Trờng đại học khoa học tự nhiên
Khoa môI trờng
đề tài
Mô hình Công nghệ liên hợp trong xử lý
chất thảI rắn sinh hoạt
Giáo viên hớng dẫn: PGS.TS Trịnh Thị Thanh
Nhóm học viên thực hiện: Nhóm 10 - Lớp cao học K14
1. Bùi Liêm Chính
2. Phan Văn Bắc
3. Đỗ Tiến Nam
4. Phạm Thị Hà Phơng
5. Lê Thị Bích Thủy
Hà nội, ngày 06 tháng 05 năm 2007
Mục lục
I. Mở đầu 4
II. Mục tiêu của công nghệ 5
III. Tổng quan về tình hình công nghệ xử lý rác thải sinh hoạt 5
1. Khái niệm về xử lý chất thải 5
2. Các phơng pháp xử lý chất thải rắn 5
a. Phơng pháp chôn lấp 5
b. Phơng pháp xử lý ủ rác lên men sản xuất phân hữu cơ 6
c. Phơng pháp thiêu đốt 6
d. Một số giải pháp khác 7
3. Bản chất của phơng pháp xử lý rác thải bằng vi sinh vật 8
1
4. Nguyên lý ủ phân 11
a. ủ yếm khí 11
b. ủ hiếu khí 12
5. Các phơng pháp làm phân ủ 12
a. Phơng pháp ủ thành đống lên men có đảo trộn 12
b. Phơng pháp ủ thành đống không đảo trộn, có thổi khí cỡng bức 13

d. Phơng pháp tái chế Giấy phế thải 25
2
Mở đầu
Đặt vấn đề
Trong những năm gần đây quá trình phát triển kinh tế của Việt Nam đã và đang
đạt đợc những bớc tiến nhảy vọt trên mọi lĩnh vực, đời sống ngời dân từng bớc đợc cải
thiện, cảnh quan đô thị ở các thành phố đợc chỉnh trang xây dựng mới khang trang,
sạch đẹp hơn. Tuy nhiên, bên cạnh những thành tựu về kinh tế đạt đợc, một vấn đề đi
kèm đó là tình trạng ô nhiễm môi trờng đang diễn ra với mức độ ngày càng nghiêm
trọng, đặc biệt là tại các thành phố lớn. Có rất nhiều nguyên nhân dẫn đến tình trạng ô
nhiễm môi trờng, trong đó phải kể đến là sự gia tăng của chất thải răn sinh hoạt. Vấn
đề kiểm soát và xử lý chất thải rán sinh hoạt đã đợc các cấp, các ngành ở các địa ph-
ơng quan tâm rất nhiều, đã có một số công nghệ đợc nghiên cứu để áp dụng vào quá
trình xử lý chất thải răn sinh hoạt và bớc đấu mang lại những hiệu quả thiết thực góp
phần vào mục tiêu bảo vệ môi trờng chung của cả nớc. Gần đây đã có nhiều quan điểm
mới khác nhau về vấn đề quản lý và xử lý chất thải rắn sinh hoạt, trong đó có quan
điểm xem chất thải rắn sinh hoạt nh là một dạng tài nguyên cần đợc quan tâm. Trên
quan điểm đó, nhóm chúng tôi xây dựng một mô hình Công nghệ liên hợp trong xử
lý chất thải rắn sinh hoạt. Đây là một mô hình đã đợc áp dụng ở các nớc phát triển
trên Thế giới và một số thành phố lớn ở Việt Nam trong những năm gần đây. Với việc
áp dụng mô hình này khoảng 85% thành phần trong rác thải đợc tái chế trở lại, cung
cấp nguyên liệu cho các ngành sản xuất khác, hạn chế thấp nhất những tác động xấu
đến môi trờng, góp phần vào việc phát triển bền vững kinh tế xã hội của đất nớc.
3
I.Tên nhiệm đề tài: Xây dựng mô hình liên hợp trong xử lý rác sinh hoạt
II. Mục tiêu của đề tài:
- Xử lý tình trạng ô nhiễm môi trờng do rác thải sinh hoạt tại các thành phố lớn,
góp phần vào mục tiêu bảo vệ môi trờng chung của cả nớc.
- Tạo ra nguồn nguyên liệu từ rác thải cung cấp cho các ngành công nghiệp khác
và sản xuất phân bón hữu cơ sinh học từ nguồn rác thải hữu cơ cung cấp nguồn

loạt các VSV hiếu khí và kị khí đảm nhiệm. Các điều kiện pH, độ ẩm, thoáng khí (đối
với vi khuẩn hiếu khí) càng tối u thì VSV càng hoạt động mạnh và quá trình ủ phân
càng kết thúc nhanh. Tuỳ theo công nghệ mà vi khuẩn kị khí hoặc hiếu khí sẽ chiếm u
thế trong đống ủ.
Công nghệ có thể là ủ đống tĩnh thoáng khí cỡng bức, ủ luống có đảo định kỳ
hoặc vừa thổi khí vừa đảo. Xử lý rác làm phân hữu cơ là biện pháp xử lý rác rất có hiệu
quả sản phẩm phân huỷ, có thể kết hợp tốt với phân ngời hoặc phân gia súc (đôi khi cả
than bùn) giúp phân hữu cơ có hàm lợng dinh dỡng cao, tạo độ tơi xốp, rất tốt cho cải
tạo đất.
c. Đốt rác
Xử lý rác bằng phơng pháp đốt là làm giảm mức tối thiểu chất thải cho khâu xử
lý cuối cùng. Nếu sử dụng công nghệ tiên tiến còn có ý nghĩa cao để bảo vệ môi trờng
thì đây là phơng pháp xử lý rác tốn kém nhất so với phơng pháp chôn lấp rác hợp vệ
sinh, chi phí đốt một tấn rác cao hơn khoảng 10 lần.
Công nghệ đốt rác thờng sử dụng ở các quốc gia phát triển vì phải có một nền
kinh tế đủ mạnh để bao cấp cho việc thu rác sinh hoạt nh là một dịch vụ phúc lợi xã
hội của toàn dân. Tuy nhiên, việc thu đốt rác sinh hoạt bao gồm nhiều chất thái khác
nhau sinh khói độc dễ sinh ra khói độc dioxin nếu không giải quyết tốt việc xử lý khói
(xử lý khói là phần đắt nhất trong công nghệ đốt rác).
Hiện nay, tại các nớc châu Âu có xu hớng giảm việc đốt rác thải vì hàng loạt
các vấn đề kinh tế cũng nh môi trờng cần phải giải quyết. Việc thu đốt rác thải thờng
chỉ áp dụng cho việc xử lý rác thải độc hại nh rác thải bệnh viện hoặc rác thải công
nghiệp vì các phơng pháp khác không xử lý triệt để đợc.
d. Một số giải pháp khác:
- Phơng pháp xử lý rác bằng công nghệ Hydromex
Đây là một công nghệ mới, lần đầu tiên đợc áp dụng tại Mỹ. Công nghệ
Hydromex nhằm xử lý rác đô thị (kể cả rác độc hại) thành các sản phẩm phục vụ
ngành xây dựng, vật liệu, năng lợng và sản phẩm dùng trong nông nghiệp hữu ích.
Bản chất của công nghệ Hydromex là nghiền rác nhỏ sau đó polime hoá và sử
dụng áp lực lớn để ép nén, định hình các sản phẩm.

ứng đợc quy mô công nghiệp cần phải:
- Rút ngắn quá trình xử lý (ủ) và chi phí năng lợng thấp.
- Bảo đảm sản phẩm cuối cùng không những an toàn sử dụng cho nông
nghiệp mà phải thoả mãn yêu cầu phân bón hữu cơ.
- An toàn vệ sinh cho cây trồng và các sản phẩm của cây trồng.
Quần thể VSV trong tự nhiên, theo nghĩa rộng bao gồm hỗn hợp các loại VSV:
virut, cơ thể tiền nhân (vi khuẩn, xạ khuẩn), cơ thể nhân thật đơn bào (nấm sợi, nấm
men, thực vật đơn bào) và nguyên sinh động vật. Chúng đóng vai trò đặc biệt quan
trọng trong quá trình xử lý rác thải, nớc thải, trong đó vi khuẩn là nhóm quan trọng
6
nhất, vì vừa có thể sử dụng rộng rãi các hợp chất hữu cơ trực tiếp, vừa có số lợng lớn
hơn các VSV khác. Vai trò cơ bản của chúng trong quá trình xử lý rác thải là phân huỷ
các chất hữu cơ khó phân giả thành các hợp chất hữu cơ dễ tiêu. Tuy nhiên, mỗi nhóm
VSV có vai trò khác nhau trong quá trình phân huỷ rác thải nh có nhóm có khả năng
nitrat hóa hay phản nitrat hoá, nhóm khác lại có khả năng đồng hoá photphat hay phân
giải các hợp chất khó phân huỷ Phụ thuộc vào điều kiện sinh thái và thành phần các
chất có trong bể ủ, các loại VSV phù hợp sẽ phát triển.
Trong quá trình thu gom rác thải thành đống, các VSV có sẵn trong đó bắt đầu
hoạt động làm cho nhiệt độ bể ủ tăng lên. Mỗi loại VSV có khả năng sinh trởng ở
nhiệt độ tối thiểu, tối thích và tối đa khác nhau, ngời ta chia chúng thành 3 nhóm
chính: a lạnh (dới 25
0
C), a ẩm (20 25
0
C) và a nhiệt (trên 45
0
C). Một số tài liệu còn
chia các VSV phát triển ở nhiệt độ cao (trên 70
0
C) thành nhóm cực a nhiệt.

thải. Quá trình này cần phải đợc nghiên cứu thực nghiệm, dựa trên cơ sở hiểu rõ bản
chất mối tơng tác giữa điều kiện sống và sự cạnh tranh để phát triển của VSV trong bể
ủ, mới có thể điều khiển đợc quá trình ủ và hoàn thiện quy trình xử lý.
Trong rác thải, VSV không những sử dụng các hợp chất Cacbon hữu cơ làm
nguồn dinh dỡng để sinh trởng mà còn cần các nguồn Nitơ (hữu cơ và vô cơ), các
nguyên tố đa lợng nh P, K, Mg, Ca, S, và các nguyên tố vi lợng nh Mn, Fe, Zn, Vì
vậy, trong quy trình ủ rác, ngoài việc cân đối các thành phần dinh dỡng để VSV phát
triển nhanh, còn cần các điều kiện nuôi cấy tối u nh độ ẩm, pH, nhiệt độ, tỷ lệ khí oxy
và cacbonic trong môi trờng để thúc đẩy nhanh quá trình phân giải và rút ngắn thời
gian xử lý.
Khả năng xử lý rác thải bằng VSV còn phụ thuộc vào tỷ lệ giữa các chất có trong
rác thải. Ngày nay, trớc khi đa vào ủ, ngời ta thờng kiểm tra tỷ lệ cacbon: nitơ:
photpho: kali có mặt trong các loại chất thải, tạo điều kiện thích hợp cho các VSV phát
triển tốt, rút ngắn thời gian xử lý, làm tăng số lợng và chất lợng mùn tạo thành.
Thổi khí nhằm cung cấp khí oxy cho các VSV hô hấp hiếu khí tiến hành phân
giải hợp chất hữu cơ nhanh chóng, không sinh ra mùi hôi thối đồng thời có tác dụng
làm tản nhiệt và làm giảm độ ẩm trong đống ủ. Đó là những u điểm của quá trình ủ
hiếu khí so với ủ kị khí. Lợng oxy đợc cung cấp cho bể ủ qua hai con đờng chính: sự
khuếch tán của không khí và thổi khí cỡng bức. Lợng oxy đợc cung cấp bởi khuếch
tán rất nhỏ chỉ vào khoảng 0,5 5 % tổng nhu cầu oxy. Vì vậy thổi khí cỡng bức là
nguồn cung cấp oxy chủ yếu của quá trình ủ hiếu khí.
4. Nguyên lý ủ phân
ủ sinh học có thể đợc coi là quá trình ổn định sinh hóa các chất hữu cơ để thành
các chất mùn, với thao tác sản xuất và kiểm soát một cách khoa học, tạo môi trờng tối
u với quá trình sản xuất. Quá trình ủ đợc thực hiện theo hai phơng pháp:
- Phơng pháp ủ yếm khí
- Phơng pháp ủ hiếu khí (thổi khí cỡng bức)
Quá trình ủ áp dụng đối với chất hữu cơ không độc hại, hai yếu tố nhiệt độ và độ
ẩm luôn đợc kiểm soát trong quá trình ủ, quá trình tự tạo ra nhiệt riêng nhờ sự oxy hoá
các chất.

2
+ chất dinh dỡng (phân
chuồng hoặc phân hoá học) + chế phẩm vi sinh + thời gian từ 20-30 ngày = phân hữu
cơ
Rác hữu cơ + O
2
(nhiệt độ, độ ẩm, VSV) H
2
O + CHNOS (humus)
CHNOS (humus) đợc gọi là compost là thành phần dinh dỡng chế tạo phân rác.
5. Các phơng pháp làm phân ủ:
a. Phơng pháp ủ thành đống lên men có đảo trộn:
Đây là phơng pháp cổ điển nhất: Rác đợc chất thành đống có chiều cao từ 1,5
2,5 m, mỗi tuần đảo trộn 2 lần. Nhiệt độ trung bình là 55
0
C, độ ẩm duy trì là 50
60%. Kết thúc quá trình ủ sau 4 tuần, 3 4 tuần tiếp theo không đảo trộn nữa, lúc
này hoạt động củaVSV sẽ chuyển hoá các chất hữu cơ thành mùn. Phơng pháp này dễ
thực hiện nhng mất vệ sinh, gây ô nhiễm nguồn nớc và không khí.
9

Hình1: ủ đống lên men có đảo trộn Hình2: ủ đống không đảo trộn, có thổi khí c-
ỡng bức
b. Phơng pháp ủ thành đống không đảo trộn, có thổi khí cỡng bức
Rác đợc chất thành đống cao 2 2,5m. Phía dới đợc lắp đặt hệ thống phân phối
khí. Nhờ quá trình thổi khí cỡng bức mà các quá trình đợc tiến hành nhanh hơn, nhiệt
độ ổn đinh và ít ô nhiễm. Phơng pháp này đỏi hỏi trình độ công nghệ vừa phải, dễ áp
dụng.
c. Phơng pháp lên men trong các thiết bị chứa, có thổi khí.
Phơng pháp này dựa trên cơ sở của các phơng pháp trên, có thể kiểm soát chặt

C.
Nhiệt độ cao (ngỡng trên) đối với đống ủ thì tốc độ, mức ủ sẽ nhanh.
Lu ý cần ngăn ngừa quá khô, quá lạnh ở phần nào đó của đống ủ.
c. Độ ẩm
Độ ẩm tối u đối với quá trình ủ từ 50 - 52%.
Nếu vật liệu quá khô không đủ độ ẩm cho sự tồn tại của VSV hoặc nếu vật liệu
quá ẩm thì sẽ diễn ra quá trình lên men yếm khí, O
2
không lọt vào đợc phát sinh mùi.
d. pH
pH giảm xuốn 6,5 - 5,5 trong giai đoạn tiêu huỷ a mát và sau đó tăng nhanh ở
giai đoạn a ấm tới pH = 8 sau đó giảm nhẹ xuống 7,5 trong giai đoạn lạnh và trở nên
già cỗi.
Nếu dùng vôi để tăng pH ở giai đoạn đầu và pH sẽ tăng lên ngoài ngỡng mông
muốn làm cho nitơ ở dạng muối sẽ mất đi.
e. Độ thoáng khí và phân phối Oxy
Thông thờng áp lực tĩnh là 0,1 - 0,15 mm cột nớc, cần tạo ra để đẩy không khí
qua chiều sâu từ 2 - 2,5m vật liệu. Các cửa của bể ủ sẽ đảm bảo cho làm thoáng, chỉ
cần đảo cửa lò ủ mỗi ngày một lần hoặc nhiều ngày một lần. Đối với các vật liệu nhỏ
(kích thớc nhỏ hơn hoặc bằng 25mm) O
2
có thể xuyên thấu vào qua cửa sau 0,15 - 0,
2m.
Sự phân phối O
2
cho bể ủ là rất cần thiết bởi VSV hiếu khí cần O
2
, lợng O
2
tiêu

Tơng quan C/N bị làm nhỏ dần cho đến khi tỷ lệ nitơ cố định và nitơ khoáng hoá
nh nhau. Sau một quá trình dài, tỷ lệ C/N của phân còn lại sẽ bằng với tỷ lệ của VSV.
Quá trình này cần có thời gian, nếu ngay từ đầu, tỷ lệ C/N thấp, sự khoáng hoá nitơ thu
đợc từ sự cố định. Tỷ lệ C/N cao có thể làm mất nitơ bởi amoniac NH
3
Tỷ lệ N/P trong một tế bào đợc đặt trong khoảng từ 5 đến 20. Nếu tỷ lệ N/P của
phân còn lại cao hơn tỷ lệ của những tế bào VSV thì cần bổ xung một lợng photphat
trên tỷ lệ 100 phần nguyên liệu hữu cơ. Ưu thế trong tỷ lệ N/P khiến cho sự phân huỷ
cao, giải phóng một lợng nhỏ O
2
và một lợng lớn hơn đợc sản sinh.
IV. Một số công nghệ xử lý rác thải và chất thải rắn làm phân bón hữu cơ sinh
học tại Việt nam:
1. Công nghệ Dano Systerm:
a. Sơ đồ công nghệ ( sơ đồ1)
b. Nội dung công nghệ:
Đây là quy trình công nghệ hiếu khí kiểu Dano system sử dụng ống sinh hoá
quay đợc Chính phủ Vơng quốc Đan Mạch viện trợ xây dựng đa vào hoạt động năm
12
Rác t ơi
Phễu tiếp rác
Sàng phân loại
Lên men 16h
(ống sinh
hoá)
Băng tải phân loại
Sàng rung
Máy nghiền
ủ chín (28 ngày)
Nam châm điện

- Đơn giản, dễ vận hành.
- Máy móc thiết bị chế tạo, thay thế thuận lợi.
Rác đ ợc thu gom vận
chuyển đến nhà máy
Xác định trọng l ợng
(Cân điện tử)
Xử lý sơ bộ
(vi sinh vật)
Tuyển chọn
Bổ sung VSV, phụ gia, ủ
lên men
ủ chín (bổ sung n ớc
sạch)
Tinh chế
Mùn loại 1
Đóng bao hoàn
thiện sản phẩm
Chất vô cơ đi chôn
lấp
Bay hơi
Bay hơi
Chất vô cơ đi chôn
lấp
Nguyên liệu cải tạo
đất làm phân bón
Tiêu thụ sản phẩm
trên thị tr ờng
loại 2
14
- Năng lợng tiêu hao nhỏ.

Phân loại sản
phẩm
ủ đóng bao
(7 ngày)
Phân xí máy
phụ gia
Rác thải đô thị
Phân loạiTái chế
Khuấy đều
Thổi gió c ỡng
bức
Roto từ tính thu
kim loại
Bổ sung vi sinh
vật
Vi sinh vật +
độ ẩm 30-35%
16
- Bố trí liên hoàn (trong nhà có mái che), vận hành thuận tiện và có sử dụng các
loại VSV để đảm bảo môi trờng và nâng cao chất lợng phân bón.
- Thiết bị làm việc đồng bộ, dễ sử dụng và thay thế.
- Đảm bảo hợp vệ sinh trong và ngoài nhà máy, có hệ thống thu hồi nớc rác ở các
khâu: phân loại, ủ háo khí.
- Chất lợng sản phẩm tốt, đa dạng.
- Các thiết bị đảm bảo an toàn lao động nh: Hệ thống chống sét, chiếu sáng, bảo
vệ quá tải.
Nhợc điểm:
- Phân loại trên băng chuyền thủ công.
- Quá trình đóng bao thủ công.
- Cha có phòng nuôi cấy VSV.

Phế liệu có khả
năng tái chế
Chất không phân hủy
còn lại
18
1. Phần rác hữu cơ dễ phân hủy sinh học
Bớc 1: Tập kết rác: Rác đợc thu gom trong các khu dân c , sau đó tập trung tại
bãi tập kết.
Bớc 2: Phân loại thành phần rác: Rác hữu cơ khi tập kết đợc phun chế phẩm
khử mùi EM, sau đó đợc cho lên các băng tải để phân loại.
nghiền nhỏ rồi phối trộn chế phẩm vi sinh vật đặc hiệu, điều chỉnh tỷ lệ hợp lý
và đa vào bể ủ có thổi khí.
Bớc 3: Phay: Rác sau khi đợc phân loại sơ bộ sẽ đợc chuyển đến hệ thống phay
nhằm làm nhỏ kích thớc của chất hữu cơ.
Bớc 4 :Trộn phụ gia: Rác đợc trộn với phân hầm cầu, điều chỉnh độ ẩm và bổ
sung chế phẩm vi sinh
Bớc 5: ủ hiếu khí: Rác sau khi trộn với phân hầm cầu, bổ sung chế phẩm vi
sinh sẽ đợc đa vào hệ thống các hầm ủ, tại các hầm ủ này có bố trí các
hệ thống thổi khí cỡng bớc.
Bớc 6: Giai đoạn ủ chín:
Bớc 7: Nghiền, sàng: Sau thời gian ủ chín khoảng 25-30 ngày, sản phẩm mùn đ-
ợc lấy ra và cho qua máy sàng cấp độ 0,2-0,3 cm. Phần không phân hủy
hoặc phân hủy chậm còn lại sẽ đợc mang đi chôn lấp cùng với chất thải
vô cơ.
Bớc 8: Trộn phụ gia: Nguyên liệu mùn đợc kiểm tra chất lợng qua độ ẩm, hàm
lợng mùn, hàm lợng N,P,K sau đó đợc phối trộn các thành phần dinh d-
ỡng và vi lợng thích hợp để tạo phân bón chất lợng cao
Bớc 9: Đóng bao thành phẩm và nhập kho
19
2. Phần rác vô cơ không phân hủy sinh học

21
Kết luận
Kết luận
Công nghệ liên hợp trong xử lý chất thải rắn sinh hoạt là một công
Công nghệ liên hợp trong xử lý chất thải rắn sinh hoạt là một công
nghệ mới đ ợc áp dụng tại Việt Nam và đã mang lại u điểm v ợt trội so với các
nghệ mới đ ợc áp dụng tại Việt Nam và đã mang lại u điểm v ợt trội so với các
công nghệ khác.
công nghệ khác.
Việc xử lý kết hợp tái sinh và tái sử dụng CTRSH trong công
Việc xử lý kết hợp tái sinh và tái sử dụng CTRSH trong công
nghệ liên hợp là việc làm có ý nghĩa về khía cạnh kinh tế cũng nh môi tr ờng
nghệ liên hợp là việc làm có ý nghĩa về khía cạnh kinh tế cũng nh môi tr ờng
Trên quan điểm xem chất thải rắn sinh hoạt là một dạng tài
Trên quan điểm xem chất thải rắn sinh hoạt là một dạng tài
nguyên cần đ ợc thu hồi và tái chế, việc áp dụng công nghệ này đã góp phần
nguyên cần đ ợc thu hồi và tái chế, việc áp dụng công nghệ này đã góp phần
rất lớn trong chiến l ợc phát triển bền vững của đất n ớc.
rất lớn trong chiến l ợc phát triển bền vững của đất n ớc.
22