Luận văn Sản xuất phân vi sinh

Rác thải sinh hoạt là vấn đề nhức nhối đối với toàn xã hội, nhất là trong quá trình đô thị hoá, công nghiệp hóa đang diễn ra nhanh chóng như hiện nay. Ở các đô thị lớn của Việt Nam, rác thải đã và đang gây ô nhiễm môi trường trầm trọng. Xử lý rác luôn là vấn đề làm đau đầu các nhà quản lý môi trường đô thị. Không riêng gì đối với các đô thị đông dân cư, việc chọn công nghệ xử lý rác như thế nào để đạt hiệu quả cao, không gây nên những hậu quả xấu về môi trường trong tương lai và ít tốn kém chi phí luôn là nỗi bức xúc của các ngành chức năng. Đối với các khu, cụm tuyến dân cư như ở các xã trên địa bàn các huyện của tỉnh An Giang, việc lựa chọn mô hình xử lý rác cho phù hợp và ít tốn kém lại càng khó khăn hơn Xử lý chất thải rắn, chất thải sinh hoat đang là vấn đề bức xúc đối với các địa phương trong cả nước, đặc biệt là ở các đô thị, khu công nghiệp. Hiện tại hầu hết các địa phương đều sử dụng biện pháp chôn lấp chất thải với số lượng trung bình 1 bãi chôn lấp/1 đô thị, trong đó có tới 85 – 90% các bãi chôn lấp không hợp vệ sinh, có nguy cơ gây ô nhiễm môi trường cao bởi mùi và nước rỉ rác. Phân bón vi sinh dựa vào các chủng vi sinh vật sẽ phân giải các chất hữu cơ trong bùn, phế thải, rác thải, phế phẩm công nông nghiệp,…. tạo ra sinh khổi,sinh khối này rất tốt cho cây cũng như cho đất,giúp cải tạo làm đất tơi xốp. VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG Theo kết quả khảo sát TP.HCM của Tổ chức Kinh tế và Môi trường Đông Nam Á (EEPSEA), những vấn đề môi trường nghiêm trọng nhất hiện nay tại đây lần lượt là ô nhiễm không khí, nước và rác thải. Ô nhiễm không khí Rất dễ nhận thấy rằng không khí ở TP.HCM đang bị ô nhiễm nghiêm trọng. Theo Chi cục Bảo vệ Môi trường, đã vài năm nay, nồng độ bụi hạt ở các khu vực dân cư vượt rất cao so với tiêu chuẩn cho phép, trong đó, nồng độ các chất NO2, benzen và toluene, vốn là các chất có nhiều tác nhân gây bệnh ung thư, cũng cao hơn tiêu chuẩn cho phép. Hai nguồn ô nhiễm không khí chính là phương tiện giao thông và các cơ sở công nghiệp.
Theo Cục Bảo vệ Môi trường Việt Nam, TP.HCM hiện nay có hơn 3,8 triệu xe máy, chiếm hơn 70% nguồn chất thải độc hại hàng ngày tuôn vào bầu không khí. Các cơ sở công nghiệp là nguồn xả thải của hơn 20% lượng chất thải trong. Mặc dù khối lượng ít hơn, nguồn xả thải này lại có tính tập trung với nồng độ cao hơn, gây nhiều thiệt hại cho cộng đồng và môi trường xung quanh các khu công nghiệp. Ô nhiễm nguồn nước Nước mặt ở các sông ngòi, kênh rạch ở TP.HCM đang bị ô nhiễm nghiêm trọng. Các chất thải chủ yếu là chất thải hữu cơ, dầu và vi sinh. Nồng độ BOD, NH4, bụi lơ lửng, kim loại nặng và nhiều chất thải độc hại khác đều vượt nhiều lần so với tiêu chuẩn cho phép.
Các chất thải chủ yếu tập trung ở các nguồn xả thải của các cơ sở công nghiệp. Có thể nói chất thải công nghiệp là nguồn gây ô nhiễm chính. Tuy nhiên, chất thải sinh hoạt cũng rất đáng lưu ý. Việc xây hầm vệ sinh không đúng quy cách, hoặc xả trực tiếp vào hệ thống thoát nước cũng là một nguồn chất thải gây ô nhiễm đáng kể. Đặc biệt, việc xây dựng hầm vệ sinh không đúng quy cách có thể gây ô nhiễm đất và nước ngầm dài hạn. Bên cạnh đó, hoạt động khai thác nước ngầm tại các khu vực không có nước máy cũng làm giảm sút trữ lượng nước ngầm nghiêm trọng. Theo các cơ quan chức năng, tại nhiều quận huyện, đặc biệt là Tân Bình, Bình Tân, Bình Chánh, mực nước ngầm hạ thấp trên 30m so với mặt đất và tiếp tục hạ thấp với tốc độ 2-3m/năm. Chất thải rắn Hiện nay TP.HCM có 15 khu chế xuất, khu công nghiệp và chừng 25 ngàn cơ sở công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, trong đó có khoảng 260 cơ sở sản xuất gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Với dân số khoảng 8,5 triệu người và hệ thống cơ sở sản xuất như vậy, hàng ngày toàn thành phố tạo ra 6.000 tấn chất thải rắn. Theo Trung tâm Thông tin khoa học và công nghệ, có 25% rác thải có thể tái chế. Hoạt động thu gom và tái chế hiện nay chủ yếu do 740 cơ sở tái chế tư nhân có quy mô vừa và nhỏ đảm nhận, chất lượng sản phẩm tái chế kém. Phần lớn rác thải còn lại được chôn lấp hoặc đốt, chỉ có một phần nhỏ được xử lý sản xuất điện năng và phân bón vi sinh.
CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ RÁC THẢI THÀNH PHÂN VI SINH VÀ CÁC SẢN PHẨM TÁI CHẾ Để xử lý rác thải, phương pháp đơn giản nhất là chôn rác, thế nhưng, với lượng rác thải ngày càng tăng, không dễ gì tìm được những khu đất đủ rộng để chôn rác. Hơn nữa, đem rác đi chôn là một việc làm bất đắc dĩ vì những hậu quả lâu dài của nó khó mà lường hết được như: ô nhiễm nguồn nước ngầm do nước rác rò rỉ thấm xuống, phát sinh các khí độc hại, chi phí cao cho việc chống rò rỉ và xử lý khí thải… Một số nhà máy chế biến phân bón từ rác thải đã hình thành nhưng xem ra những sản phẩm phân bón vi sinh còn khó tiêu thụ vì nông dân chưa quen sử dụng các loại phân bón này… Việc chọn công nghệ xử lý rác thải như thế nào để đạt hiệu quả cao, không gây nên những hậu quả xấu về môi trường trong tương lai và ít tốn kém chi phí luôn là nỗi bức xúc của các ngành chức năng. Đối với các khu, cụm tuyến dân cư như ở các xã, thị trấn trên địa bàn các huyện của tỉnh Thanh Hóa, việc lựa chọn mô hình xử lý rác cho phù hợp và ít tốn kém lại càng khó khăn hơn. Gần đây, với sự tập trung nghiên cứu, một số công nghệ mới xử lý rác thải đạt hiệu quả cao đã ra đời. Tuỳ thuộc vào điều kiện và nhu cầu xử lý rác, mặt bằng xây dựng khu chứa và xử lý rác, vốn đầu tư, hình thức đầu tư, cách tổ chức quản lý, khai thác công trình xử lý rác thải mà mỗi nơi, mỗi huyện, thị xã, thành phố có thể vận dụng và lựa chọn công nghệ sau cho phù hợp với điều kiện hiện tại 1. Công nghệ lên men bằng hầm ủ tuynel, thổi khí cưỡng bức, xử lý khí thải Ưu điểm: + Đảm bảo môi trường + Tiết kiệm quỹ đất so với phương pháp chôn lấp 80% + Chi phí đầu tư và vận hành hợp lý + Cung cấp phân bón hữu cơ phục vụ cho sản xuất nông lâm nghiệp Nhược điểm: + Đòi hỏi có thị trường tiêu thụ Compost và phân bón Công nghệ lên men bằng hầm ủ tuynel ở các nhà máy xử lý rác Cầu Diễn, Việt Trì, Nam Định hiện đang hoạt động tốt, tuy nhiên, ở các nhà máy này chưa có hệ thống xử lý khí do hầm tuynel đang ở dạng hở. Hiện nay, xử lý khí thải, nước rỉ đã được khắc phục bằng công nghệ lên men bằng hầm ủ tuynel kín, thổi khí cưỡng bức và hồ sinh học. 2. Công nghệ xử lý nhiệt phân rác đô thị (Công nghệ Entropic) của Công ty Entropic Energy: So với phương pháp chôn lấp và phương pháp đốt, phương pháp nhiệt phân với nhiệt độ thấp tỏ ra có nhiều ưu điểm hơn như: cho ra sản phẩm chính là than tổng hợp có hàm lượng lưu huỳnh thấp có thể dùng làm nhiên liệu cho nhà máy nhiệt điện, quy trình xử lý đơn giản, vì xử lý trong nhiệt độ thấp (khoảng 500C) nên tránh được các nguy cơ phản ứng sinh ra chất độc hại và hiệu quả xử lý rất cao. Công ty Entropic Energy cũng đề xuất một mô hình nhà máy xử lý rác phù hợp với thành phố Hồ Chí Minh với công suất xử lý 6400 tấn rác/ngày, sản phẩm chín thu được là 1.500 tấn than tổng hợp, nếu xây dựng luôn một nhà máy phát điện kèm theo sử dụng hết chỗ than này thì sẽ cho ra một lượng điện năng là 150 MW/ngày. Ngoài ra, còn có nhiều sản phẩm phụ khác như nhiên liệu tái sinh, nước, khí hydro, dầu nặng, nhẹ .... Đây là một trong những công nghệ tiên tiến của thế giới trong việc xử lý chất thải, bảo vệ môi trường, nhưng còn ở quy mô lớn và là một trong những mục tiêu áp dụng phát triển bền vững cho các đô thị đông dân cư. Công nghệ này chưa áp dụng được ở các khu, cụm tuyến dân cư quy mô vừa và nhỏ. 3. Xử lý rác thải theo phương pháp 3 R ( viết tắt từ tiếng Anh, 3R là Reduce/ Giảm thiểu – Reuse/Tái sử dụng – Recycle/Tái chế): Hà Nội đang sử dụng và chính thức trở thành 1 trong 4 thành phố ở châu Á triển khai. Trong vòng 3 năm (từ năm 2007 – 2009), cơ quan phát triển Nhật Bản (JICA) sẽ tài trợ 3 triệu USD cho Hà Nội để thực hiện dự án tại 4 quận nội thành: Ba Đình, Hoàn Kiếm, Hai Bà trưng và Đống Đa, sau đó sẽ nhân rộng ra toàn thành phố. Theo tính toán của JICA, nếu thực hiện tốt mô hình 3R, mỗi tháng thành phố Hà Nội sẽ tiết kiệm được gần 4 tỷ đồng chi phí xử lý rác. Phương pháp thực hiện là rác sẽ được phân loại tại nguồn, rác vô cơ và rác hữu cơ được tách riêng và phấn đấu đến năm 2010 sẽ tận dụng được 30% rác. Những loại rác hữu cơ đã và đang được sử dụng làm phân bón. Các loại rác như nilon, bìa, giấy loại, nhựa... sẽ được tái chế dùng làm nguyên liệu. Còn các loại rác vô cơ khác được tái chế thành vật liệu xây dựng nhẹ cấp thấp dùng cho các công trình cảnh quan đô thị. Như vậy phần rác cần chôn lấp sẽ giảm đi. Trên thế giới, việc tái chế và tận dụng nhiều loại nguyên vật liệu từ rác đã được làm từ lâu, mang lại hiệu quả cả về mặt môi trường lẫn kinh tế. Tại các nước phát triển, mỗi gia đình đều tự giác phân loại rác thải thành hữu cơ, vô cơ và rác tái chế ...theo quy định nhằm thuận lợi cho việc tái chế và xử lý. Tuy nhiên, ở Việt Nam, vấn đề tưởng chừng đơn giản này hầu như chưa được thực hiện. 4. Công nghệ MBT - CD. 08 Xử lý chất thải rắn thành nhiên liệu của Công ty TNHH Thuỷ lực Máy Dây chuyền thiết bị công nghệ xử lý chất thải rắn thành nhiên liệu được nghiên cứu và chế tạo trong nước, xử lý chất thải rắn sinh hoạt của Việt Nam chưa qua phân loại đầu nguồn, hạn chế chôn lấp. Sản phẩm là nhiên liệu được sử dụng trong dân dụng và công nghiệp. Công nghệ MBT – CD.08 là một phương pháp đi từ thực tiễn với tính đặc thù rác thải Việt Nam. Được thiết kế từ các trải nghiệm thực tế của Công ty Thuỷ lực Máy trong chế tạo thiết bị và vận hành tại Huế, Vinh, Sơn Tây, Đồng Văn v.v... Công nghệ MBT – CD.08 xử lý và tái chế 98% rác thải thành viên đốt (chất cháy được), thành viên gạch (chất không cháy). Do đó đơn giản khâu tách lọc, ứng dụng và kết hợp phương pháp cơ sinh học trong từng module thiết bị khép kín, kết nối thành dây chuyền công nghệ. Giảm số lượng công nhân tiếp xúc với rác. Thu hồi các phế liệu bán tái chế. Công nghệ MBT – CD.08 hình thành theo xu thế biến rác thải thành nhiên liệu ở quy mô XLR vừa và nhỏ (bán nhiên liệu). Biến rác thành năng lượng ở các quy mô XLR lớn (phát điện). Đây là một hướng công nghệ mới trong xử lý chất thải rắn, mang tính hiệu quả kinh tế xã hội cao. Tuy nhiên, chi phí đầu tư lớn, nhu cầu tiêu thụ điện cho sản xuất cao dẫn đến giá thành xử lý rác cao. 5. Công nghệ xử lý chất thải rắn bằng phương pháp yếm khí tuỳ nghi A.B.T Sơ đồ công nghệ:    
- Nguyên lý hoạt động: Rác tại các điểm tập kết trong thành phố được xử lý mùi bằng chế phẩm sinh học, sau đó đưa vào hầm ủ, trước khi đưa rác vào hầm ủ phun chế phẩm sinh học và chất phụ gia sinh học. Rác tại các điểm tập kết đưa về sân xử lý không cần phân loại cho vào hầm ủ, quá trình thực hiện có phun chế phẩm sinh học, dùng bạt phủ kín hầm và ủ trong thời gian 28 ngày, trong thời gian ủ cứ 3 ngày mở bạt kiểm tra, phun bổ sung chế phẩm sinh học lên bề mặt. Sau 28 ngày ủ, đưa rác lên phân loại, rác phi hữu cơ chế biến riêng, mùn hữu cơ chế biến thành phân hữu cơ sinh học. Đặc điểm công nghệ: Ưu điểm: - Tái chế các chất không phân huỷ thành những vật liệu có thể tái sử dụng được - Không tốn đất chôn lấp chất thải rắn - Không có nước rỉ rác và khí độc hại, khí dễ gây cháy nổ sinh ra trong quá trình phân huỷ hữu cơ do đó không gây ô nhiễm môi trường - Không cần phân loại ban đầu do đó không làm ảnh hưởng đến công nhân lao động trực tiếp sản xuất - Vận hành đơn giản, chi phí vận hành thường xuyên không cao. Phạm vi áp dụng: Có thể áp dụng xử lý rác cho nhiều quy mô công suất khác nhau, ở các khu vực nông thôn, thành thị. Khu xử lý có thể xây dựng không quá xa đô thị do không có nước rỉ rác và các khí độc hại thải ra. Công nghệ xử lý rác yếm khí tuỳ nghi ABT có thể nâng công suất xử lý từ 5m3/ngày (2 tấn/ngày) lên 10m3/ngày (4 tấn/ngày) và có thể nâng lên xử lý 100m3/ngày (40tấn/ngày), tuỳ thuộc vào nhu cầu xử lý rác và điều kiện địa phương. Chi phí chuyển giao công nghệ không cao so với các công nghệ khác và có thể áp dụng cho việc xử lý rác tại các bãi chứa rác ở các xã, thị trấn cách xa bãi rác lớn tập trung của huyện thị. 6. Phương pháp ủ phân compost Sau khi rác thải được xử lý theo quy trình công nghệ xử lý rác thải bằng phương pháp yếm khí tuỳ nghi A.B.T.Rác thải phân hủy chậm và mùn được xử lý thành phân vi sinh . Phân vi sinh là sản phẩm được tạo thành thông qua quá trình lên men vi sinh vật các hợp chất hữu cơ có nguồn gốc khác nhau ,trong đó các hợp chất hữu cơ phức tạp dưới tác động của vi sinh vật hoặc các hoạt chất sinh học được chuyển hóa thành mùn và phân vi sinh . 1/Phương pháp ủ phân compost Rác thải xử lý đưa vào bẳng tải phân để phân loại : các hợp chất không lên men được xử lý , còn các hợp chất lên men được đưa vào bể ủ trong thời gian 50 ngày , tiếp tục đưa ra bể ủ chín kéo dài trong 15 ngày. Sau giai đoạn này, rác thải trở thành phân bón compost. Ủ compost được hiểu là quá trình phân hủy sinh học hiếu khí các chất thải hữu cơ dễ phân hủy sinh học đến trạng thái ổn định dưới sự tác động và kiểm soát của con người, sản phẩm giống như mùn được gọi là compost. Quá trình diễn ra chủ yếu giống như phân hủy trong tự nhiên, nhưng được tăng cường và tăng tốc bởi tối ưu hóa các điều kiện môi trường cho hoạt động của vi sinh vật. Compost là sản phẩm giàu chất hữu cơ và có hệ vi sinh vật dị dưỡng phong phú, ngoài ra còn chứa các nguyên tố vi lượng có lợi cho đất và cây trồng. Compost còn được biết đến trong nhiều ứng dụng, như là các sản phẩm sinh học trong việc xử lý ô nhiễm môi trường, hay các sản phẩm dinh dưỡng, chữa bệnh cho vật nuôi và cây trồng. 1. Ưu điểm: - Giảm thiểu ô nhiễm cho nguồn nước, đất và không khí, các chất hữu cơ biến đổi thành các chất vô cơ. -Diệt các mầm bệnh nguy hiểm do trong quá trình phân hủy sinh học, nhiệt độ trong hầm ủ gia tăng, có khi lên đến 60°C làm tiêu hủy các trứng, ấu trùng, vi khuẩn trong chất thải. Phân sau khi ủ có thể được sử dụng an toàn hơn phân tươi. - Phân sau khi ủ compost trở thành một chất mùn hữu ích cho nông nghiệp như tăng độ phì nhiêu của đất giúp cây trồng hấp thu. - Tăng độ ẩm cần thiết cho đất trồng, giảm thiểu sự rửa trôi khoáng chất do các thành phần vô cơ không hòa tan trong phân ủ như NO. - Giảm thể tích do trong quá trình ủ phân, sự mất hơi nước gia tăng do sự gia tăng nhiệt, điều này khiến mẻ phân khô và ráo nước hơn. Phân có thể tích nhỏ hơn sẽ giúp thuận lợi trong việc vận chuyển, thu gom. 2. Nhược điểm: -Mặc dầu phần lớn vi khuẩn bị tiêu diệt nhưng không phải hoàn toàn, đặc biệt khi sự ủ compost không đồng đều về thời gian, phương pháp, lượng ủ …. Một số mầm bệnh vẫn tồn tại có thể gây nguy hiểm cho người sử dụng. -Thành phần phân ủ thường không ổn định về chất lượng do thành phần nguyên liệu đưa vào không đồng đều. - Phải tốn thêm công ủ và diện tích. - Việc ủ phân thường ở dạng thủ công và lộ thiên tạo sự phản cảm về mỹ quan và phát tán mùi hôi. Trong khi đó các loại phân hóa học như urê, NKP,… gọn nhẹ, tương đối rẻ tiền, chất lượng đồng đều và "sạch hơn" gây tâm lý thuận tiện cho việc sử dụng hơn phân ủ compost. Hiện nay cả nước vẫn chưa có nhà máy chuyên sản xuất phân compost.