Đồ án: Thiết kế, lắp đặt hệ thống ủ rác thải hữu cơ trống quay 10kg/ngày

Thiết kế hệ thống ủ rác hữu cơ trống quay 10kg/ngày đơn giản, hiệu quả. Tự ủ rác tại nhà, bảo vệ môi trường, tạo phân bón hữu cơ dễ dàng. Tìm hiểu ngay!

• Tác giả: Trần Trương Hoàng Vy
• Người hướng dẫn: TS. Phạm Phú Song Toàn
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật
• Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Môi trường
• Đề tài: Thiết kế, lắp đặt và vận hành hệ thống ủ rác thải sinh hoạt hữu cơ kiểu trống quay, công suất 10 kg/ngày
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Đà Nẵng

Mục lục chi tiết

• Nhận xét của người hướng dẫn
• Nhận xét của người phản biện
• Tóm tắt
• Nhiệm vụ đồ án
• Lời nói đầu
• Lời cam đoan
• Danh sách các bảng, hình vẽ
• Danh sách các ký hiệu, chữ viết tắt
• MỞ ĐẦU
• 1. Chương 1: TỔNG QUAN VỀ RÁC THẢI ĐÔ THỊ VÀ RÁC THẢI HỮU CƠ
• 1.1. Tổng quan về chất thải rắn đô thị và hiện trạng chất thải rắn đô thị Việt Nam
• 1.1.1. Tổng quan về chất thải rắn đô thị
• 1.1.2. Hiện trạng rác thải đô thị, bài toán cấp thiết ở Việt Nam
• 1.2. Tổng quan về chất thải hữu cơ
• 1.2.1. Đặc trưng của chất thải hữu cơ và hiện trạng chất thải hữu cơ tại TP Đà Nẵng
• 1.3. Các phương pháp xử lý rác thải hữu cơ và công nghệ ủ hiện nay
• 2. Chương 2: MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ TRIỂN KHAI THỰC NGHIỆM
• 2.1. Mục tiêu, đối tượng nghiên cứu, địa điểm áp dụng
• 2.1.1. Mục tiêu nghiên cứu
• 2.1.2. Đối tượng nghiên cứu, địa điểm áp dụng
• 2.2. Phương pháp tính toán, thiết kế hệ thống ủ rác sinh hoạt hữu cơ kiểu trống quay, công suất 10 kg/ngày
• 2.2.1. Phương pháp tính toán hệ thống ủ rác sinh hoạt hữu cơ kiểu trống quay, công suất 10 kg/ngày
• 2.2.2. Phương pháp thiết kế hệ thống ủ rác sinh hoạt hữu cơ kiểu trống quay, công suất 10 kg/ngày
• 2.3. Thi công và lắp đặt hệ thống
• 2.4. Vận hành hệ thống và đo đạc hệ thống
• 2.4.1. Phương pháp vận hành hệ thống
• 2.4.2. Phương pháp đo đạc
• 3. Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ TRIỂN KHAI THỰC NGHIỆM
• 3.1. Kết quả nghiên cứu
• 3.2. Kết quả triển khai thực nghiệm
• 3.2.1. Đánh giá sơ bộ hiệu quả của hệ thống trong vận hành thực nghiệm
• 3.2.2. Đánh giá sơ bộ chất lượng sản phẩm
• 4. Chương 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Giới thiệu hệ thống ủ rác hữu cơ trống quay 10kg ngày

Trong bối cảnh đô thị hóa nhanh chóng, việc quản lý chất thải rắn sinh hoạt, đặc biệt là rác hữu cơ, đã trở thành một thách thức lớn. Tại các thành phố lớn như Đà Nẵng, lượng rác hữu cơ chiếm hơn 60% tổng lượng rác thải, gây áp lực nặng nề lên các bãi chôn lấp như Khánh Sơn. Để giải quyết vấn đề này, giải pháp xử lý rác thải hữu cơ tại nguồn đang được ưu tiên hàng đầu. Một trong những công nghệ tiên tiến và hiệu quả nhất hiện nay là hệ thống ủ rác hữu cơ trống quay. Mô hình này, đặc biệt là với công suất 10kg/ngày, được thiết kế để đáp ứng nhu cầu của các hộ gia đình lớn, trường học, nhà hàng nhỏ. Hệ thống sử dụng phương pháp ủ hiếu khí trong một thùng kín quay tròn, giúp tối ưu hóa quá trình phân hủy sinh học. Bằng cách kiểm soát các yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm và sục khí, công nghệ này rút ngắn đáng kể thời gian ủ so với phương pháp truyền thống, đồng thời giải quyết triệt để các vấn đề về mùi hôi và nước rỉ rác. Sản phẩm cuối cùng là phân hữu cơ compost chất lượng cao, có thể sử dụng để cải tạo đất và bón cho cây trồng, tạo ra một chu trình kinh tế tuần hoàn ngay tại nơi phát sinh chất thải.

1.1. Tầm quan trọng của việc xử lý rác thải tại nguồn

Xử lý rác thải tại nguồn là phương pháp tiếp cận bền vững nhằm giảm thiểu lượng rác thải cần thu gom và vận chuyển đến các khu xử lý tập trung. Khi rác thải sinh hoạt hữu cơ được xử lý ngay tại nơi phát sinh, gánh nặng cho hệ thống quản lý chất thải rắn đô thị được giảm đi đáng kể. Điều này không chỉ giúp tiết kiệm chi phí vận hành mà còn giảm thiểu phát thải khí nhà kính từ quá trình vận chuyển và phân hủy kỵ khí tại các bãi chôn lấp. Nghiên cứu tại Đà Nẵng cho thấy, với khoảng 1.100 tấn rác thải mỗi ngày, việc áp dụng các mô hình xử lý tại nguồn có thể thu hồi một lượng lớn tài nguyên hữu cơ, biến chúng thành sản phẩm có giá trị thay vì trở thành gánh nặng môi trường. Hơn nữa, việc này còn nâng cao nhận thức cộng đồng về phân loại rác và trách nhiệm bảo vệ môi trường.

1.2. Lợi ích vượt trội của công nghệ ủ compost trống quay

So với các phương pháp ủ truyền thống như ủ luống (Windrow Composting), công nghệ ủ compost trống quay, hay còn gọi là In-Vessel Composting, mang lại nhiều ưu điểm vượt trội. Thứ nhất, hệ thống hoàn toàn khép kín, giúp kiểm soát mùi hôi và ngăn chặn sự phát triển của ruồi, nhặng và các sinh vật gây bệnh. Thứ hai, quá trình đảo trộn được cơ giới hóa thông qua cơ cấu quay, đảm bảo vật liệu được thông khí đồng đều, thúc đẩy hoạt động của vi sinh vật hiếu khí và rút ngắn thời gian ủ xuống chỉ còn khoảng 30 ngày. Thứ ba, hệ thống nhỏ gọn, không chiếm nhiều diện tích, phù hợp để lắp đặt tại các không gian hạn chế của đô thị. Cuối cùng, sản phẩm phân hữu cơ compost có chất lượng đồng đều và ổn định hơn, ít bị ảnh hưởng bởi các yếu tố thời tiết bên ngoài.

II. Thách thức trong quản lý rác hữu cơ tại các đô thị lớn

Các đô thị lớn tại Việt Nam đang đối mặt với bài toán nan giải về quản lý chất thải rắn. Lượng rác hữu cơ, chiếm từ 50-70% tổng lượng rác, là nguyên nhân chính gây ra các vấn đề môi trường nghiêm trọng. Đặc tính của loại rác này là độ ẩm cao (70-85%) và dễ phân hủy, nếu không được xử lý kịp thời sẽ nhanh chóng gây ra mùi hôi thối nồng nặc. Các phương pháp xử lý phổ biến hiện nay như chôn lấp đang dần trở nên quá tải và thiếu bền vững. Bãi chôn lấp không chỉ chiếm dụng quỹ đất lớn mà còn là nguồn phát sinh nước rỉ rác có nồng độ ô nhiễm cao, thẩm thấu vào đất và nguồn nước ngầm. Thêm vào đó, quá trình phân hủy kỵ khí trong bãi chôn lấp tạo ra khí metan (CH4), một loại khí nhà kính có khả năng gây hiệu ứng nhà kính cao gấp 21 lần so với CO2. Các phương pháp ủ truyền thống tuy thân thiện hơn nhưng lại đòi hỏi diện tích lớn, thời gian xử lý kéo dài và khó kiểm soát mùi, không phù hợp với không gian đô thị chật hẹp. Đây chính là những thách thức cấp bách đòi hỏi một giải pháp công nghệ hiện đại và phù hợp như hệ thống ủ rác hữu cơ trống quay.

2.1. Hạn chế của phương pháp chôn lấp và ủ truyền thống

Phương pháp chôn lấp, dù phổ biến, lại tiềm ẩn nhiều rủi ro. Hầu hết các bãi chôn lấp ở Việt Nam chưa đạt tiêu chuẩn hợp vệ sinh, dẫn đến ô nhiễm môi trường đất, nước và không khí. Theo báo cáo, chỉ có khoảng 20% là bãi chôn lấp hợp vệ sinh. Trong khi đó, các phương pháp ủ hở truyền thống (ủ luống) thường xuyên đối mặt với các vấn đề như phát sinh mùi hôi khó chịu, thu hút côn trùng, và quá trình phân hủy không đồng đều do khó khăn trong việc đảo trộn và kiểm soát nhiệt độ. Thời gian ủ có thể kéo dài từ 3 đến 6 tháng, và chất lượng phân hữu cơ cuối cùng phụ thuộc nhiều vào điều kiện thời tiết, gây khó khăn cho việc áp dụng trên quy mô lớn tại các khu vực đô thị.

2.2. Vấn đề ô nhiễm từ nước rỉ rác và mùi hôi phát sinh

Nước rỉ rác là một trong những sản phẩm phụ nguy hại nhất từ quá trình phân hủy rác. Nó chứa hàm lượng cao các chất hữu cơ khó phân hủy (COD, BOD), kim loại nặng và amoni, có khả năng gây ô nhiễm nghiêm trọng cho nguồn nước mặt và nước ngầm. Chi phí để xử lý nước rỉ rác đạt tiêu chuẩn là rất lớn. Song song đó, mùi hôi phát sinh từ các hợp chất như H2S, NH3 và các axit béo bay hơi không chỉ gây khó chịu mà còn ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe của cộng đồng dân cư sống xung quanh khu vực xử lý. Các mô hình xử lý rác thải hữu cơ truyền thống thường thất bại trong việc kiểm soát hai yếu tố này, làm giảm tính khả thi khi triển khai tại các khu vực đông dân cư.

III. Nguyên lý thiết kế hệ thống ủ rác hữu cơ trống quay

Việc thiết kế hệ thống ủ rác hữu cơ trống quay công suất 10kg/ngày dựa trên các nguyên tắc cơ bản của quá trình composting hiếu khí. Mục tiêu là tạo ra một môi trường tối ưu cho sự phát triển của các chủng vi sinh vật hiếu khí, giúp chúng phân hủy chất hữu cơ một cách nhanh chóng và hiệu quả. Các yếu tố cốt lõi được xem xét trong thiết kế bao gồm: kích thước và vật liệu thùng chứa, cơ cấu đảo trộn, hệ thống thông khí, và khả năng kiểm soát các thông số vận hành. Dựa trên nghiên cứu thực nghiệm tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Đà Nẵng, hệ thống được cấu thành từ 4 modun độc lập, mỗi modun sử dụng một thùng phuy sắt 220L. Thiết kế này cho phép nạp rác luân phiên hàng tuần, đảm bảo quá trình ủ diễn ra liên tục. Các yếu tố hóa sinh như tỷ lệ C/N, độ ẩm, và pH được điều chỉnh ngay từ khâu phối trộn nguyên liệu đầu vào để đảm bảo hiệu suất phân hủy cao nhất. Việc duy trì tỷ lệ C/N tối ưu (khoảng 25:1 đến 30:1) là cực kỳ quan trọng, được thực hiện bằng cách bổ sung các vật liệu giàu carbon như mùn cưa theo tỷ lệ 1:1 với rác bếp.

3.1. Các yếu tố vật lý và hóa sinh ảnh hưởng đến quá trình ủ

Thành công của quá trình ủ phụ thuộc vào việc kiểm soát chặt chẽ các yếu tố. Về vật lý, nhiệt độ là chỉ số quan trọng nhất. Quá trình ủ phải trải qua pha ưa nhiệt (thermophilic) với nhiệt độ duy trì ở 55-65°C để tiêu diệt mầm bệnh. Độ ẩm tối ưu cần được giữ trong khoảng 50-60%. Nếu quá khô, hoạt động của vi sinh vật sẽ chậm lại; nếu quá ẩm, các lỗ rỗng sẽ bị bịt kín, gây ra tình trạng yếm khí. Về hóa sinh, tỷ lệ C/N là yếu tố quyết định. Carbon cung cấp năng lượng, trong khi Nitơ cần thiết cho việc xây dựng tế bào vi sinh vật. Oxy phải được cung cấp đầy đủ thông qua các lỗ thông khí và quá trình đảo trộn để duy trì môi trường hiếu khí. Giá trị pH cũng cần được duy trì trong khoảng trung tính (5.5 – 8.5) để vi sinh vật hoạt động hiệu quả.

3.2. Tính toán và lựa chọn vật liệu cho mô hình 10kg ngày

Với công suất thiết kế 10kg rác hữu cơ mỗi ngày, thể tích nguyên liệu đầu vào (bao gồm rác và mùn cưa) là khoảng 30 lít. Do hệ thống chỉ nhận rác 5 ngày/tuần tại địa điểm thí điểm, tổng thể tích nạp mỗi tuần là 150 lít. Để đảm bảo đủ không gian cho quá trình phân hủy và thông khí, thể tích của mỗi modun được chọn là 220 lít, lớn hơn khoảng 30% so với thể tích chứa. Thùng phuy sắt được lựa chọn vì độ bền cao, chi phí hợp lý và dễ gia công. Khung đỡ được làm từ thép hộp chắc chắn. Hệ thống trục quay và tay quay được thiết kế đơn giản để có thể vận hành thủ công, giảm thiểu chi phí đầu tư và bảo trì, phù hợp với điều kiện ứng dụng tại các đơn vị quy mô nhỏ.

IV. Hướng dẫn lắp đặt và vận hành mô hình ủ rác trống quay

Quá trình lắp đặt và vận hành hệ thống ủ rác hữu cơ trống quay được thiết kế để đơn giản và dễ thực hiện. Việc lắp đặt bắt đầu bằng việc gia công khung đỡ bằng thép hộp theo bản vẽ thiết kế, đảm bảo sự chắc chắn và cân bằng. Thùng phuy sắt 220L được xử lý bề mặt, sau đó đục các lỗ thông khí ở hai mặt bên với đường kính 1cm, khoảng cách 5cm và bố trí so le để tối ưu hóa luồng không khí tự nhiên. Trục quay được gắn xuyên qua tâm thùng, kết nối với hệ thống cánh khuấy bên trong và tay quay bên ngoài. Cửa nạp nguyên liệu và lấy thành phẩm được thiết kế ở giữa thân thùng để thuận tiện cho thao tác. Quá trình vận hành đòi hỏi sự tuân thủ nghiêm ngặt các bước để đảm bảo hiệu quả. Rác hữu cơ đầu vào cần được cắt nhỏ (kích thước 3-5cm) để tăng diện tích tiếp xúc cho vi sinh vật. Sau đó, rác được phối trộn đều với vật liệu độn (mùn cưa) và chế phẩm vi sinh EM thứ cấp trước khi nạp vào thùng. Việc vận hành đúng cách sẽ tạo ra môi trường lý tưởng cho composting, giúp quá trình diễn ra nhanh chóng và tạo ra phân hữu cơ đạt chất lượng.

4.1. Quy trình thi công và lắp đặt hệ thống 4 modun

Hệ thống hoàn chỉnh bao gồm 4 modun, được thi công tuần tự. Mỗi modun gồm một thùng phuy 220L đặt trên khung sắt chữ V ngược. Quá trình thi công bắt đầu bằng việc cắt, hàn khung thép theo kích thước D × R × C = 1095 × 870 × 810 mm. Thùng phuy được cố định trên trục quay, có gắn bạc đạn để giảm ma sát khi quay. Các cánh khuấy bên trong được hàn vào trục để đảm bảo vật liệu được đảo đều. Cuối cùng, hệ thống được sơn chống gỉ để tăng độ bền khi hoạt động ngoài trời. Việc thiết kế thành 4 modun riêng biệt giúp việc vận hành trở nên linh hoạt, mỗi modun tương ứng với một tuần nạp liệu, cho phép hệ thống xử lý rác liên tục mà không làm gián đoạn quá trình ủ của các mẻ trước đó.

4.2. Các bước vận hành và kiểm soát thông số hằng ngày

Vận hành hệ thống bắt đầu bằng việc chuẩn bị nguyên liệu: rác bếp được cắt nhỏ, trộn đều với mùn cưa theo tỷ lệ 1:1 về thể tích và phun chế phẩm EM. Hỗn hợp sau đó được nạp vào modun của tuần hiện tại. Hằng ngày, người vận hành cần thực hiện quay thùng 3-5 vòng để đảo trộn và cung cấp oxy. Việc kiểm tra độ ẩm là rất quan trọng; nếu hỗn hợp quá khô, có thể phun thêm nước, nếu quá ẩm, cần bổ sung thêm mùn cưa. Nhiệt độ của khối ủ cũng cần được theo dõi. Sau khi nạp đủ 1 tuần, modun đó sẽ được đóng lại và chuyển sang nạp cho modun tiếp theo. Quá trình ủ sẽ hoàn tất sau khoảng 30 ngày, sản phẩm thu được là phân hữu cơ compost tơi xốp, có màu nâu sẫm và không còn mùi hôi.

V. Ứng dụng thực tiễn và kết quả từ mô hình ủ rác 10kg

Mô hình hệ thống ủ rác hữu cơ trống quay công suất 10kg/ngày đã được triển khai và vận hành thí điểm thành công tại Trường Tiểu học Trần Đại Nghĩa, quận Cẩm Lệ, TP. Đà Nẵng. Đây là nơi phát sinh một lượng rác thực phẩm ổn định hằng ngày từ bếp ăn bán trú. Việc ứng dụng thực tiễn đã chứng minh tính khả thi và hiệu quả của giải pháp. Hệ thống không chỉ xử lý triệt để lượng rác hữu cơ phát sinh mà còn biến nó thành một nguồn tài nguyên có ích. Sản phẩm phân hữu cơ compost thu được sau 30 ngày ủ có chất lượng tốt, đáp ứng các chỉ tiêu cơ bản theo TCVN 7185:2002. Cụ thể, phân có độ ẩm phù hợp, tơi xốp, màu nâu đen và không có mùi hôi, rất thích hợp để bón cho vườn rau trong khuôn viên nhà trường. Mô hình này đã giải quyết được các nhược điểm cố hữu của phương pháp ủ truyền thống như mùi hôi, nước rỉ rác và côn trùng, chứng tỏ khả năng ứng dụng cao trong không gian đô thị. Sự thành công của dự án không chỉ mang lại lợi ích về môi trường mà còn có giá trị giáo dục, nâng cao ý thức phân loại và tái chế rác cho học sinh.

5.1. Đánh giá hiệu quả xử lý rác hữu cơ tại trường học

Kết quả triển khai thực nghiệm cho thấy hệ thống vận hành ổn định và xử lý hiệu quả 10kg rác bếp mỗi ngày. Toàn bộ lượng rác hữu cơ từ quá trình sơ chế thực phẩm của nhà trường đã được đưa vào xử lý, giúp giảm thiểu đáng kể lượng rác thải phải đưa đi chôn lấp. Hệ thống khép kín đã kiểm soát hoàn toàn mùi hôi, không gây ảnh hưởng đến môi trường học đường. Quá trình vận hành đơn giản, không đòi hỏi kỹ thuật cao, có thể được thực hiện bởi nhân viên của trường sau khi được hướng dẫn. Hiệu quả của hệ thống chứng tỏ công nghệ In-Vessel Composting quy mô nhỏ là một giải pháp xử lý rác thải hữu cơ tối ưu cho các nguồn thải tập trung như trường học, nhà hàng, và các cơ quan, công sở.

5.2. Phân tích chất lượng sản phẩm phân hữu cơ compost

Chất lượng sản phẩm đầu ra là thước đo quan trọng nhất cho sự thành công của một hệ thống composting. Mẫu phân hữu cơ thu được từ hệ thống đã được đánh giá sơ bộ và cho kết quả rất tích cực. Sản phẩm có dạng mùn, màu nâu sẫm, độ tơi xốp cao và không chứa các tạp chất lạ như nhựa hay thủy tinh. So sánh với tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7185:2002 về chất lượng phân hữu cơ, sản phẩm từ mô hình trống quay đáp ứng tốt các chỉ tiêu về độ ẩm, hàm lượng chất hữu cơ và không có mầm bệnh. Việc sử dụng nguồn rác hữu cơ đã được phân loại tại nguồn là yếu tố then chốt giúp tạo ra sản phẩm compost "sạch" và chất lượng cao, có thể ứng dụng an toàn trong nông nghiệp đô thị.

VI. Đánh giá và tiềm năng của hệ thống ủ rác hữu cơ compost

Tổng kết lại, hệ thống ủ rác hữu cơ trống quay công suất 10kg/ngày là một giải pháp công nghệ có tính ứng dụng cao, giải quyết hiệu quả bài toán rác thải sinh hoạt hữu cơ tại nguồn. Nghiên cứu và triển khai thực tế đã chứng minh mô hình này khắc phục được các nhược điểm của phương pháp truyền thống, mang lại lợi ích kép về kinh tế và môi trường. Về mặt khoa học, đây là một ứng dụng thành công của công nghệ In-Vessel Composting vào điều kiện Việt Nam với quy mô nhỏ, linh hoạt. Về mặt thực tiễn, hệ thống có thể được nhân rộng tại nhiều địa điểm khác nhau như trường học, nhà hàng, chợ, khu dân cư để thúc đẩy kinh tế tuần hoàn. Tiềm năng phát triển của mô hình này là rất lớn. Trong tương lai, hệ thống có thể được cải tiến thêm bằng việc tích hợp các cảm biến theo dõi nhiệt độ, độ ẩm tự động, hoặc cơ giới hóa hoàn toàn quá trình quay để tối ưu hóa vận hành. Hơn nữa, việc nghiên cứu các công thức phối trộn nguyên liệu khác nhau có thể giúp nâng cao hơn nữa chất lượng phân hữu cơ compost, tạo ra các sản phẩm chuyên biệt cho từng loại cây trồng.

6.1. Khả năng nhân rộng mô hình trong các đô thị Việt Nam

Với thiết kế nhỏ gọn, chi phí đầu tư hợp lý và vận hành đơn giản, mô hình ủ rác trống quay có khả năng nhân rộng rất cao. Nó có thể được điều chỉnh công suất để phù hợp với các nguồn thải khác nhau, từ quy mô hộ gia đình đến các cơ sở dịch vụ lớn hơn. Việc triển khai các mô hình này trên diện rộng sẽ góp phần quan trọng vào việc thực hiện mục tiêu phân loại rác tại nguồn, giảm tải cho các bãi chôn lấp và xây dựng các thành phố xanh, bền vững. Các chính sách khuyến khích từ chính quyền địa phương sẽ là đòn bẩy quan trọng để thúc đẩy việc ứng dụng công nghệ này trong cộng đồng.

6.2. Hướng cải tiến và phát triển công nghệ trong tương lai

Để nâng cao hiệu quả và tính tiện dụng, công nghệ ủ rác hữu cơ trống quay có thể được phát triển theo nhiều hướng. Thứ nhất, tự động hóa quá trình vận hành bằng cách lắp đặt động cơ giảm tốc và bộ hẹn giờ để hệ thống tự động đảo trộn, giảm công sức lao động. Thứ hai, tích hợp các hệ thống cảm biến để theo dõi và kiểm soát nhiệt độ, độ ẩm, pH theo thời gian thực, giúp tối ưu hóa quá trình phân hủy. Thứ ba, nghiên cứu và phát triển các chủng vi sinh vật chuyên biệt có khả năng phân hủy mạnh mẽ hơn để rút ngắn hơn nữa thời gian ủ. Những cải tiến này sẽ giúp đưa hệ thống ủ rác hữu cơ compost trở thành một giải pháp công nghệ thông minh và hiệu quả hơn trong tương lai.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ RÁC THẢI ĐÔ THỊ VÀ RÁC THẢI HỮU CƠ 1. Tổng quan về chất thải rắn đô thị và hiện trạng chất thải rắn đô thị Việt Nam 1. Tổng quan về chất thải rắn đô thị 1. Khái niệm chất thải rắn Chất thải rắn bao gồm tất cả các chất thải ở dạng rắn, phát sinh do các hoạt động của con người và sinh vật, được thải bỏ khi chúng không còn hữu ích hay khi con người không muốn sử dụng nữa.

[9] CTR đô thị là tất cả CTR phát sinh từ đô thị (hộ gia đình, công sở và khu thương mại,…) và không bao gồm chất thải phát sinh từ quá trình công nghiệp, xây dựng, nông nghiệp. Chất thải rắn đô thị Đà Nẵng.2 Nguồn gốc và phân loại chất thải rắn a) Nguồn gốc chất thải rắn Các nguồn phát sinh CTR bao gồm: [9] (1) Khu dân cư; (2) Khu thương mại (nhà hàng, khách sạn, siêu thị, chợ,…); (3) Cơ quan, công sở (trường học, trung tâm, viện nghiên cứu, bệnh viện,…); (4) Khu xây dựng và phá hủy các công trình xây dựng; (5) Khu công cộng (nhà ga, bến tàu, sân bay, công viên, khu vui chơi, đường phố,…); (6) Nhà máy xử lý chất thải; (7) Công nghiệp; (8) Nông nghiệp. Sinh viên thực hiện: Trần Trương Hoàng Vy Người hướng dẫn: TS. Phạm Phú Song Toàn 2 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Thiết kế, lắp đặt và vận hành hệ thống ủ rác thải sinh hoạt hữu cơ kiểu trống quay, công suất 10 kg/ngày (Nguồn: Báo tin tức Thông (Nguồn: Báo Sài Gòn tấn Xã Việt Nam) Giải phòng Online) Hình 1.

Chất thải rắn sinh hoạt đô thị. Chất thải rắn thương mại. (Nguồn: https://chatthaicongnghiep.org/ (Nguồn: http://paloca. Chất thải rắn xây dựng.

Chất thải rắn công cộng. (Nguồn: https://moitruongxanhvn. Chất thải rắn công nghiệp. Chất thải rắn nông nghiệp.

b) Phân loại chất thải rắn CTR có thể phân loại bằng nhiều cách khác nhau: [9] Sinh viên thực hiện: Trần Trương Hoàng Vy Người hướng dẫn: TS. Phạm Phú Song Toàn 3 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Thiết kế, lắp đặt và vận hành hệ thống ủ rác thải sinh hoạt hữu cơ kiểu trống quay, công suất 10 kg/ngày - Phân loại dựa vào nguồn gốc phát sinh như: rác thải sinh hoạt, văn phòng, thương mại, công nghiệp, đường phố, chất thải trong quá trình xây dựng hay đập phá nhà xưởng. - Phân loại dựa vào đặc tính tự nhiên như: các chất hữu cơ, vô cơ, chất có thể cháy hoặc không có khả năng cháy. Phân loại chất thải rắn theo nguồn phát sinh.

Nguồn phát sinh Loại chất thải Rác thực phẩm, giấy, cacton, nhựa, túi nylon, vải, da, rác vườn, gỗ, thủy tinh, lon thiếc, nhôm, kim loại, Hộ gia đình tro, lá cây, chất thải đặc biệt như pin, dầu nhớt xe, lốp xe, ruột xe, sơn thừa,… Giấy, cacton, nhựa, túi nylon, gỗ, rác thực phẩm, thủy tinh, kim loai, chất thải đặc biệt như vật dụng Khu thương mại gia đình hư hỏng (kệ sách, đèn, tủ,…), đồ điện tử hư hỏng (máy radio, tivi,…), tủ lạnh, máy giặt hỏng, pin, dầu nhớt xe, săm lóp, sơn thừa,… Giấy, cacton, nhựa, túi nylon, gỗ, rác thực phẩm, Công sở thủy tinh, kim loai, chất thải đặc biệt như kệ sách, đèn, tủ hỏng, pin, dầu nhớt xe, săm lốp, sơn thừa,… Xây dựng Gỗ, thép, bê tông, đất, cát,… Khu công cộng Giấy, túi nylon, lá cây,… Trạm xử lý nước thải Bùn hóa lý, bùn sinh học. Thành phần rác đô thị Thông thường trong CTR đô thị, CTR từ các khu dân cư và thương mại chiếm tỷ lệ cao nhất 50 – 75%. Thông tin về thành phần CTR đóng vai trò rất quan trọng trong việc đánh giá và lựa chọn những phương pháp, thiết bị, quy trình thích hợp để xử lý. Thành phần CTR sinh hoạt khác nhau tùy thuộc vào từng địa phương, điều kiện kinh tế và nhiều yếu tố khác.

Thành phần chất thải rắn sinh hoạt. Chất thải có khả năng Thực phẩm và chất thải phân hủy sinh học vườn Giấy các loại Giấy vụn, bìa cacton, vải, Chất thải có khả năng tái gỗ chế Nhựa Nhựa và cao su Sinh viên thực hiện: Trần Trương Hoàng Vy Người hướng dẫn: TS. Phạm Phú Song Toàn 4 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Thiết kế, lắp đặt và vận hành hệ thống ủ rác thải sinh hoạt hữu cơ kiểu trống quay, công suất 10 kg/ngày Kim loại Thủy tinh Thủy tinh, sành sứ Tả, băng vệ sinh Vải Chất thải có khả năng Da cháy Cao su Cao su và da Chất thải không tái chế/không có khả năng Đất, cát, sành sứ,… cháy Thành phần khác Chất thải nguy hại (Nguồn: [2]) CTR của Việt Nam có đặc trưng là độ ẩm cao (dao động trong khoảng 65 – 95%), độ tro khoảng 25 – 30% (khối lượng khô), tổng hàm lượng chất rắn bay hơi (TVS – Total Volatile Solid) dao động trong khoảng 70 – 75% (khối lượng khô), nhiệt lượng thấp (dao động trong khoảng 900 – 1.100 Kcal/kg khối lượng ướt). [2] Ở Việt Nam, với chủ trương đẩy mạng công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước và cơ cấu chuyển dịch kinh tế từ nông nghiệp sang công nghiệp của Chính phủ kết hợp với các nghiên cứu về sự thay đổi thành phần CTR theo thời gian của một số nước có điều kiện tương tự, cho thấy thành phần CTR đã có sự thay đổi đáng kể trong rác thải đô thị, đó là: thực phẩm thừa, giấy các loại, nylon – nhựa mềm, nhựa cứng và vải.

[9] - Chất thải thực phẩm: với quá trình công nghiệp hóa đất nước, hàng hóa công nghiệp dần thay thế các sản phẩm nông nghiệp. Vì vậy, lượng chất thải thực phẩm đã và đang giảm mạnh. Ngành công nghiệp chế biến thực phẩm là ngành có ảnh hưởng lớn nhất đến sự thay đổi lượng chất thải thực phẩm [9]. Từ năm 1995, thành phần chất thải thực phẩm chiếm tỷ lệ rất cao (80 – 96%) nhưng đến năm 2017 thành phần này giảm xuống còn khoảng 50 – 70%, điều này thể hiện sự thay đổi lối sống của cư dân đô thị là nhanh và tiện lợi [2].

- Giấy các loại: thành phần chất thải giấy nước ta tăng nhanh do hai nguyên nhân chính: chủ trương và nhu cầu phát triển mạnh nền giáo dục, tiến đến xóa nạn mù chữ và phổ cập giáo dục trong toàn dân đã làm tăng tỷ lệ trẻ em đến trường; ngành công nghiệp đóng gói hàng hóa cho tiêu dùng và xuất khẩu phát triển mạnh cũng làm gia tăng thành phần giấy thải. [9] - Nylon – nhựa các loại: với tốc độ và xu hướng phát triển nhanh, ngành công nghiệp đóng gói, công nghiệp sản xuất các mặt hàng nhựa đã làm gia tăng khối lượng nhựa trong CTR. [9] Sinh viên thực hiện: Trần Trương Hoàng Vy Người hướng dẫn: TS. Phạm Phú Song Toàn 5 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Thiết kế, lắp đặt và vận hành hệ thống ủ rác thải sinh hoạt hữu cơ kiểu trống quay, công suất 10 kg/ngày - Vải: thành phần chất thải này rất khó dự đoán, tuy nhiên nó có thể sẽ tăng lên trong thời gian tới khi nhu cầu may mặc của người dân tăng cao cũng như sự đẩy mạnh xuất khẩu các mặt hàng này.

Tính chất của chất thải rắn a) Tính chất vật lý của chất thải rắn Những tính chất vật lý quan trọng nhất của CTR đô thị là khối lượng riêng, độ ẩm, kích thước, cấp phối hạt, khả năng giữ ẩm thực tế và độ xốp của CTR. Khối lượng riêng của CTR thay đổi tùy thuộc vào trạng thái của chúng như: xốp, chứa trong các thùng chứa (container), không nén, nén,… Khối lượng riêng thay đổi phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: vị trí địa lý, mùa trong năm, thời gian lưu giữ chất thải. Khối lượng riêng của chất thải đô thị dao động trong khoảng 180 – 400kg/m3, điển hình khoảng 300kg/m3. [9] (2) Độ ẩm Độ ẩm của CTR được xác định bằng một trong hai phương pháp sau: Phương pháp khối lượng ướt và phương pháp khối lượng khô của CTR.

[9] - Theo phương pháp khối lượng ướt: Độ ẩm tính theo khối lượng ướt của vật liệu là khối lượng nước có trong 100kg rác ướt. - Theo phương pháp khối lượng khô: Độ ẩm tính theo khối lượng khô của vật liệu là phần trăm khối lượng nước có trong 100kg rác khô. Độ ẩm của các thành phần trong CTR đô thị. STT Thành phần Độ ẩm (% khối lượng) I Chất hữu cơ 1 Thực phẩm thừa 70 2 Giấy 6 3 Giấy cacton 5 4 Nhựa 2 5 Vải vụn 10 6 Cao su 2 7 Da 10 8 Rác vườn 60 9 Gỗ 20 II Chất vô cơ 1 Thủy tinh 2 2 Can thiếc 3 Sinh viên thực hiện: Trần Trương Hoàng Vy Người hướng dẫn: TS.

Phạm Phú Song Toàn 6 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Thiết kế, lắp đặt và vận hành hệ thống ủ rác thải sinh hoạt hữu cơ kiểu trống quay, công suất 10 kg/ngày 3 Nhôm 2 4 Kim loại khác 3 5 Bụi, tro 8 (Nguồn: [9]) (3) Kích thước hạt Kích thước và cấp phối hạt của các thành phần trong CTR đóng vai trò rất quan trọng trong việc tính toán và thiết kế các phương tiện cơ khí trong thu hồi vật liệu, đặc biệt là sàng lọc phân loại CTR bằng máy hoặc bằng phương pháp từ. [9] (4) Khả năng giữ nước thực tế Khả năng giữ nước thực tế của CTR là toàn bộ khối lượng nước có thể giữ lại trong mẫu chất thải dưới tác dụng của trọng lực. Khả năng giữ nước của CTR là một chỉ tiêu quan trọng trong việc tính toán, xác định lượng nước rò rỉ từ bãi rác. Nước đi vào mẫu CTR vượt quá khả năng giữ nước sẽ thoát ra tạo thành nước rò ri.

Khả năng giữ nước thực tế thay đổi tùy thuộc vào lực nén và trạng thái phân hủy của CTR. Khả năng giữ nước của hỗn hợp CTR (không nén) từ các khu dân cư và thương mại dao động trong khoảng 50 – 60%. [9] (5) Độ thấm (tính thấm) của chất thải rắn đã được nén Tính dẫn nước của CTR đã được nén là một tính chất vật lý quan trọng, chi phối và điều khiển sự di chuyển của các chất lỏng (nước rò rỉ, nước ngầm, nước thấm) và chất khí bên trong bãi rác. [9] b) Tính chất hóa học của chất thải rắn Tính chất hóa học của CTR đóng vai trò quan trọng trong việc lựa chọn phương án xử lý và thu hồi nguyên liệu.

Ví dụ, khả năng cháy phụ thuộc vào tính chất hóa học của CTR, đặc biệt trong trường hợp chất thải là hỗn hợp của những thành phần cháy được và không cháy được.