn;
Quá trình phân hủy ít hay không gây mùi hôi, tạo ra sản phẩm ổn định và
dạng mùn;
Thu hồi được nguyên liệu có giá trị để sản xuất phân bón từ bùn;
Vận hành đơn giản;
Chi phí đầu tư thấp hơn.

Những nhược điểm chính của quá trình phân hủy hiếu khí bao gồm:
-

Chi phí vận hành cao hơn do phải duy trì hệ thống cấp oxy;

GVHD: TS. Đinh Thị Nga
SVTH: Nguyễn Văn Ty

7


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý chất hữu cơ và các chất dinh dưỡng từ quá trình đồng xử lý kỵ khí
bùn thải sinh học và rác thải sinh hoạt hữu cơ.

-

Bùn sau xử lý khó tách nước bằng phương pháp cơ học;
Quá trình bị ảnh hưởng đáng kể bởi nhiệt độ, vị trí và vật liệu chế tạo bể;
Không thể thu hồi được khí CH4.

Hai quá trình thường được áp dụng gồm: (1) phân hủy hiếu khí cổ điển và (2)
phân hủy hiếu khí với lượng oxy tinh khiết cao.
 Công nghệ xử l

ị hí

Việc thiết kế hệ thống phân hủy bùn kỵ khí dựa trên các thông số chính sau đây:
(1) thời gian lưu bùn, (2) tải trọng thể tích và (3) độ giảm thể tích bùn theo thời gian.
Các bể phân hủy kỵ khí có thể có dạng tròn, hình chữ nhật hay dạng hình trứng

Trong đó, thông dụng nhất vẫn là dạng hình trụ tròn và dạng hình trứng. Bể có dạng
hình trụ tròn ít khi có đường kính nhỏ hơn 6 m và lớn hơn 40 m. Chiều dày của lớp
nước trong bể lớn hơn 8 m và độ sau của bể từ 15 m hoặc hơn. Việc sử dụng bể có
dạng hình trứng chủ yếu để hạn chế công tác vệ sinh bể, tạo điều kiện khuấy trộn tốt
hơn, dễ dàng khống chế lớp cặn bề mặt và giảm diện tích cần thiết.
Ở Việt Nam, bùn thải chủ yếu được xử lý bằng cách ép loại nước, phơi khô, đổ
bỏ hay chôn lấp, chỉ một phần rất nhỏ được sử dụng làm phân bón. Việc đổ bỏ, chôn
lấp bùn thải đã và đang gây ra sự ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.
Theo các nghiên cứu trong những năm gần đây, bùn thải sinh học có tiềm năng
để tái sử dụng cho các mục đích khác nhau bởi thành phần chủ yếu của bùn thải là các
vi sinh vật dư thừa của công đoạn xử lý sinh học với hàm lượng chất hữu cơ, nitơ và
phốt pho cao.
2.1.4 Bùn thải sinh học
Bùn thải sinh học là bùn thải phát sinh từ các hệ thống xử lý nước thải theo
phương pháp sinh học. Có mùi hôi thối song không độc hại, có hàm lượng chất hữu cơ
cao.
Bùn sinh ra từ hệ thống xử lý sinh học ví dụ từ hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí
thường có dạng màu nâu và mịn. Nếu màu sắc của bùn tối có nghĩa bùn đang tiến gần
đến giai đoạn tự hoại, ngược lại bùn có màu sáng hơn. Bùn ở điều kiện phát triển tốt sẽ
không có mùi hôi. Nhiều thành phần hóa học đóng vai trò quan trọng trong việc lựa
chọn giải pháp thải bỏ bùn sau xử lý và nước thải sinh ra từ quá trình xử lý bùn. Thành
phần của bùn thải sinh học được thể hiện hiện ở bảng:

GVHD: TS. Đinh Thị Nga
SVTH: Nguyễn Văn Ty

8


Đồ án tốt nghiệp

Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý chất hữu cơ và các chất dinh dưỡng từ quá trình đồng xử lý kỵ khí
bùn thải sinh học và rác thải sinh hoạt hữu cơ.

Bảng 2.1 Thành phần bùn của nhà máy xử l nước thải sinh hoạt
Thông số

Đơn vị

Khoảng giá trị

Tổng chất rắn khô

% khối lượng
ướt

0,83 – 1,16

% khối lượng
ướt

0,49 – 1,02

% khối lượng
khô

59,0 – 87,9

Lượng dầu mỡ và chất
béo

%

0,04 – 0,14

Protein

%

0,27 – 0,48

Nitơ

%

0,02 – 0,06

Photpho

%

0,02 – 0,13

pH

–

6,5 – 8,0

Độ kiềm

mg/L

580 – 1.100

Acid hữu cơ

mg/L

1.100 – 1.700

Năng lượng thu được

kJ/kg

18.560 –
23.200

Chất rắn bay hơi

(Nguồn [4])
Ở Việt Nam, bùn thải sinh học chủ yếu được xử lý bằng cách ép loại nước, phơi
khô, đổ bỏ hay chôn lấp, chỉ một phần rất nhỏ được sử dụng làm phân bón. Việc đổ
bỏ, chôn lấp bùn thải đã và đang gây ra sự ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.
Theo các nghiên cứu trong những năm gần đây, bùn thải sinh học có tiềm năng
để tái sử dụng cho các mục đích khác nhau bởi thành phần chủ yếu của bùn thải là các
vi sinh vật dư thừa của công đoạn xử lý sinh học với hàm lượng chất hữu cơ, nitơ và
photpho cao.
2.2 Tổng quan về rác thải sinh hoạt
Chất thải rắn (solid waste) là toàn bộ các loại vật chất được con người loại bỏ
trong các hoạt động kinh tế – xã hội của mình (bao gồm các hoạt động sản xuất, các

hoạt động sống và duy trì sự tồn tại của cộng đồng,…) trong đó, quan trọng nhất là các
loại chất thải sinh ra từ các hoạt động sản xuất và hoạt động sống.
GVHD: TS. Đinh Thị Nga
SVTH: Nguyễn Văn Ty

9


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý chất hữu cơ và các chất dinh dưỡng từ quá trình đồng xử lý kỵ khí
bùn thải sinh học và rác thải sinh hoạt hữu cơ.

Chất thải rắn sinh hoạt là chất thải liên quan đến các hoạt động của con người,
nguồn tạo thành chủ yếu từ khu dân cư, các cơ quan trường học, các trung tâm dịch vụ
thương mại.
2.2.1 Nguồn gốc phát sinh CTR
Chất thải rắn sinh hoạt phát sinh từ nhiều nguồn khác nhau, có thể ở nơi này hay
nơi khác; chúng khác nhau về số lượng, kích thước, phân bố về không gian. Việc phân
loại các nguồn phát sinh CTR đóng vai trò quan trọng trong công tác quản lý CTR.
CTRSH có thể phát sinh trong hoạt động cá nhân cũng như trong hoạt động xã hội như
từ các khu dân cư, chợ, nhà hàng, khách sạn, công ty, văn phòng và các nhà máy công
nghiệp. Một cách tổng quát CTRSH được phát sinh từ các nguồn sau:






Từ các khu dân cư (rác thải sinh hoạt);
Từ các khu thương mại, dịch vụ;

Từ các hoạt động xây dựng đô thị;
Từ các cơ sở, trường học, khu công cộng;
Từ các khu công nghiệp, nông nghiệp.

2.2.2 Thành phần, tính chất CTR
a) Thành phần CTR:
Thành phần CTR của các đô thị Việt Nam theo điều tra của đề tài KC - 11 - 09
"Nâng cao hiệu quả công tác thu gom, vận chuyển, chứa và xử lý rác, phân ở các đô
thị Việt Nam" được trình bày như sau:

GVHD: TS. Đinh Thị Nga
SVTH: Nguyễn Văn Ty

10


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý chất hữu cơ và các chất dinh dưỡng từ quá trình đồng xử lý kỵ khí
bùn thải sinh học và rác thải sinh hoạt hữu cơ.

Bảng 2.2 Thành phần chất thải rắn đô thị
Các đô thị

Hà Nội

Thành phần chất thải rắn
Thức ăn, củ, quả, xác súc vật,…

50,27

Giấy các loại

2,72

Giẻ rách, cây que, gỗ

6,27

Nhựa, cao su, da

0,71

Vỏ ốc, xương,…

1,06

Thủy tinh

0,31

Kim loai

1,02

Gạch, đá, sành sứ, đất

7,43

Tạp chất khó phân loại (< 10 mm)

30,21

Tổng cộng

Hải Phòng

% Theo khối lượng

100

Thức ăn, củ, quả, xác súc vật,…

50,39

Giấy các loại

5,42

Giẻ rách, cây que, gỗ

2,69

Nhựa, cao su, da

1,19

Vỏ ốc, xương,…

4,78

Thủy tinh

1,03

Kim loại

0,75

Gạch, đá, sành sứ, đất

27,79

Tạp chất khó phân loại (< 10mm)

5,78

Tổng cộng

100

Thức ăn, củ, quả, xác súc vật....

62,22

GVHD: TS. Đinh Thị Nga
SVTH: Nguyễn Văn Ty

11

Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý chất hữu cơ và các chất dinh dưỡng từ quá trình đồng xử lý kỵ khí
bùn thải sinh học và rác thải sinh hoạt hữu cơ.

Tp. Hồ Chí Minh

Giấy các loại

0,59

Giẻ rách, cây que, gỗ

4,25

Nhựa, cao su, da Vỏ ốc, xương...

0,48

Thủy tinh

0,5

Kim loại

0,02

Gạch, đá, sành sứ, đất

0,27

Tạp chất khó phân loại (< 10mm)

16,40
15,27

Tổng cộng

100

Rác hữu cơ

55

Giấy các loại

3

Nhựa, cao su, da

3

Các đô thị còn

Giấy vải và các thành phần khác

4

lại

Gạch, đá, sành sứ, đất, thủy tinh

8

Tạp chất khó phân loại (<10mm)

27

Tổng cộng

100
(Nguồn [12])

b) Tính chất của chất thải rắn sinh hoạt:
 Tính chất vật lý:
- Độ ẩm:
Độ ẩm của CTR được định nghĩa là lượng nước chứa trong một đơn vị trọng
lượng chất thải ở trong trạng thái nguyên thuỷ. Độ ẩm của rác phụ thuộc vào mùa mưa
hay nắng. CTR đô thị ở Việt Nam thường có độ ẩm từ 50 - 70%.

GVHD: TS. Đinh Thị Nga
SVTH: Nguyễn Văn Ty

12


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý chất hữu cơ và các chất dinh dưỡng từ quá trình đồng xử lý kỵ khí
bùn thải sinh học và rác thải sinh hoạt hữu cơ.

Bảng 2.3 Kết quả phân tích các thành phần cơ bản của rác thải đô thị

% Trọng lượng
Thành phần rác thải
C

H

O

N

S

Tro

48

6,4

38

2,5

0,5

5

Giấy

43,5

6

44

0,3

0,2

6

Nhựa

60

7

23

-

-

10

Thủy tinh

0,5

0,1

0,4

< 0,1

-

99

Kim loại

5

0,6

4,3

0,1

-

90

Da, cao su, vải

55

7

30

5

0,2

3

Bụi, tro, gạch

26

3

2

0,5

0,2

68

Thực phẩm

(Nguồn:[1])
-

Tỷ trọng:

Tỷ trọng của rác được xác định bằng phương pháp cân trọng lượng để xác định tỷ
lệ giữa trọng lượng của mẫu với thể tích của nó, có đơn vị là kg/m3 (hoặc lb/yd3). Tỷ
trọng được dùng để đánh giá khối lượng tổng cộng và thể tích CTR. Tỷ trọng rác phụ

thuộc vào các mùa trong năm, thành phần riêng biệt, độ ẩm không khí. Đối với nước ta
do khí hậu nóng ẩm nên độ ẩm của CTR rất cao, tỷ trọng của rác khá cao, khoảng 1100
- 1300 kg/m3.

GVHD: TS. Đinh Thị Nga
SVTH: Nguyễn Văn Ty

13


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý chất hữu cơ và các chất dinh dưỡng từ quá trình đồng xử lý kỵ khí
bùn thải sinh học và rác thải sinh hoạt hữu cơ.

Bảng 2.4 Tỷ trọng rác thải theo các nguồn phát sinh
Tỷ trọng ( g/m3)
Nguồn thải
Dao động

Trung bình

Khu dân cư (rác không ép)
-

Rác rưởi

89 – 178

131

-

Rác làm vườn

59 – 148

104

-

Tro

653 – 831

742

Khu dân cư (rác đã được ép)
-

Trong xe ép

178

297

-

Trong bãi chôn lấp (nén thường)

356 – 504

445

-

Trong bãi chôn lấp (nén tốt)

593 – 742

593

Khu dân cư (rác sau xử lý)
-

Đóng kiện

593 – 1068

712

-

Băm, không ép

119 – 267

214

-

Băm, ép

653 – 1068

771

Khu thương mại công nghiệp (rác không ép)
-

Chất thải thực phẩm (ướt)

475 – 949

534

-

Rác rưởi đốt được

47 – 178

119

-

Rác rưởi không đốt được

178 – 356

297

(Nguồn: [2])

-

Khả năng tích ẩm:

Khả năng giữ nước thực tế của chất thải rắn là toàn bộ lượng nước mà nó có thể
giữ lại trong mẫu chất thải dưới tác dụng của trọng lực. Khả năng giữ nước của chất
GVHD: TS. Đinh Thị Nga
SVTH: Nguyễn Văn Ty

14


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý chất hữu cơ và các chất dinh dưỡng từ quá trình đồng xử lý kỵ khí
bùn thải sinh học và rác thải sinh hoạt hữu cơ.

thải rắn là một chỉ tiêu quan trọng trong việc tính toán xác định lượng nước rò rỉ từ bãi
rác. Nước đi vào mẫu chất thải rắn vượt quá khả năng giữ nước sẽ thoát ra tạo thành
nước rò rỉ. Khả năng giữ nước thực tế thay đổi phụ thuộc vào áp lực nén và trạng thái
phân huỷ của chất thải. Khả năng giữ nước của hỗn hợp chất thải rắn (không nén) từ
các khu dân cư và thương mại dao động trong khoảng 50-60%.
 Tính chất hóa học:
- Chất hữu cơ:
Chất hữu cơ được xác định bằng cách lấy mẫu rác đã làm phân tích xác định độ
ẩm đem đốt ở 950oC. Phần bay hơi đi là chất hữu cơ hay còn gọi là tổn thất khi nung,
thông thường chất hữu cơ dao động trong khoảng 40 – 60%, giá trị trung bình là 53%.
-

Hàm lượng carbon cố định:

Hàm lượng carbon cố định là hàm lượng carbon còn lại sau khi đã loại bỏ các
phần vô cơ khác không phải là cacbon trong tro khi nung ở 950oC. Hàm lượng này
thường chiếm khoảng 5 – 12%, giá trị trung bình là 7%. Các chất vô cơ chiếm khoảng
15 – 30%, giá trị trung bình là 20%.
-

Tính chất sinh học:

Các thành phần hữu cơ (không kể các thành phần như plastic, cao su, da của hầu
hết CTR có thể phân loại về phương diện sinh học như sau:
Các phân tử có thể hòa tan trong nước như: đường, tinh bột, amino acid
và nhiều acid hữu cơ;
-

Bán cellulose: sản phẩm ngưng tụ của đường glucosa 6 carbon;

-

Cellulose: sản phẩm ngưng tụ của đường glucosa 6 carbon;

-

Dầu mỡ, và sáp: là những ester của alcohols và acid béo mạch dài;

-

Lignin: một polymer chứa các vòng thơm với nhóm methoxyl (-OCH3);

-

Protein: chất tạo thành từ sự kết hợp chuỗi các amino acid;

Tính chất quan trọng nhất trong thành phần hữu cơ của CTR đô thị là hầu hết các
thành phần hữu cơ có thể được chuyển hóa sinh học thành khí, các chất vô cơ và các
chất trơ khác.
Khả năng phân hủy sinh học của các thành phần hữu cơ trong CTR được đánh
giá bằng chỉ số sau:
BF = 0,83 – 0,028LC

GVHD: TS. Đinh Thị Nga
SVTH: Nguyễn Văn Ty

15


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý chất hữu cơ và các chất dinh dưỡng từ quá trình đồng xử lý kỵ khí
bùn thải sinh học và rác thải sinh hoạt hữu cơ.

(Nguồn [10])
Trong đó:
•

BF: tỷ lệ phần phân hủy sinh học biểu diễn trên cơ sở vi sinh;

•

0,83 và 0,028 là hằng số thực nghiệm;

•

LC: hàm lượng lignin của vi sinh biểu diễn bằng % trọng lượng khô.

Sự phát triển của ruồi: sự nhân giống và sinh sản của ruồi là vấn đề quan trọng
cần quan tâm tại nơi lưu trữ CTR.
2.2.3 Phương pháp xử lý CTR
a) Xử lý sơ bộ chất thải rắn
 Giảm thể tích bằng phương pháp cơ học:
Nén rác là một khâu quan trọng trong quá trình xử lý CTR. Ở nhiều đô thị, một
số phương tiện vận chuyển CTR được trang bị thêm bộ phận cuốn ép và nén ép, điều
này góp phần làm tăng sức chứa của xe và tăng hiệu suất chuyên chở cũng như kéo dài
thời gian phục vụ cho BCL. Các thiết bị nén ép có thể là các máy nén cố định và di
dộng hoặc các thiết bị nén ép cao áp.
 Giảm thể tích bằng phương pháp hóa học:
Chủ yếu bằng phương pháp trung hòa, hóa rắn kết hợp với các chất phụ gia đông
cứng, khi đó thể tích các chất thải có thể giảm đến 95%.
 Giảm kích thước bằng phương pháp cơ học:
Chủ yếu là dùng phương pháp cắt hoặc nghiền.
 Tách, phân chia các hợp phần của chất thải rắn:
Để thuận tiện cho việc xử lý, cần phải tách, phân chia các hợp phần của CTR.
Đây là quá trình cần thiết trong công nghệ xử lý để thu hồi tài nguyên từ CTR, dùng
cho quá trình chuyển hóa biến thành sản phẩm hoặc cho các quá trình thu hồi năng
lượng sinh học. Hiện nay người ta áp dụng các phương pháp tách, phân chia các hợp
phần trong CTR bằng thủ công hoặc bằng cơ giới:
 Bằng phương pháp thủ công: Dùng sức người.
 Bằng phương pháp cơ giới: Trong công nghệ có sấy khô, nghiền sau đó mới
dùng thiết bị tách (quạt gió, xyclon).
Vị trí tách, phân chia các hợp phần có thể như sau:

-

Tách ngay từ nguồn CTR;
GVHD: TS. Đinh Thị Nga
SVTH: Nguyễn Văn Ty

16