Đồ án Thiết kế dây chuyền sản xuất phân vi sinh từ chất thải rắn đô thi, công suất 70 tấn CTRĐT/ngày
Thiết kế dây chuyền sản xuất phân vi sinh từ chất thải rắn đô thi, công suất 70 tấn CTRĐT/ngày
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU………………………………….................................................3
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT…………...4
1.1. Tìm hiểu về chất thải rắn sinh hoạt…………………………………………4
1.1.1. Định nghĩa………………………………………………………………...4
1.1.2. Nguồn gốc, đặc điểm, thành phần, tính chất của rác thải sinh hoạt………4
1.1.3. Các phương pháp xử lý rác thải sinh hoạt thường gặp…………………...6
1.2. Tìm hiểu về phân vi sinh…………………………………………………...9
1.2.1. Phân VSV cố định nitơ………………………………………………….10
1.2.2. Phân lân vi sinh………………………………………………………….10
1.2.3. Thực trạng phân bón VSV ở Việt Nam…………………………………11
Chương 2: CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN…………………12
2.1. Sơ đồ công nghệ một số nước trên thế giới……………………………….12
2.2. Lựa chọn sơ đồ công nghệ………………………………………………...19
Chương 3: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG VẬT CHẤT TRONG DÂY
CHUYỀN……………………………………………………………………...28
3.1. Công đoạn tính toán trong sản xuất phân vi sinh………………………....28
3.1.1. Công đoạn phân loại…………………………………………………….28
3.1.2. Công đoạn phối trộn…………………………………………………….39
3.1.3. Công đoạn ủ hiếu khí……………………………………………………31
3.1.4. Công đoạn ủ chin………………………………………………………..40
3.1.5. Công đoạn tinh chế và đóng bao sản phẩm……………………………..41
3.2. Tính toán các thiết bị chính và thiết bị phụ trong dây chuyền sản xuất phân
vi sinh………………………………………………………………………….44
3.3. Tính toán mặt bằng……………………………………………………….50
3.3.1. Tính diện tích mặt bằng nhà máy……………………………………….50
3.3.2. Lựa chọn vị trí xây dựng nhà máy và nguyên tắc bố trí mặt bằng……...55
KẾT LUẬN…………………………………………………………………...56
Trang 1
Thiết kế dây chuyền sản xuất phân vi sinh từ chất thải rắn đô thi, công suất 70 tấn CTRĐT/ngày
TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………………57
Trang 2
Thiết kế dây chuyền sản xuất phân vi sinh từ chất thải rắn đô thi, công suất 70 tấn CTRĐT/ngày
LỜI NÓI ĐẦU
Trong thời kì công nghiệp hóa, hiện đại hóa nước ta đã đạt được nhưng thành
tựu to lớn về kinh tế, công nghệ và kĩ thuật. Tuy nhiên. đi đôi với sự phát triển
là những vấn nhức nhối về môi trường. Phát triển càng nhiều thì hiểm họa đối
với môi trường cũng tang theo. Chính vì vậy vấn đề ô nhiễm môi trường đang là
vấn được quan tâm hàng đầu hiện nay.
Sự phát triển bao gồm quá trình đô thị hóa nhanh chóng kéo theo lượng rác thải
đô thị phát sinh ra ngày càng nhiều. Đây là một vấn đề đáng lo ngại hiện nay vì
lượng rác thải sinh ra vượt quá khả năng xử lý của các công ty môi trường.
Đứng trước thực trạng này, nước ta cũng đã có nhiều biện pháp xử lý, sử dụng
phương pháp như chôn lấp, sản xuất chế phẩm phân vi sinh đang được áp dụng
với quy mô vừa và nhỏ, phương pháp đốt thì đang được nghiên cứu và dần đưa
vào thực tiễn. Và rác thải của Việt Nam chưa được phân loại tại nguồn nên sẽ
khó khăn cho việc sử dụng công nghệ của nước ngoài. Ngoài việc đầu tư nghiên
cứu về giải pháp xử lý, chúng ta cần thực hiện tuyên truyền và nâng cao ý thức
phân loại rác từ nguồn nhằm giải quyết vấn đề này.
“Thiết kế dây chuyền sản xuất phân vi sinh từ chất thải rắn đô thi, năng suất 70
tấn/ngày” là đề tài đồ án của em. Đây không phải là một đề tài mới, đã được áp
dụng tại nước ta và mang lại giá trị cao. Đề tài vừa xử lý rác thải đô thị, vừa
đem lại hiệu quả kinh tế. Trong khuôn khổ đồ án, em xin trình bày một số nội
dung như sau: tìm hiểu thực trạng rác thải ở Việt Nam, quy trình công nghệ làm
phân vi sinh, tính toán thiết kế mặt bằng dây chuyền sản xuất
Trang 3
Thiết kế dây chuyền sản xuất phân vi sinh từ chất thải rắn đô thi, công suất 70 tấn CTRĐT/ngày
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT
1.1. Tìm hiểu về chất thải rắn sinh hoạt
1.1.1. Định nghĩa
Chất thải rắn được hiểu là tất cả các chất thải phát sinh ra do các hoạt động của
con người và động vật tồn tại ở dạng rắn và được thải bỏ khi không còn hữu
dụng hay không muốn dung nữa, bao gồm tất cả những chất rắn không đồng
nhất thải ra từ cộng đồng dân cư ở đô thị cũng như các chất thải đồng nhất của
các ngành sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, khai khoáng…
Chất thải rắn sinh hoạt là chất thải rắn sinh ra từ hoạt đông hàng ngày của con
người. Rác thải sinh hoạt ở mọi nơi mọi lúc trong phạm vi thành phố hoặc các
khu dân cư, từ các hộ gia đình, khu thương mại, chợ và các tụ điểm buôn bán,
nhà hàng, khách sạn, công viên, khu vui chơi giải trí, các viện nghiên cứu,
trường học, các cơ quan nhà nước…
1.1.2. Nguồn gốc, đặc điểm, thành phần, tính chất của rác thải sinh hoạt
a, Nguồn gốc phát sinh chất thải rắn
Các nguồn chủ yếu phát sinh chất thải rắn sinh hoạt bao gồm:
- Từ khu dân cư: Bao gồm các khu dân cư tập trung, những hộ dân cư tách rời.
Nguồn rác thải chủ yếu là: thực phẩm dư thừa, thủy tinh, gỗ, nhựa, cao su…còn
có một số chất thải nguy hại
- Từ các động thương mại: Quầy hàng, nhà hàng, chợ, văn phòng cơ quan,
khách sạn,...Các nguồn thải có thành phần tương tự như đối với các khu dân cư
(thực phẩm, giấy, catton,..)
- Các cơ quan, công sở: Trường học, bệnh viện, các cơ quan hành chính: lượng
rác thải tương tự như đối với rác thải dân cư và các hoạt động thương mại
nhưng khối lượng ít hơn.
-Từ xây dựng: Xây dựng mới nhà cửa, cầu cống, sửa chữa đường xá, dỡ bỏ các
công trình cũ. Chất thải mang đặc trưng riêng trong xây dựng: sắt thép vụn,
gạch vỡ, các sỏi, bê tông, các vôi vữa, xi măng, các đồ dùng cũ không dùng nữa
- Dịch vụ công cộng của các đô thị: Vệ sinh đường xá, phát quan, chỉnh tu các
công viên, bãi biển và các hoạt động khác,... Rác thải bao gồm cỏ rác, rác thải từ
việc trang trí đường phố.
- Các quá trình xử lý nước thải: Từ quá trình xử lý nước thải, nước rác, các
quá trình xử lý trong công nghiệp. Nguồn thải là bùn, làm phân compost,...
Trang 4
Thiết kế dây chuyền sản xuất phân vi sinh từ chất thải rắn đô thi, công suất 70 tấn CTRĐT/ngày
- Từ các hoạt động sản xuất công nghiệp: Bao gồm chất thải phát sinh từ các
hoạt động sản xuất công nghiệp và tiểu thủ công, quá trình đốt nhiên liệu, bao bì
đóng gói sản phẩm,... Nguồn chất thải bao gồm một phần từ sinh hoạt của nhân
viên làm việc.
- Từ các hoạt động sản xuất nông nghiệp: Nguồn chất thải chủ yếu từ các cánh
đồng sau mùa vụ, các trang trại, các vườn cây,... Rác thải chủ yếu thực phẩm dư
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 nông nghiệp.
[ ]
Bảng 1.1: Chất thải đặc trưng từ một số nguồn phổ biến ퟏ
Nguồn thải
Thành phần chất thải
Khu dân cư và thương mại
Chất thải thực phẩm, giấy, carton,
nhựa, vải, cao su, rác vườn, gỗ, nhôm,
kim loại chứa sắt và các loại khác: tã
lót, khăn vệ sinh…
Chất thải đặc biệt
Chất thải thể tích lớn, đồ điện dân
dụng, hàng hóa, rác vườn thug om
riêng, pin, dâu, lốp xe, chất thải nguy
hại
Chất thải từ viện nghiên cứu công sở Bao gồm chất thải sinh hoạt như
trong khu dân cư và thương mại, chai
lọ đựng hóa chất , găng tay, pin, đồ
điện tử
Chất thải từ dịch vụ
Vệ sinh đường phố: Bụi, rác, xác
động vật, xe máy hỏng, cỏ, gốc cây,
ống kim loại và nhựa cũ, ăn uống:
chai nước giải khát, can sữa, lon
bia,..thùng carton, nhựa hỗn hợp, vải,
giẻ rách...
Hoạt động sản xuất
Rơm, rạ, rễ cây, lá, đất, thùng, bao ,
vỏ , đồ đựng các loại, tro, bụi, xỉ than
…
b,Thành phần của chất thải rắn sinh hoạt
Trang 5
Thiết kế dây chuyền sản xuất phân vi sinh từ chất thải rắn đô thi, công suất 70 tấn CTRĐT/ngày
Bảng 1.2: Bảng phân loại một số thành phần của chất thải rắn sinh hoạt
Thành phần
Các chất cháy được
Giấy
Định nghĩa
Ví dụ
Các vật liệu làm từ bột
và giấy
Các túi giây, mảnh bìa,
giấy vệ sinh…
Hàng dệt
Có nguồn gốc từ các sợi Vải, len, nilong...
Thực phẩm
Các chất thải từ đồ ăn,
thực phẩm
Cọng rau, vỏ quả, thân
cây, lõi ngô
Cỏ, gỗ củi, rơm rạ
Chất dẻo
Các vật liệu và sản
phẩm được chế tạo từ
gỗ, tre, rơm…
Các vật liệu và sản
phẩm được chế tạo từ
chất dẻo
Đồ dùng bằng gỗ như
bàn ghế, đồ chơi, vỏ
dừa…
Phim cuộn, túi chất dẻo,
chai lọ, dây điện, các
đấu vòi…
Da và cao su
Các vật liệu và sản
Bóng, giày, ví, băng cao
phẩm được chế tạo từ da su
và cao su
Các chất không cháy
Các kim loại sắt
Các vật liệu và sản
phẩm được chế tạo từ
sắt mà để bị nam châm
hút
Vỏ hộp, dây điện, hàng
rào, dao, nắp lọ…
Các kim loại phi sắt
Thủy tinh
Các vật liệu không bị
nam châm hút
Các vật liệu và sản
phẩm được chế tạo từ
thủy tinh
Vỏ nhôm, giây bao gói,
đồ đựng…
Chai lọ, đồ đựng bằng
thủy tinh, bóng đèn
Đá và sành sứ
Bất kì một loại vật liệu
Vỏ chai, ốc, xương,
không cháy khác ngoài gạch đá, gốm…
kim loại và thủy tinh
Các chất hỗn hợp
Tất cả các loại vật liệu
khác không phân loại
trong bảng này. Loại
này có thể chia làm hai
phần: kích thước nhỏ
hơn 5mm và lớn hơn
5mm
Đá cuội, cát, đất, tóc…
1.1.3. Các phương pháp xử lý rác thải sinh hoạt thường gặp
Trang 6
Thiết kế dây chuyền sản xuất phân vi sinh từ chất thải rắn đô thi, công suất 70 tấn CTRĐT/ngày
a, Phương pháp đổ rác thành đống ngoài trời
Đây là phương pháp được sử dụng nhiều nhất, rác được thu gom vận chuyển
đến địa điểm xác định để xử lý. Tại đó người ta đổ rác thành từng đống có kích
thước khác nhau. Lớp rác này đổ chồng lên lớp rác khác tạo nên sự hỗn độn
[ ]
không theo quy luật nào. ퟐ
* Ưu điểm
Phương pháp này đơn giản, ít tốn kém nhất
* Nhược điểm
- Hiện tượng thoát khí từ bãi rác đo không được che phủ kín ảnh hưởng đến
không khí khu vực xung quanh.
- Nước mưa thấm vào rác thải, lượng nước rò rỉ cần xử lý lớn, độ ô nhiễm cao.
Phụ thuộc vào tự nhiên, thời gian 8 tháng đến 2 năm.
b, Phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh( landfill)
Đây là phương pháp chôn lấp rác vào các hố đào có tính toán về dung lượng, có
gia cố cẩn thận đề kiểm soát khí thải và kiểm soát lượng nước rò rỉ. Nền tang
của phương pháp này là tạo môi trường yếm khí để vi sinh vật tham gia phân
hủy các thành phần hữu cơ có trong rác thải, có kiểm soát hiện tượng ô nhiễm
nước, đất và không khí.
Các bước tiến hành xử lý:
- Phân loại chất thải xử lý theo phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh
- Lựa chọn địa điểm chôn lấp
- Lựa chọn quy mô bãi chôn lấp
- Phân loại bãi chôn lấp
- Quản lý và xử lý nước rò rỉ tại bãi chôn lấp
*Ưu điểm
Phương pháp này có ưu điểm là kiểm soát được hiện tượng ô nhiễm môi
trường.
* Nhược điểm
- Chi phí đầu tư xây dựng cao.
- Tốn diện tích để chứa rác.
Trang 7
Thiết kế dây chuyền sản xuất phân vi sinh từ chất thải rắn đô thi, công suất 70 tấn CTRĐT/ngày
- Thời gian phân hủy rác thải lâu, kể cả phương pháp landfill mặc dù có bổ sung
vi sinh vật.
- Đối với chôn lấp lộ thiên, phần bề mặt không được phủ kín, nên từ bãi rác
thoát ra các loại khí như NH4, CO2, H2S, NH3, indol và nhiều khí khác gây mùi
khó chịu, ô nhiễm không khí trầm trọng ở khu vực xung quanh.
- Rác chôn lấp chưa được phân loại, chứa rất nhiều các chất khó phân hủy, các
chất độc hại có sẵn trong rác và các chất độc phát sinh trong quá trình ủ tạo ra
mối nguy hiểm rất lớn cho môi trường đất.
- Bãi rác chứa rất nhiều vi sinh vật gây bệnh, do chôn lấp lộ thiên các tác nhân
gây bệnh này sẽ tác động trực tiếp tới sức khỏe của những người sống gần khu
vực bãi rác
- Với phương pháp landfill, chi phí cho lớp lót, hệ thống thu và xử lý khí, nước
[ ]
rác rất lớn. ퟐ
c, Phương pháp đốt
Rác thải sau khi thu gom, vận chuyển về được đốt trong các lò đốt, có thể thu
nhiệt để chạy máy phát điện, còn phần tro có thể đem đi chôn lấp
* Ưu điểm
- Tiêu diệt được mầm bệnh, loại bỏ được các chất độc hại trong rác thải.
- Hạn chế được các vấn đề ô nhiễm liên quan đến rác.
- Cho phép xử lý nhiều loại rác.
* Nhược điểm
- Tiết kiệm được diện tích đất do chôn lấp.
- Chi phí vận hành và bảo trì thiết bị rất cao.
- Gây ô nhiễm không khí môi trường nghiêm trọng, khó kiểm soát với lượng khí
thải chứa dioxin, gây hiệu ứng nhà kính và các bệnh đường hô hấp.
- Tốn nhiều nguyên liệu đốt.
Phương pháp này chỉ thích hợp với rác thải công nghiệp, rác thải y tế. Không
thích hợp cho xử lý rác thải sinh hoạt có hàm lượng hữu cơ cao như ở Việt
[ ]
Nam ퟑ
d. Phương pháp ủ sinh học
* Bản chất phương pháp
Trang 8
Thiết kế dây chuyền sản xuất phân vi sinh từ chất thải rắn đô thi, công suất 70 tấn CTRĐT/ngày
Phương pháp ủ chất thải hữu cơ là quá trình phân giải một loạt các chất hữu cơ
có trong chất thải sinh hoạt, bùn cặn, phân gia súc,… dưới tác dụng của tập
đoàn vi sinh vật bản địa và vi sinh vật bổ sung vào. Quá trình ủ được thực hiện
trong cả điều kiện hiếu khí và kị khí.
* Mục đích phương pháp
Phương pháp ủ chất hữu cơ có những mục đích sau:
+ Ổn định chất thải: các quá trình sinh học xảy ra khi ủ chất thải hữu cơ sẽ
chuyển hóa các chất thải hữu cơ dễ phân hủy thành các chất ổn định.
+ Tiêu diệt các vi sinh vật gây bệnh: do trong quá trình ủ, nhiệt độ tăng cao ( có
thể lên tới 80℃, trung bình khoảng 55-60℃) nên các vi sinh vật gây bệnh sẽ bị
tiêu diệt sau 4-5 ngày ủ.
+ Làm cho chất hữu cơ có giá trị phân bón cao: phần lớn các chất dinh dưỡng
như N, P, K có trong thành phần các chất hữu cơ, khi bón cho cây thì cây không
thể hấp thụ được, sau khi ủ thì các chất này sẽ chuyển sang vô cơ như NO−3 ,
PO−4 dễ dàng cho cây hấp thụ.
+ Làm tơi xốp đất: sau khi ủ chất hữu cơ trở thành dạng mùn, tơi xốp giúp cây
[ ]
dễ hấp thụ. ퟐ
* Các vi sinh vật trong quá trình ủ
Các loài vi khuẩn thường gặp là: Bacillus, Pseudomonas, Clostridium,…
Vài loại xạ khuẩn thường gặp trong quá trình ủ: Actinobifida, Actinomyces,
Streptomycses,..
Một vài loại nấm thường gặp khi ủ: Muccor, Aspergillus, Torula, Talaromyces,
Coprinus…
[ ]
Sinh vật đơn bào ퟒ
* Các yếu tố ảnh hường đến quá trình ủ
Thành phần nguyên liệu, kích thước nguyên liệu, độ ẩm, nhiệt độ, pH , nồng
độ O2, CO2.
1.2. Tổng quan về phân vi sinh
“ Phân VSV (phân vi sinh) là sản phẩm chứa các VSV sống, đã được tuyển
chọn có mật độ phù hợp với tiêu chuẩn ban hành, thông qua các hoạt động sống
của chúng tạo nên các chất dinh dưỡng mà cây trồng có thể sử dụng được (N, P,
K, S, Fe…) hay các hoạt chất sinh học, góp phần nâng cao năng suất và chất
Trang 9
Thiết kế dây chuyền sản xuất phân vi sinh từ chất thải rắn đô thi, công suất 70 tấn CTRĐT/ngày
lượng nông sản. Phân VSV phải đảm bảo không gây ảnh hưởng xấu đến người,
động, thực vật, môi trường sinh thái và chất lượng nông thải.”
1.2.1. Phân VSV cố định nitơ
Nitơ là nguyên tố trơ khó liên kết hóa học với các nguyên tố khác, nếu không
có chất xúc tác và điều kiện đặc biệt khác. Nitơ không ngừng bị chuyển hóa
trong một chu trình khép kín do tác động của sinh học hay hóa học khác nhau.
Dưới các tác động của cac hoạt động hóa học và sinh học, nitơ phân tử được
chuyển hóa thành đạm vô cơ, sau chuyển hóa thành đạm thực vật và động vật
thông qua quá trình đồng hóa. Một phần đạm thực vật dưới dạng tàn dư thực vật
và một phần khác được người, động vật thải ra dưới dạng phân bã được trả lại
cho đất. Đạm trong đất, một phần được cây trồng sử dụng, số còn lại bị mất do
thẩm lậu, rửa trôi hoặc bay hơi do hoạt động của các VSV đất có khả năng phân
giải đạm. Quá trình đất mất đạm chịu ảnh hưởng rất lớn bởi chế độ canh tác.
Trong tự nhiên, nitơ phân tử tồn tại dưới dạng khí chiếm tới 78.16% thể tích
không khí, song hợp chất nitơ này lại không sử dụng được làm nguồn dinh
dưỡng cho vi sinh vật. Để cây trồng có thể sử dụng nguồn tài nguyên này làm
chất dinh dưỡng, nitơ không khí phải được chuyển hóa thông qua quá trình cố
định nitơ (cố định đạm), trong đó nitơ phân tử được chuyển hóa thành amon.
Quá định cố định nitơ có thể xảy ra các tác nhận vật lý, hóa học hoặc sinh học,
trong đó quá trình cố định đạm sinh học được quan tâm nhiều đến vì hiệu quả
và tính an toàn với môi trường.
Cố định đạm sinh học là quá trình khử N2 thành dưới xúc tác của enzim
nitrogenase khi có mặt của ATP theo sơ đồ phản ứng như sau:
N = N NH = NH H2N – NH2 NH3
N2 + 8H + 8e + 16Mg.ATP + 16O
2NH3 + H2 + 16Mg.ADP + 16P
Căn cứ vào đặc tính của các loại VSV và mối quan hệ của chúng đối với cây
trồng, VSV cố định nitơ được chia thành các loại cố định nitơ cộng sinh, cố
[ ]
định nitơ tự do và cố định nitơ hội sinh ퟓ
1.2.2. Phân lân vi sinh
VSV phân giải phân lân – VSV chuyển hóa lân (phosphate Solubilizing
Micreoorganisms – PSM) hay còn được gọi là VSV huy động lân (Phosphate
mobilizing Microorganisms) là các VSV có khả năng chuyển hóa hợp chất
photpho khó tan thành dạng dễ tiêu cho cây trồng sử dụng. Các VSV phân giải
hợp chất photpho khó tan được biết đến nay bao gồm cả vi khuẩn, nấm mốc và
nấm men. VSV phân giải lân không chỉ là các VSV chuyển hóa photphat vô cơ,
Trang 10
Thiết kế dây chuyền sản xuất phân vi sinh từ chất thải rắn đô thi, công suất 70 tấn CTRĐT/ngày
mà bao gồm cả các VSV có khả năng khoáng hóa các hợp chất lân lẫn hữu cơ
[ ]
tạo nguồn lân dễ tiêu cung cấp cho đất và cây trồng. ퟓ
1.2.3. Thực trạng phân bón VSV ở Việt Nam
Phân bón VSV, mặc dù đã được nghiên cứu từ lâu, song do nhiều yếu tố chủ
quan và khách quan khác nhau nên mức độ ứng dụng cho đến nay còn hết sức
hạn chế. Chế phẩm (phân bón) VSV trên nền chất mang khử trùng chỉ được
triển khai ứng dụng trong khuân khổ các đề tài nghiên cứu hoặc các dự án sản
xuất thử, thử nghiệm. Diện tích sử dụng tùy theo thời kì và có những năm đạt
hàng tram ngàn ha. Do người nông dân quen sử dụng phân đạm hóa học và hiệu
lực phân VSV không thể đánh giá bằng mắt thường, nên địa bàn sử dụng chỉ
mang tính chất cục bộ và phân VSV dạng này chưa trở thành sản phẩm hàng
hóa. Hiện nay việc sản xuất phân VSV ở Việt Nam mới dừng ở mức nghiên
cứu, triển khai và thử nghiệm dưới dạng pilot. Cả nước chỉ có một vài cơ sở sản
xuất phân hữu cơ VSV trên nền chất mang không khử trùng với điều kiện trang
thiết bị thiếu thốn, cơ sở hạ tầng chưa đồng bộ, nên chất lượng không cao, thiếu
[ ]
ổn định. ퟔ
Trang 11
Thiết kế dây chuyền sản xuất phân vi sinh từ chất thải rắn đô thi, công suất 70 tấn CTRĐT/ngày
Chương 2: CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN
2.1. Sơ đồ công nghệ một số nước trên thế giới
a. Sơ đồ công nghệ của Mỹ - Canada
Tiếp nhận rác
Loại bỏ chất hữu cơ
Nghiền hữu cơ
Bổ sung VSV
Bùn
Đánh luống
Lên men 8 – 10 tuần
Sàng xử lý chất hữu
Đóng bao phân bón
Chôn lấp chất trơ
cơ
[ ]
Hình 2.1: Sơ đồ công nghệ xử lý rác của Mỹ - Canada ퟕ
Nội dung công nghệ
- Ở các vùng của Mỹ và Canada có khí hậu ôn đới thường áp dụng phương pháp
xử lý rác thải ủ đống tĩnh có đảo trộn như sau: rác thải được tiếp nhận và tiến
Trang 12
Thiết kế dây chuyền sản xuất phân vi sinh từ chất thải rắn đô thi, công suất 70 tấn CTRĐT/ngày
hành phân loại. Rác thải hữu cơ được lên men từ 8 – 10 tuần lễ, sau đó sàng lọc
và đóng bao.
* Ưu điểm
- Thu hồi được sản phẩm làm phân bón. Tận dụng được nguồn bùn là các phế
thải của thành phố hoặc bùn ao. Cung cấp được nguyên liệu tái chế cho các
ngành công nghiệp. Kinh phí đầu tư và duy trì thấp.
* Hạn chế
- Hiệu quả phân hủy hữu cơ không cao. Chất lượng phân bón thu được thu hồi
không cao vì có lẫn các kim loại nặng trong bùn hoặc bùn ao. Không phù hợp
với khí hậu nhiệt đới Việt Nam vì phát sinh nước rỉ rác, không đảm bảo được
VSMT, ảnh hưởng đến nguồn nước mặt và nước ngầm. Diện tích đất sử dụng
quá lớn.
b. Sơ đồ công nghệ của Đức
Tiếp nhận rác thải sinh
hoạt
Phân loại
Rác hữu cơ lên men (thu khí
Rác vô cơ
64%)
Tái chế
Tạp chất
Kị khí
Hiếu khí
Chôn lấp chất trơ
Phân hữu cơ
Hút khí
VS
Lọc khí
Nạp khí
Trang 13
Thiết kế dây chuyền sản xuất phân vi sinh từ chất thải rắn đô thi, công suất 70 tấn CTRĐT/ngày
Hình 2.2: Sơ đồ công nghệ xử lý rác thải của CHLB Đức [7]
Nội dung công nghệ
Ở Đức, một trong những công nghệ phổ biến của các nhà máy xử lý rác thải là
áp dụng phương pháp xử lý rác thải để thu hồi khí sinh học và phân bón hữu cơ
sinh học. Rác được tiếp nhận và tiến hành phân loại, các chất hữu cơ được đưa
vào các thiết bị ủ kín dưới dạng các thùng chịu áp lực bằng thiết bị thu hôi khí
trong quá trình lên men phân giải hữu cơ, khả năng thu hồi được là 64% khí là
CH4 trong quá trình lên men). Khí qua lọc và được sử dụng vào việc hữu ích
như: năng lượng chạy máy phát điện, chất đốt,… Phần bã còn lại sau khi đã lên
men được vắt khô, tận dụng làm phân bón.
* Ưu điểm
- Xử lý triệt để đảm bảo vấn đề môi trường
- Thu hồi được sản phẩm khí đốt có giá trị cao, phục vụ cho các ngành công
nghiệp ở khu lân cận nhà máy
- Thu hồi phân bón ( có tác dụng cải tạo đất )
* Nhược điểm
- Đòi hỏi kinh phí đầu tư lớn, kinh phí duy trì cao
- Sản phẩm khí đốt cần phải phân loại, đảm bảo không lẫn các tạp chất, chất độc
hóa học như : Pb, Hg, As,Cd… để đảm bảo cho việc sử dụng chất đốt.
- Chất lượng phân bón thu hồi không cao.
Trang 14
Thiết kế dây chuyền sản xuất phân vi sinh từ chất thải rắn đô thi, công suất 70 tấn CTRĐT/ngày
c. Sơ đồ công nghệ Trung Quốc
Tiếp nhận rác thải
Thiết bị chứa (hầm ủ kín) có bổ sung vsv
thu nước thải trong 10 – 12 ngày
Ủ chin độ ẩm 40% thời gian từ 15 – 20
ngày
Sàng phân loại theo kích thước (bằng bang
tải sàng quay)
Phân loại bằng trọng lượng không khí
có thu kim loại
Vật vô cơ
Phân loại sản phẩm để tái chế
Chôn lấp chất trơ
Phối trộn nguyên tố khác N, P, K và các
nguyên tố khác
Ủ phân bón nhiệt độ từ 30 - 40℃ trong
thời gian 5 – 10 ngày
Đóng bao tiêu thụ
Hình 2.3: Sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất phân compost từ rác ở Trung
Quốc [7]
Nội dung công nghệ
Ở Trung Quốc, một trong những công nghệ phổ biến của các nhà máy xử lý rác
thải như ở Bắc Kinh, Nam Ninh, Thượng Hải … là áp dụng phươp pháp xử lý
rác thải trong thiết bị kín. Rác được tiếp nhận, đưa vào thiết bị ủ kín ( phần lớn
là hầm ủ ) sau 10 – 12 ngày, hàm lượng H2S, CH4, CO2… giảm, được đưa ra
ngoài ủ chín. Sau đó mới tiến hành phân loại, chế biến thành phân bón hữu cơ
* Ưu điểm
Trang 15
Thiết kế dây chuyền sản xuất phân vi sinh từ chất thải rắn đô thi, công suất 70 tấn CTRĐT/ngày
- Rác được ủ sau 10 – 12 ngày, giảm mùi của H2S mới đưa ra ngoài, phân loại
có ưu điểm giảm nhẹ độc hại với người lao động.
- Thu hồi được lượng nước rác, không gây ảnh hưởng cho tầng nước ngầm.
- Thu hồi được sản phẩm tái chế
- Vật vô cơ khi đưa đi chôn lấp không gây mùi và ảnh hưởng tới tầng nước
ngầm vì đã được oxi hóa trong hầm ủ
- Thu hồi được thành phẩm phân bón
* Nhược điểm
- Chất lượng phân bón chưa được triệt để về các vi sinh vật gây bệnh
- Tỷ lệ thành phẩm thu hồi không cao
- Thao tác vận hành phức tạp
- Diện tích hầm ủ rất lớn và không được phân loại dẫn đến diện tích xây dựng
nhà máy lớn
- Kinh phí đầu tư ban đầu lớn
d. Công nghệ sản xuất phân vi sinh từ CTRSH của Tây Ban Nha
* Sơ đồ công nghệ
Trang 16
Thiết kế dây chuyền sản xuất phân vi sinh từ chất thải rắn đô thi, công suất 70 tấn CTRĐT/ngày
Rác thải sinh hoạt
Bãi tập kết rác
Máy xé bao
Phun chế phẩm EM
Nạp lên băng truyền xử lý
Phân loại sơ bộ bằng tay
Tạp chất
Màng mỏng dẻo
Phân loại bằng sức gió lần 1
Sàng lồng 1
Tái chế
Đất cát, vụn vô cơ
Màng mỏng dẻo
Tách tuyển bằng tay
Máy tách tuyển từ tính
Máy băm
Kim loại
Sàng rung
Cắt nhỏ
Tái chế
Vụn hữu cơ
Phân loại bằng sức gió lần 2
Màng mỏng dẻo
Giống
Men vi sinh
Nhân giống
Phối trộn
Ủ
Nạp liệu băng truyền
Máy đánh tơi
Trang 17
Thiết kế dây chuyền sản xuất phân vi sinh từ chất thải rắn đô thi, công suất 70 tấn CTRĐT/ngày
Tách tuyển mùn hữu cơ
Đốt
Bã xenlulose
Sàng lồng 2
Phối trộn
Tạo hạt
Kali
Urê
Men vi sinh cố định đạm
phân giải lân
Supephotphat
Sấy tách ẩm
Đóng bao tiêu thụ
[ ]
Hình 2.4. Sơ đồ công nghệ sản xuất phân vi sinh CTRSH của Tây Ban Nha. ퟕ
* Ưu điểm
- Giảm thiểu ô nhiễm nguồn nước, đất và không khí, các chất hữu cơ biến đổi
thành 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 đến 60℃ làm tiêu hủy các trứng, ấu trùng vi khuẩn
trong chất thải. Phân sau khi ủ có thể sử dụng an toàn hơn phân ủ tươi.
- Phân sau khi ủ trở thành một chất mùn hữu ích cho nông nghiệp như tăng độ
phì nhiêu của đất giúp cây trồng hấp thụ.
- Tăng độ ẩm cần thiết cho đất trồng, giảm thiểu sự rửa trôi của khoáng chất do
các thành phần vô cơ không hòa tan trong phân ủ như NO.
- Giảm thể tích do 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 cho việc vận chuyển và thu gom.
* Nhược điểm
- Mặc dù phần lớn vi khuẩn bị tiêu diệt nhưng không phải hoàn toàn, đặc biệt
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 phân ủ thường không ổn định về chất lượng do thành phần nguyên liệu
đưa vào không đồng đều.
- Phải tốn kém thêm công ủ và diện tích
Trang 18
Thiết kế dây chuyền sản xuất phân vi sinh từ chất thải rắn đô thi, công suất 70 tấn CTRĐT/ngày
- 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 các loại phân hóa học như ure, NPK… 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 vi sinh.
2.2. Lựa chọn sơ đồ công nghệ
Thông qua tìm hiểu một số công nghệ đã nêu trên kết hợp với đặc điểm
CTRSH hiện nay của Việt Nam
Độ ẩm cao
Chưa được phân loại tại nguồn
Có hàm lượng hữu cơ lớn hơn 50%
Từ những điều kiện trên, Ta quyết định thiết kế theo công nghệ xử lý CTRSH
của Tây Ban Nha, tuy nhiên có sửa đổi để phù hợp với điều kiện rác thải ở Việt
Nam
* Lý do lựa chọn
- Đối công nghệ của Đức: với tình trạng CTRSH chưa được phân loại như ở
Việt Nam, việc áp dụng công nghệ để thu khí đốt và phân hữu cơ cùng lúc sẽ
lẫn rất nhiều tạp chất và sẽ phát thải hơi kim loại nguy hiểm như As, Pb, Hg…
Hơn nữa thị trường sử dụng khí đốt ở Việt Nam là không lớn, nên áp dụng mô
hình của Đức vào Việt Nam là không phù hợp.
- Đối với công nghệ của Mĩ - Canada: công nghệ của Mĩ – Canada không phù
hợp với khí hậu của Việt Nam, phát sinh nước rỉ rác và không đảm bảo VSMT
- Đối với công nghệ của Trung Quốc: công nghệ của Trung Quốc tuy hiệu quả
nhưng thao tác vận hành khá phức tạp và tốn kém chi phí không phù hợp với
một nước kinh tế hạn hẹp như Việt Nam, hơn nữa công nghệ của Trung Quốc
chưa xử lý được triệt để các vi sinh vật gây bệnh, tỷ lệ thành phẩm thu hồi
không cao.
Như vậy, ta sẽ lựa chọn công nghệ xử lý CTRSH của Tây Ban Nha đã được áp
dụng tại nhà máy chế biến phế thải Cầu Diễn – Hà Nội, công nghệ này phù hợp
với điều kiện xử lý rác tươi chưa phân loại tại nguồn và phù hợp với điều kiện
phát triển kinh tế, xã hội của nước ta.
* Thuyết minh dây chuyền công nghệ xử lý CTRSH của Tây Ban Nha
a. Phun chế phẩm EM
Trang 19
Thiết kế dây chuyền sản xuất phân vi sinh từ chất thải rắn đô thi, công suất 70 tấn CTRĐT/ngày
* Mục đích: Rác thải sinh hoạt sau khi được đưa vào bãi tập kết rác sẽ được
phun chế phẩm EM để khử mùi hôi trước khi đưa vào dây chuyền xử lý tiếp
theo. Đồng thời trong chế phẩm EM chứa hỗn hợp các VSV (nhóm vi khuẩn
quang hợp, nhóm vi khuẩn Lactobacillus, nhóm nấm men (Sacchoromyces),
nhóm nấm sợi và xạ khuẩn). Chúng sẽ tiến hành phân hủy rác thải sinh hoạt, hỗ
trợ cho quá trình xử lý.
* Tiến hành: Phun chế phẩm EM dưới dạng sương mù lên rác thải, giữ trong
một khoảng thời gian nhất định nhằm làm giảm mùi hôi của rác, giảm một số
thông số vật lý, hóa học của các thành phần có trong rác đảm bảo yêu cầu vệ
sinh môi trường. Tỉ lệ chế phẩm EM sử dụng là 2l/1 tấn rác thải. Rác sau khi
được xử lý chế phẩm EM được nạp lên băng chuyền xử lý tiếp.
b. Phân loại sơ bộ
* Mục đích: rác thải sinh hoạt chứa nhiều thành phần phức tạp như: các chất
hữu cơ, vô cơ, các chất có khả năng tái sử dụng… gây khó khăn trong quá trình
xử lý, tổn thất chi phí và hiệu suất sản xuất phân bón không cao. Do vậy phải
tiến hành phân loại sơ bộ để tách bớt thành phần các chất phi hữu cơ có kích
thước lớn, tạo điều kiện thuận lợi cho các công đoạn sau.
* Tiến hành: rác tại bãi tập kết được xe xúc lật đưa lên phễu nạp liệu và qua
băng chuyền xử lý. Hai bên băng tải có công nhân đứng để phân loại rác bằng
tay, nhặt bỏ các loại rác: lốp cao su, than gỗ, rác y tế… ra khỏi hỗn hợp ban đầu.
c. Xé bao, làm tơi
* Mục đích: rác thải sinh hoạt được chứa nhiều trong những bao nilong, vì vậy
cần phải qua máy xé bao để giải phóng rác ra khỏi bao nilong và làm tơi, tạo
điều kiện thuận lợi cho quá trình phân loại rác về sau.
* Tiến hành: rác sau phân loại sơ bộ trên băng tải được đưa vào máy xé bao với
cơ cấu cơ khí được thiết kế hợp lý, các bao chứa rác sẽ được phá vỡ và nhờ tác
động lực đập của máy rác được làm tơi trước khi vào công đoạn tiếp theo.
d. Phân loại bằng sức gió
* Mục đích: tách các thành phần nhẹ như bao nilong, túi màng mỏng nhựa dẻo,
… ra khỏi hỗn hợp rác thải
* Tiến hành: Rác sau khi được xé nhỏ, làm tơi, tiếp tục đi vào máy phân loại
bằng sức gió. Dưới tác dụng của luồng không khí có trong máy các thành phần
màng mỏng nhựa dẻo nhẹ sẽ được tách ra theo luồng không khí và được dồn lại
thành đống, đưa đi tái chế. Hỗn hợp rác còn lại sẽ theo băng tải đi vào sàng
lồng.
Trang 20
Tải về để xem bản đầy đủ
58 trang
30/03/2022
5660
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Thiết kế dây chuyền sản xuất phân vi sinh từ chất thải rắn đô thi, công suất 70 tấn CTRĐT/ngày", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- do_an_thiet_ke_day_chuyen_san_xuat_phan_vi_sinh_tu_chat_thai.pdf
