Khoá luận tốt nghiệp: Sản xuất phân compost từ chất thải hữu cơ trong chất thải sinh hoạt

Khóa luận tốt nghiệp nghiên cứu quy trình sản xuất phân compost từ chất thải hữu cơ trong sinh hoạt, ứng dụng hiệu quả trong nông nghiệp bền vững.

• Tác giả: Nguyễn Trọng Cường
• Người hướng dẫn: ThS. Đặng Chinh Hải
• Trường học: Trường Đại học Dân lập Hải Phòng
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Môi trường
• Đề tài: Sản xuất phân compost từ chất thải hữu cơ trong chất thải sinh hoạt
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hải Phòng

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT COMPOST TỪ CHẤT THẢI RẮN HỮU CƠ
• 1.1. Tổng quan về chất thải rắn
• 1.2. Thành phần chất thải rắn
• 1.3. Tính chất chất thải rắn
• 1.3.1. Khối lượng riêng
• 1.3.2. Thành phần cháy
• 1.3.3. Thành phần hữu cơ
• 1.3.4. Thành phần vô cơ
• 1.3.5. Thành phần tái chế được
• 1.4. Phân loại chất thải rắn
• 1.5. Dự báo dân số Hải phòng đến năm 2030
• 1.6. Tổng quan về phân compost
• 1.6.1. Quá trình làm phân compost
• 1.6.2. Định nghĩa compost và các yếu tố ảnh hưởng
• 1.6.3. Chất lượng phân compost
• 2. CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT PHÂN COMPOST
• 2.1. Sản xuất phân compost từ rác thải sinh hoạt theo công nghệ Hàn Quốc của Công ty Môi trường đô thị Hải Phòng
• 2.1.1. Quy trình sơ chế
• 2.1.2. Quy trình ủ men
• 2.1.3. Quy trình ủ chín
• 2.1.4. Quy trình sàng, tinh chế, đóng bao
• 2.1.5. Kết quả kiểm định chất lượng mùn compost
• 2.2. Công nghệ sản xuất phân compost
• 2.2.1. Quy trình sản xuất phân compost
• 2.2.2. Thuyết minh các bước theo quy trình sản xuất
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• Tài liệu tham khảo

Tóm tắt

I. Tổng quan về sản xuất phân compost từ chất thải hữu cơ

Phân compost là sản phẩm được tạo ra từ quá trình phân hủy chất thải hữu cơ như rác thải sinh hoạt, phế phẩm nông nghiệp. Quá trình này không chỉ giúp xử lý chất thải hữu cơ mà còn tạo ra phân hữu cơ có giá trị dinh dưỡng cao, phục vụ cho nông nghiệp. Việc sản xuất phân bón từ chất thải hữu cơ đang được khuyến khích nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường và tận dụng nguồn tài nguyên tái chế. Kỹ thuật làm phân compost bao gồm các bước như thu gom, phân loại, ủ và tinh chế, đảm bảo chất lượng sản phẩm cuối cùng.

1.1. Lợi ích của phân compost

Phân compost mang lại nhiều lợi ích kinh tế và môi trường. Nó giúp cải thiện cấu trúc đất, tăng độ phì nhiêu và giảm sự phụ thuộc vào phân bón hóa học. Đồng thời, quá trình tái chế chất thải hữu cơ giúp giảm lượng rác thải chôn lấp, tiết kiệm diện tích đất và giảm phát thải khí nhà kính. Việc áp dụng quy trình sản xuất phân compost còn góp phần phát triển nông nghiệp bền vững, đặc biệt tại các khu vực đô thị như Hải Phòng.

1.2. Thực trạng quản lý chất thải hữu cơ

Tại Hải Phòng, chất thải hữu cơ chiếm tỷ lệ lớn trong tổng lượng rác thải sinh hoạt. Tuy nhiên, việc quản lý và xử lý chưa thực sự hiệu quả. Phần lớn chất thải được chôn lấp, gây ô nhiễm môi trường và lãng phí tài nguyên. Việc áp dụng kỹ thuật làm phân compost từ chất thải hữu cơ là giải pháp tối ưu, giúp biến rác thải thành nguồn tài nguyên có giá trị.

II. Quy trình sản xuất phân compost

Quy trình sản xuất phân compost từ chất thải hữu cơ bao gồm các bước chính: thu gom, phân loại, ủ men, ủ chín, sàng lọc và đóng gói. Quá trình này đòi hỏi sự kiểm soát chặt chẽ về nhiệt độ, độ ẩm và tỷ lệ các thành phần để đảm bảo chất lượng phân compost. Công nghệ sản xuất hiện đại, như công nghệ Hàn Quốc, đã được áp dụng tại nhà máy xử lý chất thải Tràng Cát, Hải Phòng, mang lại hiệu quả cao.

2.1. Quy trình sơ chế và ủ men

Bước đầu tiên trong quy trình sản xuất phân compost là sơ chế chất thải hữu cơ, bao gồm việc loại bỏ tạp chất và nghiền nhỏ. Sau đó, chất thải được trộn với men vi sinh và đưa vào quá trình ủ men. Giai đoạn này kích thích sự phân hủy của vi sinh vật, tạo ra nhiệt và làm giảm thể tích chất thải. Việc kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm là yếu tố quyết định đến hiệu quả của quá trình ủ.

2.2. Quy trình ủ chín và tinh chế

Sau khi ủ men, chất thải được chuyển sang giai đoạn ủ chín. Giai đoạn này kéo dài từ 4-6 tuần, giúp chất thải phân hủy hoàn toàn và trở thành phân compost. Cuối cùng, sản phẩm được sàng lọc để loại bỏ tạp chất và đóng gói. Phân compost thành phẩm đạt tiêu chuẩn chất lượng, có thể sử dụng trực tiếp trong nông nghiệp.

III. Ứng dụng và triển vọng của phân compost

Phân compost không chỉ là giải pháp hiệu quả cho việc xử lý chất thải hữu cơ mà còn mang lại lợi ích kinh tế lớn. Nó được sử dụng rộng rãi trong nông nghiệp, giúp cải tạo đất và tăng năng suất cây trồng. Tại Hải Phòng, việc sản xuất và sử dụng phân compost đang được khuyến khích nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường và phát triển nông nghiệp bền vững.

3.1. Ứng dụng trong nông nghiệp

Phân compost được sử dụng như một loại phân hữu cơ chất lượng cao, giúp cải thiện cấu trúc đất và cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng. Nó đặc biệt phù hợp với các loại cây ăn quả, rau màu và cây công nghiệp. Việc sử dụng phân compost còn giúp giảm chi phí đầu tư cho phân bón hóa học, mang lại hiệu quả kinh tế cao cho nông dân.

3.2. Triển vọng phát triển

Với sự gia tăng dân số và lượng rác thải sinh hoạt, việc mở rộng quy mô sản xuất phân compost là xu hướng tất yếu. Các công nghệ tiên tiến như ủ hiếu khí và kỵ khí đang được nghiên cứu và áp dụng, giúp nâng cao hiệu quả và chất lượng sản phẩm. Đồng thời, chính sách hỗ trợ từ chính phủ và các tổ chức môi trường sẽ thúc đẩy việc phát triển ngành công nghiệp tái chế chất thải hữu cơ.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I :TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT COMPOST TỪ CHẤT THẢI RẮN HỮU CƠ I.1 Tổng quan về chất thải rắn [1] Nguồn gốc phát sinh, thành phần và tốc độ phát sinh của chất thải rắn là cơ sở quan trọng trong thiết kế, lựa chọn công nghệ xử lý và đề xuất các chương trình quản lý chất thải rắn thích hợp • Khu dân cư • Khu thương mại • Cơ quan, công sở • Khu Xây dựng và phá hủy các công trình xây dựng • Khu công cộng • Nhà máy xử lý chất thải • Công nghiệp • Nông nghiệp • Hộ gia đình, biệt thự, chung cư. • Nhà kho, nhà hàng, chợ, khách sạn, nhà trọ, các trạm sửa chữa và dịch vụ • Trường học, bệnh viện, văn phòng, công sở nhà nước • Khu nhà xây dựng mới, sửa chữa nâng cấp mở rộng đường phố, cao ốc san nền xây dựng • Đường phố, công viên, khu vui chơi giải trí, bãi tắm. • Nhà máy xử lý nước cấp, nước thải và quá trình xử lý chất thải công nghiệp khác. • Công nghiệp xây dựng, chế tạo, công nghiệp nặng, nhẹ, lọc dầu, hóa chất, nhiệt điện.

• Đồng cỏ, đồng ruộng, vườn cây ăn quả, nông trại. • Thực phẩm dư thừa, giấy, can nhựa, thủy tinh, can thiếc, nhôm. • Giấy, nhựa, thực phẩm thừa, thủy tinh, kim loại, chất thải nguy hại. Rác vườn, cành cây cắt tỉa, chất thải chung tại các khu vui chơi, giải trí.

Bùn, tro, chất do quá trình chế biến công nghiệp, phế liệu, và các rác thải sinh hoạt. SV: Nguyễn Trọng Cường – MT1801 2 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐẠI HỌC DL HẢI PHÒNG Bảng 1: Nguồn gốc phát sinh chất thải rắn Nguồn phát sinh Nơi phát sinh Các dạng chất thải rắn Hộ gia đình, biệt thự, Thực phẩm dư thừa, giấy, Khu dân cư chung cư can nhựa, thủy tinh, nhôm. Nhà kho, nhà hàng, chợ, Giấy, nhựa, thực phẩm Khu thương mại khách sạn, nhà trọ, các thừa, thủy tinh, kim loại, trạm sửa chữa và dịch vụ chất thải nguy hại Trường học, bệnh viện, Giấy, nhựa, thực phẩm dư Cơ quan, công sở văn phòng cơ quan chính thừa, thủy tinh, kim loại, phủ chất thải nguy hại Khu nhà xây dựng mới, sửa chữa nâng cấp mở Gỗ, bê tông, thép, gạch, Công trình xây dựng rộng đường phố, công thạch cao, bụi viên,khu vui chơi giari trí, bãi tắm Hoạt động dọn rác vệ sinh Rác cành cây cắt tỉa, chất Dịch vụ công cộng đô thị đường phố, công viên, khu thải chung tại khu vui chơi vui chơi giải trí , bãi tắm giải trí. Công nghiệp xây dựng, chế Chất thải do quá trình chế tạo, công nghiệp nặng- nhẹ Các khu công nghiệp biến công nghiệp, phế liệu, lọc dầu, hóa chất, nhiệt và các rác thải sinh hoạt điện Thực phẩm bị thối rữa sản Đồng cỏ, đồng ruộng, Nông nghiệp phẩm nông nghiệp thừa, vườn cây ăn trái, nông trại chất độc hại ( Nguồn: Nguyễn Văn Phước – Giáo trình quản lý chất thải rắn) SV: Nguyễn Trọng Cường – MT1801 3 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐẠI HỌC DL HẢI PHÒNG I.

Thành phần chất thải rắn [4] Thành phần của chất thải rắn biểu hiện sự đóng góp và phân phối của các phần riêng biệt mà từ đó tạo nên dòng chất thải, thông thường được tính bằng phần trăm khối lượng. Thông tin về thành phần chất thải rắn đóng vai trò rất quan trọng trong việc đánh giá và lựa chọn những thiết bị thích hợp để xử lý, các quá trình xử lý cũng như việc hoạch định các hệ thống, chương trình và kế hoạch quản lý chất thải rắn. Thông thường trong rác thải đô thị, rác thải từ các khu dân cư và thương mại chiếm tỉ lệ cao nhất từ 50¸75%. Thành phần rác thải sẽ thay đổi tuỳ thuộc vào các hoạt động của cuộc sống, như: xây dựng, sửa chữa, sự mở rộng của các dịch vụ đô thị… Thành phần chất thải rắn luôn thay đổi theo vị trí địa lý, thời gian, mùa trong năm, điều kiện kinh tế và tùy thuộc vào thu nhập của từng địa phương… Bảng 2.

Thành phần chất thải rắn sinh hoạt tại bãi chôn lấp của một số địa phương năm 2009 – 2010 Hà Hà Hải Hải Huế Đà HCM HCM Bắc Loại Nội Nội Phòng Phòng Nẵng Ninh TT chất (Na (Thủy (Đa (Phước (Xuân (Tràng (Đình (Khánh (TT thải m Sơn) Cát) Vũ) Phương) Hòa) Phước) Hiệp) Hồ) Sơn) Rác 53,8 1 hữu 60,79 55,18 57,56 77,1 68,47 64,50 62,83 56,90 1 cơ 2 Giấy 6,53 5,38 4,54 5,42 1,92 5,07 8,17 6,05 3,73 3 Vải 5,82 1,76 4,57 5,12 2,89 1,55 3,88 2,09 1,07 4 Gỗ 2,51 6,63 4,93 3,70 0,59 2,79 4,59 4,18 – 13,5 5 Nhựa 8,35 14,34 11,28 12,47 11,36 12,42 15,96 9,65 7 Da và 6 cao 0,15 0,22 1,05 1,90 0,28 0,23 0,44 0,93 0,20 su Kim 7 0,87 0,25 0,47 0,25 0,40 1,45 0,36 0,59 – loại Thủy 8 1,87 5,07 1,69 1,35 0,39 0,14 0,40 0,86 0,58 tinh Sành 9 0,39 1,26 1,27 0,44 0,79 0,79 0,24 1,27 – sứ Đất 10 6,29 5,44 3,08 2,96 1,70 6,75 1,39 2,28 27,85 và cát SV: Nguyễn Trọng Cường – MT1801 4 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐẠI HỌC DL HẢI PHÒNG Hà Hà Hải Hải Huế Đà HCM HCM Bắc Loại Nội Nội Phòng Phòng Nẵng Ninh TT chất (Na (Thủy (Đa (Phước (Xuân (Tràng (Đình (Khánh (TT thải m Sơn) Cát) Vũ) Phương) Hòa) Phước) Hiệp) Hồ) Sơn) Xỉ 11 3,10 2,34 5,70 6,06 – 0,00 0,44 0,39 – than Nguy 12 0,17 0,82 0,05 0,05 – 0,02 0,12 0,05 0,07 hại 13 Bùn 4,34 1,63 2,29 2,75 1,46 1,35 2,92 1,89 – Các 14 loại 0,58 0,05 1,14 1,14 – 0,03 0,14 0,04 – khác 15 Tổng 100 100 100 100 100 100 100 100 Nguồn: Báo cáo Nghiên cứu quản lý chất thải rắn tại Việt Nam, JICA, 3/2011 vàBáo cáo Dự án Tổng hợp, xây dựng các mô hình thu gom, xử lý rác thải cho các thị trấn, thị tứ, cấp huyện, cấp xã, 2006-2008.3 Tính chất chất thải rắn [2] - Khi tính toán các yếu tố công nghệ cho quá trình xử lý chất thải rắn người ta thường nói đến một số tính chất của nó như tỷ trọng,độ ẩm, độ xốp, kích thước trung bình… Trong trường hợp công nghệ nhiệt phân được lựa chọn người ta còn quan tâm đến các tính chất khác của chất thải như nhiệt trị, nhiệt dung riêng, độ cháy, độ tro v.1 Khối lượng riêng - Khối lượng riêng của chất thải rắn được định nghĩa là khối lượng của vật chất tính trên một đơn vị thể tích chất thải (kg/m 3). Khối lượng riêng của chất thải rắn có thể thay đổi tuỳ thuộc vào những trạng thái của chúng như chất thải đổ đống có nén hoặc không nén. - Độ ẩm - Độ ẩm của chất thải rắn được biểu diễn bằng tỷ lệ lượng hơi nước (%) có chứa trong một đơn vị khối lượng chất thải. Người ta thường tính toán độ ẩm theo công thức sau đây: - SV: Nguyễn Trọng Cường – MT1801 5 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐẠI HỌC DL HẢI PHÒNG - Trong đó: xw – độ ẩm, %; - mr – khối lượng chất thải rắn trước khi sấy, kg; - ms – khối lượng chất thải rắn sau khi sấy, kg.

Nhiệt trị - Nhiệt trị của chất thải là lượng nhiệt sinh ra khi đốt cháy một đơn vị khối lượng chất thải. Đơn vị tính là kJ/kg hoặc kCal/kg. Giá trị này càng lớn thì phương pháp nhiệt phân chất thải càng có hiệu quả. Nhiệt trị của chất thải được tính theo công thức Meldeleev như sau: - - Trong đó: C– thành phần nguyên tố cacbon, %; - H – thành phần nguyên tố hydro, %; - O – thành phần nguyên tố ôxy, %; - S – thành phần lưu huỳnh, %; - W – độ ẩm của chất thải, %.

- Nhiệt trị của chất thải phụ thuộc vào thành phần của chất thải và rất phụ thuộc vào độ ẩm của chất thải. Độ ẩm càng lớn thì khả năng cháy càng thấp, nhiệt trị càng thấp.Độ tro (chất trơ) - Độ tro là tỷ lệ (%) lượng vật chất còn lại sau quá trình thiêu đốt chất thải. Độ tro càng nhỏ thì quá trình cháy chất thải càng tốt. Khi áp dụng phương pháp nhiệt phân người ta thường lựa chọn loại chất thải có độ ẩm và độ tro thấp.

Tro, xỉ của quá trình thiêu đốt không độc hại thường được sử dụng làm vật liệu xây dựng hoặc san lấp mặt đường, nếu như khối lượng đủ lớn. Trong trường hợp khối lượng nhỏ, hoặc thành phần và kích thước không phù hợp để làm vật liệu xây dựng người ta đem chôn lấp. Độ tro có thể tính theo công thức sau: - - Trong đó: xA – độ tro, %; - – khối lượng xỉ tro sau khi đốt, kg; - – khối lượng chất thải ban đầu, kg. SV: Nguyễn Trọng Cường – MT1801 6 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐẠI HỌC DL HẢI PHÒNG I.Thành phần cháy - Thành phần cháy của chất thải rắn là chất có khả năng bốc cháy, có khả năng phân hủy bởi nhiệt độ trong điều kiện có ôxy.

- Khi tiếp cận phương pháp thiêu đốt thì chất thải có thể được tính như có 3 phần: độ ẩm, thành phần cháy và độ tro. Khi quá trình thiêu đốt xảy ra, quá trình sấy, thoát ẩm sẽ xảy ra trước tiên, sau đó sẽ xảy ra hiện tượng cháy và hình thành tro, xỉ. Có thể viết phương trình liên quan đến các thành phần trên như sau: xw + xc + xA = 100% - Trong đó: xc – thành phần cháy của chất thải, được xác định theo công thức sau: xc= 100- xA – xW = .100% - Khi áp dụng công nghệ thiêu đốt chất thải, người ta thường phải lựa chọn chất thải có khả năng cháy tốt nhất. Thành phần cháy của chất thải sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý.

Thành phần cháy của chất thải càng cao thì hiệu quả xử lý càng cao, chi phí nhiên liệu để đốt bổ sung càng nhỏ.Thành phần hữu cơ - Thành phần chất thải rắn hữu cơ thường có nguồn gốc từ động vật và thực vật. Chất thải hữu cơ thường là chất thải từ các công đoạn chế biến thực phẩm như tôm, cua, cá… từ các phế phẩm nông lâm nghiệp, chăn nuôi như rau, củ, quả, phân lợn, gà… Các chất thải hữu cơ thường được tái chế thành phân vi sinh hoặc có thể ủ sinh học để sinh ra khí metan dùng cho việc cung cấp năng lượng nhiệt.Thành phần vô cơ - Thành phần rác thải vô cơ như đất, cát, đá sỏi, sành sứ, thủy tinh. Các loại hình chất thải này thường có nguồn gốc từ hoạt động xây dựng, sản xuất xi măng, khai thác khoáng sản, tro xỉ của các lò đốt chất thải, lò luyện kim… - Chất thải dễ phân hủy sinh học - Chất thải rắn có thành phần dễ phân hủy sinh học thường là chất thải thực phẩm, chất thải nông nghiệp như rau, thịt, phân gia súc, gia cầm.