Nghiên cứu thực nghiệm làm phân compost từ rác thải sinh hoạt đô thị hà nội và ứng dụng để trồng một số cây rau ngắn ngày

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan quyển luận văn đƣợc chính tơi thực hiện dƣới sự hƣớng dẫn
của TS. Nguyễn Hoài Nam với đề tài nghiên cứu “ Nghiên cứu thực nghiệm
làm phân compost từ rác thải sinh hoạt đô thị Hà Nội và ứng dụng để trồng
một số cây rau ngắn ngày.” Đây là đề tài nghiên cứu mới, không trùng lặp với
các đề tài luận văn nào trƣớc đây, do đó khơng có sự sao chép của bất kì luận
văn nào. Nội dung của luận văn đƣợc thể hiện theo đúng quy định, các nguồn tài
liệu, tƣ liệu nghiên cứu và sử dụng trong luận văn đều đƣợc trích dẫn nguồn.
Nếu xảy ra vấn đề gì với nội dung luận văn này, tơi xin chịu hồn tồn trách
nhiệm theo quy định.

Hà Nội, Ngày 28 tháng 02 năm 2018
c

ả uận văn

Bùi Tuấn Anh

1


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình thực hiện đề tài này tôi đã nhận đƣợc sự giúp đỡ của rất
nhiều các cá nhân và tập thể. Trƣớc hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến
thầy TS. Nguyễn Hoài Nam là ngƣời trực tiếp giảng dạy, hƣớng dẫn tơi trong
q trình nghiên cứu làm luận văn. Tơi xin chân thành cảm ơn sự đóng góp ý
kiến quý báu của thầy cùng các thầy giáo, cô giáo, bạn bè và sự động viên quan
tâm của gia đình. Tơi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo trƣờng Đại học Thủy
Lợi, Trung tâm thí nghiệm thực hành và mơi trƣờng là các cá nhân, đơn vị đã
tạo điều kiện tốt nhất cho tơi trong q trình thu thập số liệu, đặc biệt tơi muốn
bày tỏ lịng biết ơn đến bố mẹ đã động viên, chăm sóc và giúp đỡ tơi. Với thời

gian nghiên cứu hạn chế, sự hiểu biết có hạn, luận văn khơng thể tránh khỏi
những thiếu sót. Tơi rất mong nhận đƣợc sự đóng góp ý kiến của các thầy giáo,
cô giáo cùng với những ngƣời quan tâm để nội dung luận văn đƣợc hồn thiện
hơn.
Tơi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày tháng năm 2018
Học viên thực hiện

Bùi Tuấn Anh

2


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN.................................................................................................. 1
LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................... 2
DANH MỤC HÌNH ẢNH .................................................................................... 5
MỞ ĐẦU ............................................................................................................... 8
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN ............................................................................... 12
1.1 Đặc điểm rác thải hữu cơ từ hoạt động sinh hoạt ......................................... 12
1.2 Định nghĩa phân Compost ............................................................................. 24
1.3 Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình làm phân Compost. ............................. 24
1.3.1 Các yếu tố dinh dƣỡng. ........................................................................... 25
1.3.2 Những yếu tố Môi Trƣờng ...................................................................... 29
1.3.3 Vận hành ................................................................................................. 34
1.4 Tình hình nghiên cứu và sản xuất phân compost trên thế giới và Việt Nam 35
1.4.1 Sự ra đời và phát triển của phân compost ............................................... 35
1.4.2 Tình hình nghiên cứu và sản xuất phân compost tại Việt Nam .............. 40
1.5 Điều kiện tự nhiên – kinh tế - xã hội thành phố Hà Nội . ............................. 44

1.5.1 Vị trí địa lý. ............................................................................................. 44
1.5.2 Điều kiện khí hậu và thủy văn. ............................................................... 45
1.5.3 Điều kiện kinh tế - xã hội Hà Nội. .......................................................... 47
1.5.4 Hiện trạng xử lý rác thải ......................................................................... 49
CHƯƠNG 2 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................ 52
2.1 Thực nghiệm ủ phân compost ....................................................................... 52
2.2Phƣơng pháp kiểm tra và kiểm sốt q trình ủ phân compost ..................... 56
2.3Trồng cây thử nghiệm sử dụng phân compost ............................................... 60
2.4Phƣơng pháp phân tích. .................................................................................. 61
2.5Phƣơng pháp xử lý số liệu .............................................................................. 61
CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ...................................................... 63
3.1 Kết quả thực nghiệm ủ phân compost ........................................................... 63
3.1.1 Thùng ủ phân compost ............................................................................ 63
3.1.2 Kết quả ủ phân compost hiếu khí và yếm khí khơng EMIC................... 64
3.2 Biến đổi của nƣớc rỉ rác phát sinh trong quá trình phân hủy sinh học. ........ 72
3.3 Kết quả trồng cây thử nghiệm ....................................................................... 74
3


3.4 Xây dựng chƣơng trình truyền thơng mơi trƣờng cho rác thải sinh hoạt đơ
thị. ........................................................................................................................ 80
3.4.1 Phân tích đối tƣợng truyền thông ............................................................ 80
3.4.2 Xác định mục tiêu truyền thơng .............................................................. 81
3.4.3 Lựa chọn loại hình truyền thơng ............................................................. 81
3.4.4 . Đánh giá chƣơng trình truyền thơng mơi trƣờng .................................. 87
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................. 90
KẾT LUẬN ......................................................................................................... 90
KIẾN NGHỊ......................................................................................................... 91
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 96

4


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Biểu diễn mối quan hệ giữa độ ẩm và khơng khí (nghĩa là oxy) ....... 32
Hình 1.2: Quy trình cơng nghệ hệ thống Compost ema ................................... 39
Hình 1.3: Quy trình cơng nghệ compost Steinmueller ....................................... 40
Hình 1.4: Sơ đồ dây chuyền cơng nghệ xử lý rác thải Hà Nội. .......................... 44
Hình 2.1: Mơ hình thí nghiệm. ............................................................................ 54
Biểu đồ 3.2 : Sự sụp giảm của khối rác thể hiện. ................................................ 70

5


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Thành phần vật lý của chất thải rắn .................................................... 15
Bảng 1.2. Thành phần các nguyên tố trong các loại chất thải rắn ...................... 17
Bảng 1.3. Điều kiện tối ƣu cho quá trình ủ phân compost. ................................. 25
Bảng 1.4. Hàm lƣợng N và tỷ lệ C:N có trong loại rác thải và chất thải ............ 28
Biểu đồ 1.1: Sự biến đổi của pH biểu diễn theo thời gian trong q trình sản xuất
compost................................................................................................................ 31
Bảng 2.1: Mơ tả các thùng thí nghiệm ................................................................ 55
Bảng 2.2: Các yếu tố môi trƣờng ảnh hƣởng đến vi sinh vật.............................. 60
Bảng 3.1. Bảng tổng hợp khối lƣợng rác hữu cơ đƣa vào thùng ủ. .................... 63
Bảng 3.2. Kết quả về sự sụt giảm khối rác. ......................................................... 64
Biểu đồ 3.1 : Sự sụp giảm của khối rác thể hiện. ................................................ 65
Bảng 3.3: Nhiệt độ trong quá trình ủ phân sinh học. .......................................... 67
Biểu đồ 3.2 : Sự sụp giảm của khối rác thể hiện. ................................................ 70
Bảng 3.4. Nhiệt độ trong quá trình ủ phân sinh học. .......................................... 71
Bảng 3.5 : So sánh lƣợng nƣớc rỉ rác tạo thành và diễn biến của nƣớc thải ....... 72

Biểu đồ 3.3. Diễn biến của nƣớc rỉ rác trong quá trình ủ phân sinh học ............ 74
Bảng 3.6: Kết quả phân tích chất hữu cơ, Nitơ tổng số và Photpho. .................. 74
Bảng 3.7. Độ ẩm theo phƣơng pháp sấy. ............................................................ 75
Bảng 3.8. Giá trị của pH trong các giai đoạn của quá trình ủ ............................. 76
Bảng 3.9. Tiêu chí đánh giá tài liệu truyền thơng ............................................... 89

6


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Ký hiệu /Viết tắt

Nội dung diễn dải

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

VK

Vi khuẩn

VSV

Vi sinh vật

7


MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài:
Ngày nay, ơ nhiễm mơi trƣờng do q trình phát thải trong sản xuất nông nghiệp
đang trở thành vấn đề lớn đối với các quốc gia đang phát triển, đặc biệt là nƣớc
nông nghiệp nhƣ Việt Nam. Việc lạm dụng các loại phân bón, hóa chất bảo vệ
thực vật trong sản xuất nơng nghiệp và quá trình xử lý các phụ phẩm, chất thải
trong trồng trọt, chăn ni chƣa triệt để. Hố chất sử dụng ngày càng nhiều
nhƣng các biện pháp làm sạch môi trƣờng đồng ruộng, diệt trừ mầm bệnh trƣớc
khi bƣớc vào vụ sản xuất mới lại ít đƣợc nơng dân quan tâm. Do vậy lƣợng phân
bón và hố chất bảo vệ thực vật còn đọng lại trong đất khá lớn đã gây ô nhiễm
môi trƣờng, ảnh hƣởng tới sức khỏe con ngƣời. Bên cạnh đó, chất thải từ chăn
ni khơng qua xử lý ổn định và nƣớc thải không qua xử lý xả trực tiếp ra môi
trƣờng gây ô nhiễm nghiêm trọng.
Hà Nội, thủ đô của Việt Nam, trung tâm kinh tế văn hóa chính trị xã hội, là một
trong những thành phố lớn nhất nƣớc, nơi có mật độ dân cƣ đông thứ hai trong
cả nƣớc. Theo kết quả của một số bài báo năm 2015, trên địa bàn Hà Nội lƣợng
rác sinh hoạt thải ra môi trƣờng là khoảng 5.400 tấn, cao điểm lên tới trên 7.000
tấn, khối lƣợng rác sinh hoạt tăng trung bình 15% một năm, tổng lƣợng rác thải
ra ngồi mơi trƣờng lên tới 5.000 tấn/ngày. Cho đến nay thì biện pháp xử lý rác
thải sinh hoạt đô thị Hà Nội chủ yếu vẫn là đem đi chôn lấp, mà lƣợng rác thải
sinh hoạt hàng ngày rất lớn đặc biệt chủ yếu nhiều thành phần hữu cơ, khi đem
chôn lấp tăng lƣợng CH4 do phản ứng kỵ khí, gây hiệu ứng nhà kính lớn nhiều
lần so với CO2. Với một lƣợng rác hữu cơ lớn vậy nếu cứ thải ra mơi trƣờng
liên tục thì sẽ vơ cùng ơ nhiễm, mặt khác sẽ làm lãng phí nguồn tài nguyên từ
rác.

8


Từ những bất cập trên tôi quyết định lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu thực nghiệm
làm phân compost từ rác thải sinh hoạt đô thị Hà Nội và ứng dụng để trồng

một số cây rau ngắn ngày.” nhằm giải quyết lƣợng rác thải sinh hoạt thải ra môi
trƣờng, đồng thời có chiến lƣợc phƣơng hƣớng sử dụng nguồn tài nguyên là rác
để phục vụ cho nhu cầu hàng ngày trên diện rộng địa bàn toàn thành phố.
2. Mục tiêu của Đề tài:
2.1. Mục tiêu trƣớc mắt.
- àm cho ngƣời dân quan tâm hơn vể rác thải do hoạt động sinh hoạt của mình.
- Giúp cho ngƣời dân nắm bắt đƣợc quy trình làm phân hữa cơ tại nhà.
- Tạo kiến thức, nền tảng cho các đề tài nghiên cứu tiếp theo sau này.
- Giúp ngƣời dân phân loại rác tại chỗ tốt hơn.
2.2. Mục tiêu lâu dài.
- ƣợng rác sinh hoạt đƣợc giảm thiểu.
- Tiết kiệm kinh phí cho ngƣời dân.
- Giảm sử dụng lƣợng phân bón hóa học.
- Bảo vệ môi trƣờng.
3. Phạm v và đố tƣợng nghiên cứu:
3.1 Phạm vi nghiên cứu.
- Trung tâm thành phố Hà Nội.
3.2 Đối tƣợng nghiên cứu.
- Thành phần rác thải là rác hữu cơ nhƣ : Cơm thừa, cọng rau, vỏ trái cây....
4. Phƣơn ph p n h ên cứu:
9


4.1 Phƣơng pháp kế thừa, tổng hợp.
- Tài liệu về điều kiện tự nhiên – thủy văn và điều kiện kinh tế - xã hội tại khu
vực nghiên cứu.
- Tài liệu về công tác quản lý môi trƣờng tại khu vực nghiên cứu.
- Quy trình làm phân compost từ rác thải sinh hoạt.
4.2 Phƣơng pháp khảo sát điều tra thực địa.
Khảo sát hiện trạng mơi trƣờng và tình hình xử lý rác thải tại khu vực nghiên

cứu.
4.3 Phƣơng pháp thực nghiệm.
- Tiến hành lấy mẫu tại khu vực nghiên cứu và phân tích mẫu trong phịng thí
nghiệm.
- Thơng qua q trình quan trắc trong thời gian thực nghiệm để đánh giá hiệu
quả sản phẩm nghiên cứu.
4.4 Phƣơng pháp phân tích, xử lý số liệu.
Dùng các phần mềm tính tốn nhƣ Excel, xử lý các số liệu thu thập trong quá
trình thí nghiệm và tiến hành tính tốn số liệu.
5. Kết quả dự kiến đạt đƣợc:
- Xác định đƣợc thời gian phân hủy rác hữu cơ quy mơ hộ gia đình
- So sánh hai mơ hình ủ phân compost sử dụng và không sử dụng chế phẩm sinh
học.
- Lựa chọn vật liệu chế tạo thùng phục vụ cho việc ủ phân compost.
- Xây dựng mơ hình làm phân compost quy mơ hộ gia đình.

10


- Ứng dụng tính hiệu quả của phân compost với một số cây rau ngắn ngày.
- Xây dựng chƣơng trình truyền thơng mơ hình để nhân rộng, phổ biến trên địa
bàn toàn thành phố.

11


CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN
1.1 Đặc đ ểm rác thải hữu cơ từ hoạt động sinh hoạt

Trong cuộc sống hàng ngày, con ngƣời không chỉ tiêu thụ và sử dụng một số

lƣợng lớn các nguyên liệu, thực phẩm để tồn tại và phát triển, mà đồng thời cũng
vứt thải cho thiên nhiên và mơi trƣờng sống lƣợng rác thải có nguy cơ hủy hoại
môi trƣờng, làm mất cảnh quan môi trƣờng. Một trong số lƣợng rác thải đó là
rác thải hữu cơ từ các hộ gia đình.
Rác thải từ hoạt động sinh hoạt ngày càng chiếm một khối lƣợng và tỷ lệ rác thải
rất lớn so với các rác thải vô cơ khác.
Rác thải từ hoạt động sinh hoạt là những vật liệu dễ phân hủy, và gây thối rữa.
Rác thải từ hoạt động sinh hoạt đƣợc thu gom phân loại riêng tại nguồn, gây khó
khăn cho việc xử lý rác.
Rác thải hữu cơ từ hoạt động sinh hoạt sẽ khó đƣợc tân dụng tái chế thành phân
hữu cơ nếu không đƣợc phân loại tại nguồn. Vì vậy cần phải đƣợc thu gom và
phân loại riêng trong những chất liệu đặc biệt dễ phân hủy.
Với thành phần, đặc điểm của rác thải hữu cơ từ hoạt động sinh hoạt thì con
ngƣời chúng ta khơng ngừng nâng cao hiểu biết và tìm ra những phƣơng pháp
hữu hiệu nhất để góp phần nâng cao đời sống và đặc biệt là bảo vệ môi trƣờng
sống của nhân loại. Và xử lý đƣợc rác thải nhà bếp ngƣời ta đã ứng dụng nhiều
nhà máy chế biến phân compost, các nhà máy tái chế rác thải sinh hoạt…
Với xu hƣớng xử lý rác thải thân thiện với mơi trƣờng thì mơ hình sản xuất phân
compost từ rác thải sinh hoạt với quy mơ hơ gia đình là một trong những biện
pháp không những giúp giảm thiểu đƣợc tổng lƣợng rác thải mà còn tạo cho
ngƣời dân chúng ta bắt đầu tiếp xúc với việc nghiên cứu khoa học. Sản xuất ra

12


lƣợng phân compost phục vụ cho trồng cây rau ngắn ngày ở các hộ gia đình đơ
thị.
Nguồn gốc phát sinh chất thải rắn:
Chất thải rắn sinh hoạt phát sinh từ nhiều nguồn khác nhau, có thể ở nơi này hay
ở nơi khác; chúng khác nhau về số lƣợng, kích thƣớc, phân bố về không gian.

Việc phân loại các nguồn phát sinh chất thải rắn đóng vai trị quan trọng trong
cơng tác quản lý chất thải rắn. Chất thải rắn sinh hoạt có thể phát sinh trong hoạt
động cá nhân cũng nhƣ trong hoạt động xã hội nhƣ từ các khu dân cƣ, chợ, nhà
hàng, khách sạn, công sở, trƣờng học, cơng trình cơng cộng, các hoạt động xây
dựng đơ thị và các nhà máy cơng nghiệp.


Tính chất vật lý:
Những tính chất vật lý chủ yếu của chất thải rắn bao gồm: khối lƣợng riêng,
độ ẩm, kích thƣớc hạt và sự phân bổ kích thƣớc, khả năng giữ nƣớc và độ xốp
của chất thải rắn đã nén.
Khối lƣợng riêng: là khối lƣợng chất thải rắn trên một đơn vị thể tích, tính
bằng kg/m3. Khối lƣợng riêng của chất thải rắn tùy thuộc vào điều kiện mà rác
tồn tại nhƣ rác chứa trong thùng không nén hay là trong thùng đã nén, rác để
ngồi tự nhiên, và cịn khác nhau tùy theo từng vị trí địa lý, giữa các mùa trong
năm, thời gian lƣu trữ. Khối lƣợng riêng của chất thải rắn lấy từ các xe rác dao
động từ 180 – 420 kg/m3, giá trị đặc trƣng vào khoảng 300 kg/m3.
+ Độ ẩm: đƣợc thể hiện theo hai cách là tính theo thành phần phần trăm khối
lƣợng ƣớt và thành phần phần trăm khối lƣợng khô. Trong quản lý chất thải rắn
phƣơng pháp tính theo thành phần phần trăm khối lƣợng ƣớt thƣờng đƣợc sử
dụng hơn, và đƣợc tính nhƣ sau:
a= {(W-d)/W}*100
Trong đó a: độ ẩm, % khối lƣợng

13


W: khối lƣợng mẫu ban đầu, kg
d: khối lƣợng mẫu sau khi sấy khơ ở 1050C, kg
+ Kích thƣớc và cấp phối hạt: đóng vai trị quan trọng trong việc tính tốn và

thiết kế các phƣơng tiện thu hồi vật liệu, đặc biệt là các sàng lọc phân loại bằng
máy hoặc phân chia loại bằng phƣơng pháp từ tính.
+ Khả năng giữ nƣớc thực tế: là toàn bộ lƣợng nƣớc mà chất thải có thể giứ lại
trong mẫu chất thải dƣới tác dụng của trọng lực. Khả năng giữ nƣớc của chất
thải rắn là một chỉ tiêu quan trọng trong tính tốn xác định lƣợng nƣớc rị rỉ từ
bãi rác. Khả năng giữ nƣớc thực tế thay đổi phụ thuộc vào lực nén và trạng thái
phân hủy của chất thải. Khả năng giữ nƣớc của hỗn hợp trong trƣờng hợp không
nén từ các khu dân cƣ và thƣơng mại dao động khoảng 50-60% (đây là độ ẩm tối
ƣu thuận lợi cho q trình ủ phân sinh học).
+ Độ thấm (tính thấm) của chất thải đã đƣợc nén: là tính chất quan trọng, chi
phối và điều khiển sự di chuyển của dịng chất lỏng, các khí bên trong. Dựa vào
tính chất này chúng ta có thể tính tốn thiết kế các hệ thống thu nƣớc rác, hệ
thống thổi khí trong bãi rác, cũng nhƣ trong công nghệ ủ phân sinh học.

14


Bảng 1.1. Thành phần vật lý của chất thải rắn
Trọn
Hợp phần

% trọn

ƣợng

Độ ẩm %

ƣợng

riêng

(kg/m3)

Chất

thải

thực

phẩm
Giấy
Carton
Chất dẻo
Vải vụn
Cao su
Da vụn
Sản phẩm vƣờn
Gỗ
Thủy tinh
Can hộp
Kim loại không thép
Kim loại thép

KGT

TB

KGT

TB

KGT

TB

6-25

15

50-80

70

128-800

228

25-45

40

4-10

6

32-128

81,6

3-15

4

4-8

5

38-80

49,6

2-8

3

1-4

2

32-128

64

0-4

2

6-15

10

32-96

64

0-2

0,5

1-4

2

96-192

128

0-2

0,5

8-12

10

96-256

160

0-20

12

30-80

60

84-224

104

1-4

2

15-40

20

128-200

240

4-16

8

1-4

2

160-480 193,6

2-8

6

2-4

3

48-160

88

0-1

1

2-4

2

64-240

160

1-4

2

2-6

3

128-

320

0-10

4

6-12

8

Bụi, tro, gạch

1120

480

320-960
Nguồn: Trần Hiếu Nhuệ - Quản Lý Chất Thải Rắn

15




Tính chất hóa học của chất thải rắn
Đóng vai trị quan trọng trong việc đánh giá các phƣơng pháp, lựa chọn phƣơng
thức xử lý và tái sinh chất thải. Nhƣ với các thành phần hữu cơ ta có thể tiến
hành ủ phân sinh học hoặc làm thức ăn cho gia súc. Hay khả năng đốt cháy vật
liệu rác tùy thuộc vào thành phần hóa học của chất thải rắn.
Các tính chất hóa học của chất thải rắn cần quan tâm:
- Điểm nóng chảy của tro: là nhiệt độ đốt cháy chất thải để tro sẽ hình thành
một khối chất rắn (gọi là clinker) do sự nấu chảy và kết tụ. Nhiệt độ nóng chảy
để hình thành clinker từ chất thải rắn trong khoảng 1100 – 12000C.
- Các nguyên tố cơ bản bao gồm các nuyên tố Carbon (C), Hydro (H), oxy (O),
Nito, ƣu huỳnh (S), và tro. Kết quả phân tích cuối cùng thƣờng đƣợc dùng để
mơ tả các thành phần hóa học của chất hữu cơ trong chất thải rắn, cũng nhƣ xác
định tỷ lệ C/N của chất thải có thích hợp cho q trình chuyển hóa sinh học làm
phân hữu cơ sinh học hay không.
- Các chất dinh dƣỡng và nguyên tố vi lƣợng: nếu thành phần hữu cơ có trong
chất thải rắn đƣợc sử dụng sản xuất các sản phẩm nhờ các q trình chuyển hóa
sinh học nhƣ phân hữu cơ, ethanol, methane,… thì số lƣợng về chất dinh dƣỡng
và nguyên tố vi lƣợng có sẵn trong chất thải rắn đóng vai trị quan trọng nhằm
đảm bảo dinh dƣỡng cho VSV cũng nhƣ yêu cầu của sản phẩm sau khi chuyển
hóa sinh học.
Bảng thành phần các nguyên tố trong chất thải rắn từ khu dân cƣ

16


Bảng 1.2. Thành phần các nguyên tố trong các loại chất thải rắn
Phần trăm khố ƣợng (%)
Thành phần
C

H

O

N

S

Tro

48

6,4

37,6

2,6

0,4

5

43,5

6

44

0,3

0,2

6

Carton

44

5,9

44,6

0,3

0,2

5

Nhựa

60

7,2

22,8

-

-

10

Vải

55

6,6

31,2

4,6

0,15

2,5

Cao su

78

10

-

2

-

10

Da

60

8

11,6

10

0,4

10

Rác vƣờn

47,6

6

38

3,4

0,3

4,5

Gỗ

49,5

6

42,7

0,2

0,1

1,5

Thủy tinh

0,5

0,1

0,4

<0,1

-

98,9

Kim loại

4,5

0,6

4,3

<0,1

-

90,5

Bụi tro

26,3

3

2

0,5

0,2

68

Chất hữu cơ
Chất thải thực phẩm
Giấy

Chất vô cơ

Nguồn: George Tchobanoglous, 1993


Tính chất sinh học:
Các chất hữu cơ đều có thể phân hủy sinh học ngoại trừ nhựa, cao su, da.
Các thành phần đƣợc phân loại về phƣơng diện sinh học thành các dạng hợp

17


chất khác nhau để đánh gía chủng VSV tham gia xử lý sinh học chiếm ƣu thế.
Cụ thể nhƣ gồm các dạng vật chất nhƣ:
- Các phân tử hòa tan đƣợc trong nƣớc: đƣờng, tinh bột, amino axit, và các axit
hữu cơ khác.
- Bán cellulose: các sản phẩm ngƣng tụ của đƣờng 5 và 6 carbon.
- Cellulose: sản phẩm ngƣng tụ của đƣờng glucose 6 carbon.
- Dầu, mỡ, và sáp: là những ester của alcohols và axit béo mạch dài.
- Lignin: là hợp chất cao phân tử các vòng thơm và các nhóm methoxyl.
- Lignocelluloza: hợp chất do lignin và celluloza kết hợp với nhau.
- Protein: chất tạo thành từ sự kết hợp chuỗi các amino axit.
Đối với chất thải rắn đô thị hầu hết các chất hữu cơ đều có thể đƣợc
chuyển hóa sinh học thành khí, các chất vô cơ và các chất trơ khác. Đây là điều
kiện tốt cho phƣơng pháp ủ phân sinh học. Tính chất sinh học đƣợc thể hiện qua
3 chỉ tiêu sau:
a. Khả năng phân hủy của các thành phần chất hữu cơ:
Hàm lƣợng chất rắn bay hơi (VS) đƣợc xác định bằng cách nung ở nhiệt
độ 5500C, thƣờng đƣợc sử dụng để đánh giá khả năng phân hủy sinh học của
chất hữu cơ trong chất thải rắn. Tuy vậy, việc sử dụng hàm lƣợng chất rắn bay
hơi (VS) để biểu diễn khả năng phân hủy sinh học của chất hữu cơ trong chất
thải rắn thƣờng khơng chính xác vì một số thành phần chất hữu cơ dễ bay hơi

nhƣng lại khó phân hủy nhƣ giấy in, báo. Cũng có thể sử dụng hàm lƣợng lignin
có trong chất thải để xác định tỷ lệ chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh
học.Trong thực tế chất thải rắn thƣờng đƣợc phân loại theo thành phần phân hủy
chậm và phân hủy nhanh.
b. Sự hình hành mùi hôi: phát sinh khi chất thải rắn đƣợc lƣu trữ trong thời gian
dài ở một nơi giữa các vị trí thu gom, trạm trung chuyển, và nơi chơn lấp, nhất là
tại các nơi có khí hậu nóng ẩm.
c. Sự phát sinh ruồi nhặng: ở các vùng khí hậu ấm áp, nóng ẩm, sự sản sinh ruồi
nhặng ở những khu vực chứa chất thải rắn là vấn đề quan trọng đáng quan tâm.
18


Phân loại chất thải rắn:
Chất thải rắn có thể phân loại bằng nhiều cách khác nhau:
- Phân loại dựa vào nguốn gốc phát sinh nhƣ: rác thải sinh hoạt, văn phịng,
thƣơng mại, cơng nghiệp, đƣờng phố, chất thải rắn trong quá trình xây dựng hay
đập phá nhà xƣởng.
- Phân loại dựa vào đặc tính tự nhiên nhƣ các chất hữu cơ, vơ cơ, chất có thể
cháy hoặc khơng có khả năng cháy.
Tuy nhiên, căn cứ vào đặc điểm chất thải có thể phân loại chất thải rắn thành
ba nhóm lớn: chất thải đô thị, chất thải công nghiệp và chất thải nguy hại.
Đối với rác thải đô thị do đặc điểm nguồn thải là nguồn phân tán nên rất khó
quản lý, đặc biệt là các nơi có đất trống.
Ở Việt Nam hiện nay có các nguồn phát sinh chất thải rắn sinh hoạt sau:


Các khu dân cƣ ( dân cƣ ở các đô thị lớn, dân cƣ ở các khu đô thị mới, dân

cƣ nông thôn): do dân số ngày càng tăng, chất lƣợng cuộc sống ngày càng cao,
lƣợng chất rắn ngày càng nhiều, việc xử lý rác thải rắn không thể đáp ứng kịp

nên quá sức chứa của khu vực. Chất thải rắn ở khu vực này phần lớn là thực
phẩm dƣ thừa, bao bì hàng hóa, xỉ than, đồ dân dụng hƣ hỏng, chất tẩy rửa tổng
hợp, thủy tinh, rau, quả… các loại chất thải này dễ phân hủy sinh học. Quá trình
phân hủy sẽ tạo ra mùi hơi thối, đặc biệt trong điều kiện thời tiết nóng ẩm.
 Rác từ các chợ, khu thƣơng mại, siêu thị, nhà hàng, khách sạn,… thƣờng thải
ra các loại thực phẩm nhƣ hàng hóa, thức ăn dƣ thừa, bao bì đã sử dụng, gỗ,
nhựa, thủy tinh, giấy… Đây là thành phần rác thải có chứa các hợp chất hữu cơ
cao, đặc biệt là đối với rác thải phát sinh từ các khu chợ, phân hủy nhanh, là
nguồn nguyên liệu tốt cho quá trình ủ phân sinh học.
 Rác thải từ các cơ quan, trƣờng học, công sở… gồm giấy, carton, nhựa, vải,
gỗ, thủy tinh, lon, rác thực phẩm…

19


 Rác từ các trạm xử lý nƣớc thải và đƣờng ống thoát nƣớc, hay từ các bể tự
hoại của thành phố.
 Rác thải của các hoạt động sản xuất nông nghiệp: rác thải ra từ các cánh đồng
sau vụ mùa, các trang trại, các vƣờn cây… rác thải thực phẩm dƣ thừa, phân gia
súc, rác nông nghiệp, các chất thải ra từ trồng trọt, từ quá trình thu hoạch sản
phẩm, chế biến các sản phẩm nơng nghiệp.
 Ngồi ra còn một số nguồn thải ra chất thải rắn sinh hoạt, nhƣng khơng đặc
trƣng mang số lƣợng ít hoặc chứa chất thải rắn của ngành đó nhiều hơn, nhƣ các
khu công nghiệp, rác từ các khu công cộng khu tham quan du lịch, vui chơi giải
trí, dịch vụ cơng cộng của các đô thị; khu xây dựng thải ra các chất nhƣ gỗ vụn,
sắt, thép, đất, cát, thực phẩm.
Tất cả các thành phần trên là nguồn nguyên liệu dồi dào cho q trình ủ
phân sinh học, thu khí gas.
a. Phân loại theo thành phần :
 Chất thải thải vô cơ: là các chất thải có nguồn gốc vơ cơ thủy tinh, gốm sứ,

một số đồ dùng thải bỏ trong gia đình, nilơng, tro, bụi , xỉ, vật liệu xây dựng nhƣ
gạch, vữa, các kim loại.
 Chất thải hữu cơ: là các chất thải có nguồn gốc hữu cơ nhƣ thực phẩm thừa,
rau, củ, quả, chất thải chăn nuôi,dầu mỡ.
b. Phân loại theo mức độ nguy hại:
 Chất thải nguy hại: là chất thải dễ gây phản ứng, dễ cháy nổ, ăn mịn, nhiễm
khuẩn độc hại, chứa chất phóng xạ, các kim loại nặng. Đây là chất độc hại, chứa
nhiều rủi ro, nhiễm độc, đe dọa sức khỏe con ngƣời, động thực vật, và gây ra các
ô nhiễm về môi trƣờng đất, nƣớc và khơng khí nghiêm trọng. Thƣờng phát sinh
trong các ngành cơng nghiệp nặng, bệnh viện, lị phản ứng hạt nhân…
 Chất thải không nguy hại: là chất thải không chứa các chất và hợp chất nguy
hại. Các chất này chủ yếu là rác thải trong sinh hoạt, rác chợ, đô thị…
c. Phân loại theo trạng thái chất thải:

20


 Chất thải trạng thái rắn: bao gồm chất thải sinh hoạt, chất thải từ các cơ sở chế
tạo máy, xây dựng (kim loại, da, hóa chất sơn, nhựa, thủy tinh, vật liệu xây
dựng…)
 Chất thải ở trạng thái lỏng và bán lỏng: phân bùn từ cống rãnh, bể phốt, nƣớc
thải từ nhà máy lọc dầu, rƣợu bia, nƣớc từ nhà máy sản xuất giấy, dệt nhuộm và
vệ sinh công nghiệp…
 Chất thải ở trạng thái khí: bao gồm các khí thải các hoạt động cơ đốt trong các
máy động lực, giao thông, ôtô, máy kéo, tàu hỏa, nhà máy nhiệt điện, sản xuất
vật liệu…
Ảnh hưởng của chất thải rắn tới môi trường nước:
Chất thải rắn, đặc biệt là chất thải hữu cơ, trong môi trƣờng nƣớc sẽ bị phân hủy
nhanh chóng. Tại các bãi rác, nƣớc có trong rác sẽ đƣợc tách ra kết hợp với các
nguồn nƣớc khác nhƣ: nƣớc mƣa, nƣớc ngầm, nƣớc mặt hình thành nƣớc rò rỉ.

Nƣớc rò rỉ di chuyển trong bãi rác sẽ làm tăng khả năng phân hủy sinh học trong
rác cũng nhƣ trong q trình vận chuyển các chất gây ơ nhiễm ra môi trƣờng
xung quanh. Các chất gây ô nhiễm mơi trƣờng tiềm tàng trong nƣớc rác gồm có:
COD: từ 3000 45.000 mg/l, N-NH3: từ 10

800 mg/l, BOD5: từ 2000

30.000 mg/l, TOC (Carbon hữu cơ tổng cộng: 1500
tổng cộng từ 1

20.000 mg/l, Phosphorus

70 mg/l … và lƣợng lớn các vi sinh vật, ngồi ra có có các kim

loại nặng khác gây ảnh hƣởng lớn tới môi trƣờng nƣớc nếu nhƣ không đƣợc xử
lý.
Ảnh hưởng của chất thải rắn tới môi trường khơng khí:
Các loại rác thải dễ phân hủy (nhƣ thực phẩm, trái cây hỏng …) trong điều
kiện nhiệt độ và độ ẩm thích hợp (nhiệt độ tốt nhất là 350C và độ ẩm 70 80%)
sẽ đƣợc các vi sinh vật phân hủy tạo ra mùi hôi và nhiều loại khí ơ nhiễm khác
có tác động xấu đến mơi trƣờng đô thị, sức khỏe và khả năng hoạt động của con
ngƣời.
21


Ảnh hưởng của chất thải rắn tới môi trường đất:
Các chất thải hữu cơ sẽ đƣợc vi sinh vật phân hủy trong mơi trƣờng đất trong hai
điều kiện hiếu khí và kỵ khí. Khi có độ ẩm thích hợp sẽ tạo ra hàng loạt các sản
phẩm trung gian, cuối cùng hình thành các chất khống đơn giản, nƣớc, CO2,
CH4 …

Với một lƣợng rác thải và nƣớc rò rỉ vừa phải thì khả năng tự làm sạch của mơi
trƣờng đất sẽ phân hủy các chất này trở thành các chất ít ô nhiễm hoặc không ô
nhiễm.
Nhƣng với lƣợng rác quá lớn vƣợt quá khả năng tự làm sạch của đất thì môi
trƣờng đất sẽ trở nên quá tải và bị ô nhiễm. Các chất ô nhiễm này cùng với kim
loại nặng, các chất độc hại và các vi trùng theo nƣớc trong đất chảy xuống tầng
nƣớc ngầm làm ô nhiễm tầng nƣớc này.
Đối với rác không phân hủy nhƣ nhựa, cao su… nếu khơng có giải pháp xử lý
thích hợp thì chúng sẽ là nguy cơ gây thối hóa và giảm độ phì của đất.
Ảnh hưởng tới sức khỏe của con người:
Chất thải rắn phát sinh từ các khu đô thị, nếu không đƣợc thu gom và xử lý đúng
cách sẽ gây ô nhiễm môi trƣờng, ảnh hƣởng xấu đến sức khỏe cộng đồng dân cƣ
và làm mất mỹ quan đô thị.
Thành phần chất thải rắn rất phức tạp, trong đó có chứa các mầm bệnh từ ngƣời
hoặc gia súc, các chất thải hữu cơ, xác súc vật chết … tạo điều kiện tốt cho ruồi,
muỗi, chuột… sinh sản và lây lan mầm bệnh cho ngƣời, nhiều lúc trở thành
dịch. Một số vi khuẩn, siêu vi khuẩn, ký sinh trùng… tồn tại trong rác có thể gây
bệnh cho con ngƣời nhƣ: bệnh sốt rét, bệnh ngoài da, dịch hạch, thƣơng hàn,
tiêu chảy, giun sán, lao…
Phân loại, thu gom và xử lý rác không đúng quy định là nguy cơ gây bệnh nguy
hiểm cho công nhân vệ sinh, ngƣời bới rác, nhất là khi gặp phải các chất thải rắn
nguy hại từ y tế, cơng nghiệp nhƣ: kim tiêm, ống chích, mầm bệnh, PCB, hợp
chất hữu cơ bị halogen hóa…
22


Tại các bãi rác lộ thiên, nếu không đƣợc quản lý tốt sẽ gây ra nhiều vấn đề
nghiêm trọng cho bãi rác và cộng đồng dân cƣ trong khu vực nhƣ: gây ơ nhiễm
khơng khí, các nguồn nƣớc, ơ nhiễm đất và là nơi nuôi dƣỡng các vật chủ trung
gian truyền bệnh cho ngƣời.

Rác thải nếu không đƣợc thu gom tốt cũng là một trong những yếu tố gây cản
trở dịng chảy, làm giảm khả năng thốt nƣớc của các sơng rạch và hệ thống
thốt nƣớc đơ thị.
Đặc điểm rác thải hữu cơ từ hoạt động sinh hoạt:
Theo định nghĩa khoa học thì rác thải hữu cơ từ hoạt động sinh hoạt là thành
phần tàn tích hữu cơ của các chất hữu cơ phục vụ sinh hoạt của cong ngƣời.
Chúng không đƣợc con ngƣời sử dụng nữa và vứt thải trở lại mơi trƣờng sống
thì đƣợc gọi là rác thải từ hoạt động sinh hoạt.
Rác thải từ hoạt động sinh hoạt ngày càng chiếm một khối lƣợng và tỷ lệ rác thải
rất lớn so với các rác thải vô cơ khác.
Rác thải từ hoạt động sinh hoạt là những vật liệu dễ phân hủy, và gây thối rữa.
Rác thải từ hoạt động sinh hoạt đƣợc thu gom phân loại riêng tại nguồn, gây khó
khăn cho việc xử lý rác.
Rác thải hữu cơ từ hoạt động sinh hoạt sẽ khó đƣợc tân dụng tái chế thành phân
hữu cơ nếu không đƣợc phân loại tại nguồn. Vì vậy cần phải đƣợc thu gom và
phân loại riêng trong những chất liệu đặc biệt dễ phân hủy.
Với thành phần, đặc điểm của rác thải hữu cơ từ hoạt động sinh hoạt thì con
ngƣời chúng ta khơng ngừng nâng cao hiểu biết và tìm ra những phƣơng pháp
hữu hiệu nhất để góp phần nâng cao đời sống và đặc biệt là bảo vệ môi trƣờng
sống của nhân loại. Và xử lý đƣợc rác thải nhà bếp ngƣời ta đã ứng dụng nhiều
nhà máy chế biến phân compost, các nhà máy tái chế rác thải sinh hoạt…

23


Với xu hƣớng xử lý rác thải thân thiện với mơi trƣờng thì mơ hình sản
xuất phân compost từ rác thải sinh hoạt với quy mơ hơ gia đình là một trong
những biện pháp không những giúp giảm thiểu đƣợc tổng lƣợng rác thải mà còn
tạo cho ngƣời dân chúng ta bắt đầu tiếp xúc với việc nghiên cứu khoa học. Sản
xuất ra lƣợng phân compost phục vụ cho trồng cây rau ngắn ngày ở các hộ gia

đình đơ thị.
1.2 Định n hĩa phân Compost

Phân Compost hay còn gọi là phân hữu cơ vi sinh là sản phẩm phân bón đƣợc
tạo thành thơng qua q trình lên men vi sinh và các hợp chất có nguồn gốc khác
nhau, có tác động của vi sinh vật hoặc các hợp chất sinh học đƣợc chuyển hóa
thành mùn. Tùy thuộc vào nhu cầu cảu sản xuất mà có thể cân đối phối trộn các
phân liệu sao cho cây trồng phát triển tốt nhất mà khơng phải bón bất kỳ các loại
phân nào. Phân vi sinh có thể dùng để bón lót hoặc bón thúc. Loại phân này có
hàm lƣợng dinh dƣỡng cao nên khi bón trộn đều với đất. Nếu sản xuất phù hợp
với từung loại cây trồng thì đây là loại phân hữu cơ tốt nhất.
1.3 Các yếu tố ảnh hƣởn đến quá trình làm phân Compost.

Composting đƣợc hiểu là quá trình phân hủy sinh học hiếu khí các chất thải hữu
cơ đến trạng thái ổn định dƣới sự tác động và kiểm soát của con ngƣời, sản
phẩm giống nhƣ mùn đƣợc gọi là compost. Quá trình diễn ra chủ yếu giống nhƣ
phân hủy trong tự nhiên, nhƣng đƣợc tăng cƣờng và tăng tốc bởi tối ƣu hóa các
điều kiện mơi trƣờng cho hoạt động của vi sinh vật.
Chính xác những chuyển hóa hóa sinh chuyển ra trong q trình composting vẫn
chƣa đƣợc nghiên cứu chi tiết. Các giai đoạn khác nhau trong q trình
composting có thể phân biệt theo biến thiên nhiệt độ nhƣ sau:
1. Pha thích nghi (latent phase): là giai đoạn cần thiết để vi sinh vật thích nghi
với môi trƣờng mới.

24


2. Pha tăng trƣởng (growth phase): đặc trƣng bởi sự gia tăng nhiệt độ do quá
trình phân hủy sinh học đến ngƣỡng nhiệt độ mesophilic (khu hệ vi sinh vật chịu
nhiệt).

3. Pha ƣu nhiệt (thermophilic phase): là giai đoạn nhiệt độ tăng cao nhất. Đây là
giai đoạn ổn định hóa chất thải và tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh hiệu quả nhất.
4. Pha trƣởng thành (maturation phase): là giai đoạn nhiệt độ đến mức
mesophilic và cuối cùng bằng nhiệt độ mơi trƣờng. Q trình lên men lần thứ
hai xảy ra chậm và thích hợp cho sự hình thành chất keo mùn (là q trình
chuyển hóa các phức chất hữu cơ thành mùn) và các chất khoáng (sắt, canxi,
nitơ…) và cuối cùng thành mùn.
Ngồi sự có mặt của vi sinh cần thiết, những yếu tố chính ảnh hƣởng lên q
trình sản xuất compost chia làm 3 nhóm chính: Dinh dƣỡng, môi trƣờng và vận
hành.
Bảng 1.3. Điều kiện tối ƣu cho quá trình ủ phân compost.
Khoảng hợp lý

Khoảng tố ƣu

1-8

4-5

Tỷ lệ dinh dƣỡng C/N (%)

20-40

25-30

Độ ẩm(%)

40-65

52-58

Độ pH

5,5-9

6-8

Nhiệt độ oC

40-65

50-55

>5

>5

Thơng số
Kích thƣớc vật liệu(cm)

Nồng độ oxy(%)

1.3.1 Các yếu tố dinh dưỡng.
Nguồn dinh dƣỡng nhất định trong chất thải chỉ đƣợc các vi khuẩn sử dụng nếu
có sẵn Tính “có sẵn” thể hiện dƣới 2 mặt – gọi là hoá học và vật lý. Một chất
dinh dƣỡng đƣợc gọi là “có sẵn” về mặt hóa học đối với 1 loại vi khuẩn hoặc 1
nhóm vi khuẩn nếu nó là 1 phần của phân tử cho phép dễ dàng bị 1 loại hay
nhiều loại VK tấn cơng. Thơng thƣờng sự tấn cơng, có nghĩa là sự bẻ gãy chất

25