Đề tài:Nghiên cứu sản xuất Compost từ chất hữu cơ trong chất thải rắn sinh hoạt tại TP. HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TPHCM
KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC – KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
---------------------

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
ĐỀ TÀI : NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT COMPOST TỪ CHẤT
HỮU CƠ TRONG CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TP. Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 11 năm 2010

TRANG:1


Đề tài:Nghiên cứu sản xuất Compost từ chất hữu cơ trong chất thải rắn sinh hoạt tại TP. HCM

MỤC LỤC
Loại phân.............................................................................................................................28

CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1. Lý do chọn đề tài:
Thành phố Hồ Chí Minh được mệnh danh là hòn ngọc biển đông của cả nước;
nó không chỉ là một trung tâm kinh tế, văn hóa, khoa học công nghệ, mà còn là đầu
mối giao lưu quốc tế, có vị trí quan trong của cả nước. Trên 30 năm qua nhân dân
thành phố đã không ngừng phát huy truyền thống năng động, sáng tạo, vượt qua
nhiều khó khăn, thử thách, đạt được nhiều thành tựu vượt bậc trên tất cả các lĩnh vực
của đời sống xã hội. Với vị thế và tầm cỡ quan trọng ấy, vấn đề vệ sinh môi
trường luôn là mục tiêu hàng đầu của các cấp lãnh đạo thành phố. Đặc biệt chất
thải rắn là một trong những yếu tố quan trọng nhất tác động đến cảnh quan đô thị
và môi trường sinh thái. Diện tích ở TP. HCM là 2.095 km². Số quận/thị xã/huyện:

trước tình hình chất thải rắn sinh hoạt ngày càng gia tăng nhanh chóng, có khả năng
gây nhiều tác hại đến con người và môi trường trong một tương lai gần. Góp phần
bảo vệ môi trường, giữ cho thành phố Hồ Chí Minh luôn xanh – sạch – đẹp.
1.3. Nội dung nghiên cứu của đồ án:
o

Thu thập những số liệu sẵn có về lượng chất thải rắn phát sinh, thành phần
và tính chất chất thải rắn của TpHCM.

o

Ước tính khối lượng chất thải rắn phát sinh cho tới năm 2030, lượng chất
thải rắn hữu cơ có trong chất thải rắn sinh hoạt.

o

Đánh giá tiềm năng áp dụng công nghệ compost để xử lý chất thải hữu cơ
của TpHCM.

o

Đề xuất công nghệ thích hợp để xử lý chất thải hữu cơ của TpHCM.

1.4. Phương pháp nghiên cứu
1.4.1 Phương pháp nghiên cứu luận
Phương pháp nghiên cứu là những nguyên tắc và cách thức hoạt động khoa học
nhằm ứng dụng vào thực tiễn dựa trên cơ sở của sự chứng minh khoa học. Theo định
nghĩa này, cần phải có những nguyên tắc và phương pháp cụ thể, mà dựa theo đó các
vấn đề được giải quyết.
Nghiên cứu quy trình chế biến phân Compost từ rác thải sinh hoạt tại TpHCM

Ni +1

= Ni + rΔ t

N(i + 1)/ 2 =
N ’i + 1
Trong đó:

(Ni + 1 + Ni)/2

= Ni + rΔ t.N(i+1)/2

Ni: số dân tại năm i
Ni + 1: số dân tại năm tính toán (người)
Δ t: khoảng thời gian chênh lệch, thường lấy Δ t = 1 năm
r: tốc độ gia tăng dân số (%)

1.4.2.4. Phương pháp tổng hợp
Khi đã có những số liệu thu thập được, dựa trên phương pháp phân tích, đánh
giá … và kết hợp với kiến thức chuyên ngành của mình, nhóm 4 đã tổng hợp và đưa
ra những nhận xét, đánh giá khách quan, đề xuất quy trình chế biến phân Compost
phù hợp

TRANG:4


Đề tài:Nghiên cứu sản xuất Compost từ chất hữu cơ trong chất thải rắn sinh hoạt tại TP. HCM

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT COMPOST
TỪ CHẤT THẢI RẮN HỮU CƠ

-

Công nghiệp

-

Nông nghiệp.

-

Hộ gia đình, biệt thự, chung cư.

-

Nhà kho, nhà hàng, chợ, khách sạn, nhà trọ, các trạm sữa chữa và dịch vụ.

-

Trường học, bệnh viện, văn phòng, công sở nhà nước.

-

Khu nhà xây dựng mới, sữa chữa nâng cấp mở rộng đường phố, cao ốc, san
nền xây dựng.

-

Đường phố, công viên, khu vui chơi giải trí, bãi tắm.

-

Thực phẩm bị thối rửa, sản phẩm nông nghiệp thừa, rác, chất độc hại.
(Nguồn: Integrated Solid Waste Management, McGRAW-HILL 1993)
Bảng 2.1 Nguồn gốc các loại chất thải

Nguồn phát sinh

Nơi phát sinh

Các dạng chất thải rắn

Khu dân cư

Hộ gia đình, biệt thự, chung cư. Thực phẩm dư thừa, giấy,
can nhựa, thủy tinh, nhôm.

Khu thương mại

Nhà kho, nhà hàng, chợ, khách
sạn, nhà trọ, các trạm sửa chữa
và dịch vụ.

Giấy, nhựa, thực phẩm
thừa, thủy tinh, kim loại,
chất thải nguy hại

Cơ quan, công sở

Trường học, bệnh viện,
văn phòng cơ quan chính phủ.


công nghiệp nặng- nhẹ, lọc dầu, biến công nghiệp, phế liệu,
hóa chất, nhiệt điện.
và các rác thải sinh hoạt

công

Nông nghiệp

Đồng cỏ, đồng ruộng, vườn cây Thực phẩm bị thối rửa,
ăn trái, nông trại.
sản phẩm nông nghiệp thừa,
rác, chất độc hại.

(Nguồn: Nguyễn Văn Phước - Giáo trình Quản Lý Chất Thải Rắn)
2.2. Thành phần chất thải rắn
-

Ở các đô thị Việt Nam, tốc độ phát sinh rác thải tùy thuộc vào từng loại đô thị
và dao động từ 0,35 kg/người.ngày đến 1,2kg/người.

-

Theo điều tra, lượng chất thải rắn trung bình phát sinh từ các đô thị thành phố
năm 1996 là 16.237 tấn/ngày; năm 1997 là 19.315 tấn/ngày, đến năm 1998 thì
đạt giá trị 22.210 tấn/ngày. Hiệu suất thu gom từ 40%-67% ở các thành phố
lớn và từ 20%-40% ở các đô thị nhỏ. Lượng bùn cặn cống thường lấy theo định
kì hàng năm, ước tính trung bình cho một ngày là 822 tấn. Tổng lượng chất
thải rắn phát sinh và tỉ lệ thu gom được thể hiện trong bảng 2.2 dưới đây.
TRANG:6


Loại chất thải

Lượng phát sinh

Lượng thu gom (%)

1997

1998

1999

1997

1998

1999

14.525

16.558

18.879

55

68

75


277

75

75

75

Chất thải CN nguy hại

1.930

2.2

2.508

48

50

60

Tổng cộng

19.315

21.979

25.049



Chất hữu cơ

50,1

50,58

40,1-44,7

31,50

41,25

Cao su, nhựa

5,50

4,52

2,7-4,5

22,50

8,78

Giấy, carton, giẻ vụn.

4,2

7,52


Đất, đá, cát, gạch vụn

35,90

36,53

47,5-36,1

36,0

18

Độ ẩm

47,7

45-48

40-46

39,09

27,18

Độ tro

15,9

16,62

trên một đơn vị thể tích (kg/m3). Bởi vì chất thải rắn có thể ở các trạng thái như xốp,
chứa trong các container, nén hoặc không nén được… nên khi báo cáo giá trị trọng
lượng riêng phải chú thích trạng thái mẫu rác một cách rõ ràng.
Trọng lượng riêng thải đổi phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: vị trí địa lý, mùa
trong năm, thời gian lưu trữ chất thải… trọng lượng riêng của một chất thải đô thị
điển hình là khoảng 500 lb/yd3 (300kg/m3).
Ghi chú: 1lb = 0,4536 kg, 1yd3 = 0,764m3.
Phương pháp xác định trọng lượng riêng của chất thải rắn:
Mẫu chất thải rắn để xác định trọng lượng riêng có thể có thể tích khoảng 500
lít sau khi xáo trộn bằng kỹ thuật “Một phần tư” các bước tiến hành như sau:
TRANG:8


Đề tài:Nghiên cứu sản xuất Compost từ chất hữu cơ trong chất thải rắn sinh hoạt tại TP. HCM

1. Đổ nhẹ mẫu chất thải rắn vào phòng thí nghiệm có thể tích đã biết (tốt nhất là
thùng có dung tích 100 lít) cho đến khi chất thải đầy đến miệng thùng.
2. Nâng thùng chứa lên cách mặt sàn khoảng 30 cm và thả rơi tự do, lặp lại 04
lần.
3. Tiếp tục làm đầy thùng bằng cách đổ thêm mẫu chất thải rắn vào thùng thí
nghiệm để bù vào phần chất thải đã đè xuống.
4. Cân và ghi khối lượng của cả thùng thí nghiệm và chất thải rắn.
5. Trừ khối lượng cân được ở trên cho khối lượng của thùng thí nghiệm
được khối lượng của phần chất thải thí nghiệm.
6. Chia khối lượng tính từ bước trên cho thể tích của thùng thí nghiệm ta được
khối lượng của phần chất thải rắn thí nghiệm.
7. Lập lại thí nghiệm ít nhất hai lần để có giá trị trọng lượng riêng trung bình.
-

Độ ẩm

Trong đó:
S: kích thước của các thành phần. l: chiều dài, mm
w: là chiều rộng,
Khi sử dụng các phương pháp khác nhau thì kết quả sẽ có sự sai lệch, tùy thuộc
vào hình dáng kích thước của chất thải mà ta chọn phương pháp đo lường cho phù
hợp.
-

Khả năng giữ nước tại thực địa (hiện trường)

Khả năng giữ nước tại hiện trường của chất thải rắn là toàn bộ lượng nước mà
nó có thể giữ lại trong mẫu chất thải dưới tác dụng kéo xuống của trọng lực. Là một
chỉ tiêu quan trọng trong việc tính toán xác định lượng nước rò rỉ từ bãi rác. Khả
năng giữ nước tại hiện trường thay đổi phụ thuộc vào áp lực nén và trạng thái phân
hủy của chất thải (ở khu dân cư và các khu thương mại thì dao động trong khoảng 50
– 60%).
2.3.2. Tính chất hóa học của chất thải rắn
Các thông tin về thành phần hóa học đóng vai trò rất quan trọng trong
việc đánh giá các phương pháp lựa chọn phương thức xử lý và tái sinh chất thải. Có
04 phân tích hóa học quan trọng nhất là:
-

Phân tích gần đúng sơ bộ.

-

Điểm nóng chảy của tro.

-


TRANG:10


Đề tài:Nghiên cứu sản xuất Compost từ chất hữu cơ trong chất thải rắn sinh hoạt tại TP. HCM

rất quan trọng trong việc xác định tỉ số C/N của chất thải có thích hợp cho quá trình
chuyển hóa sinh học hay không.
4) Hàm lượng năng lượng của các thành phần chất thải rắn
- Hàm lượng năng lượng của các thành phần chất hữu cơ trong chất thải rắn có
thể xác định bằng một trong các cách sau:
-

Sử dụng nồi hay lò chưng cất qui mô lớn.

-

Sử dụng bình đo nhiệt trị trong phòng thí nghiệm.

-

Bằng cách tính toán nếu công thức hóa học hình thức được biết.

Nhiệt trị
Giá trị nhiệt tạo thành khi đốt chất thải rắn. Giá trị này được xác định
theo công thức Dulong cải tiến:
Btu/lb = 145C + 610(H2 – 1/8O2) + 40S + 10N) KJ/kg = (Btu/lb).2,326 ; (%)
Trong đó:
C: % trọng lượng của Carbon. H: % trọng lượng của Hidro.
O: % trọng lượng của Oxi.
S: % trọng lượng của Sulfua. N: % trọng lượng của Nitơ.

Giấy

3,5

6

44

0,3

0,2

6

Catton

4,4

5,9

44,6

0,3

0,2

5

Chất dẻo


10

không xđ

2

không xđ

10

Da

60

8

11,6

10

0,4

10

Lá cây, cỏ

47,8

6


0,5

0,2

68

(Nguồn: Trần Hiếu Nhuệ, Ứng Quốc Dũng, Nguyễn Thị Kim Thái, Quản lý chất
thải rắn đô thị, NXB Xây Dựng – Hà Nội -2001)

TRANG:11


Đề tài:Nghiên cứu sản xuất Compost từ chất hữu cơ trong chất thải rắn sinh hoạt tại TP. HCM

2.4. Phân loại chất thải rắn
Chất thải rắn rất đa dạng, vì vậy có nhiều cách phân loại khác nhau như:
2.4.1 Phân loại theo công nghệ quản lý – xử lý
Phân loại chất thải rắn theo dạng này, người ta chia ra các loại: Các chất cháy
được, các chất không cháy được, các chất hỗn hợp.
Bảng 2.5: Phân loại theo công nghệ xử lý
Thành phần
1/ Các chất cháy
được.

ĐỊnh nghĩa

- Các vật liệu làm từ giấy.

- Các túi giấy, các mảnh bìa,
giấy vệ sinh…

phải sắt
- Thủy tinh.
- Đá và sành sứ.

- Các vật liệu và các sản
- Hàng rào, dao, nắp lọ…
phẩm được chế tạo từ sắt mà
dễ bị nam châm hút.
- Vỏ hộp nhôm, đồ đựng
- Các vật liệu không bị
bắng kim loại…
nam châm hút.
- Chai lọ, đồ dùng bằng thủy
- Các vật liệu và sản phẩm được tinh, bóng đèn…
chế tạo từ thủy tinh.
- Vò trai, ốc, gạch đá,
- Các vật liệu không cháy gốm, sành, sứ…
khác ngoài kim loại và thủy tinh

3/ Các chất hỗn hợp - Tất cả các loại vật liệu
- Đá cuội, cát, đất, tóc…
khác không phân loại ở phần
1 và phần 2 đều thuộc loại này.
Loại này có thể chia làm 2
phần với kích thước >5mm và

thải loại này, việc thu gom, xử lý phải hết sức cẩn thận.
2.5. Phương pháp ủ phân sinh học
2.5.1 Quá trình làm phân compost
Quá trình làm phân compost là quá trình sinh học thường dùng để chuyển hóa
phần chất hữu cơ có trong CTRSH thành dạng humus bền vững được gọi là
compost. Những chất có thể sử dụng làm compost bao gồm: rác vườn,
CTRSH đã phân loại, CTRSH hỗn hợp, kết hợp giữ CTRSH và bùn từ trạm
xử lý nước thải.
Tất cả các quá trình làm compost đều xảy ra theo ba bước: (1) xử lý sơ bộ
CTRSH, (2) phân hủy hiếu khí phần chất hữu cơ của CTRSH và (3) bổ sung chất cần
thiết để tạo thành sản phẩm có thể tiêu thụ trên thị trường.
Trong quá trình làm phân compost hiếu khí, các vi sinh vật tùy tiện và
TRANG:13


Đề tài:Nghiên cứu sản xuất Compost từ chất hữu cơ trong chất thải rắn sinh hoạt tại TP. HCM

hiếu khí bắt buộc chiếm ưu thế. Ở giai đoạn đầu – pha thích nghi, giai đoạn cần thiết
để vi sinh vật thích nghi với môi trường mới – vi sinh vật ưu lạnh
(mesophilic) chiếm ưu thế nhất. Khi nhiệt độ gia tăng- pha tăng trưởng và
pha ưu nhiệt – vi sinh vật chịu nhiệt (thermophilic) lại là nhóm trội trong
khoảng từ 5-10 ngày. Và ở giai đọn cuối – pha trưởng thành – khuẩn tia
(actinomycetes) và mốc xuất hiện. Do các loại vi sinh vật này có thể không tồn tại
trong CTRSH ở nồng độ thích hợp, nên cần bổ sung chúng vào vật liệu làm
phân như là chất phụ gia.
Phương pháp ủ compost có thể được phân loại theo cách chất thải rắn
được chứa trong container hay không (phương pháp ủ ngoài trời và phương
pháp ủ trong container), hoặc theo cách oxygen được cung cấp tới phần ủ
compost (phương pháp thổi khí cưỡng bức và phương pháp thổi khí thụ động), hoặc
theo hình dạng phần ủ compost (phương pháp ủ theo luống dài – windrow,

Đề tài:Nghiên cứu sản xuất Compost từ chất hữu cơ trong chất thải rắn sinh hoạt tại TP. HCM

ứng hóa sinh này được đặc trưng bằng các phương trình (3.1) và (3.2) trong trường
hợp làm phân copost hiếu khí và kị khí như sau:
CONHS + O2 + VSV hiếu khí => CO2 + NH3 + sp khác + năng lượng
COHNS +O2 +VSV kị khí =>CO2 +H2S +NH3 + CH4 + sp khác + năng lượng
4. Pha trưởng thành (maturation phase) là giai đoạn nhiệt độ đến mức
mesophilic và cuối cùng bằng nhiệt độ môi trường. Quá trình lên men lần thứ hai
xảy ra chậm và thích hợp cho sự hình thành chất keo mùn (là quá trình
chuyển hóa các phức chất hữu cơ thành mùn) và các chất khoáng (sắt, canxi, nitơ
…) và cuối cùng thành mùn. Các phản ứng nitrate hóa, trong đó ammonia
(sản phẩm phụ của quá trình ổ định hóa chất thải như trình bày ở 2 phương
trên) bị oxy hóa sinh học tạo thành nitrit (NO2-) và cuối cùng thành nitrate
( NO3-) cũng xảy ra như sau:
NH4+ + 3/2 O2  NO2- + 2H+ + H2O
NO2- + ½ O2  NO3Kết hợp hai phương trình trên, quá trình nitrate diễn ra như sau:
NH4+ + 2O2  NO3- + 2H+ + H2O
Vì NH4+ cũng được tổng hợp trong mô tế bào, phản ứng đặc trưng cho quá trình
tổng hợp trong mô tế bào:
NH4+ + 4CO2 + HCO3- + H2O  C5H7NO2 + 5O2
Phương trình phản ứng nitrate hoá tổng cộng xảy ra như sau:
22NH4+ + 37O2 + 4CO2 + HCO3- 21 NO3- + C5H7NO2 + 20 H2O + 42H+
2.5.3. Các yếu tố ảnh hưởng
2.5.3.1 Các yếu tố vật lý
-

Nhiệt độ

Nhiệt trong khối ủ là sản phẩm phụ của sự phân hủy các hợp chất hữu cơ bởi vi
sinh vật, phụ thuộc vào kích thước của đống ủ, độ ẩm, không khí và tỷ lệ C/N, mức độ

dinh dưỡng và lan truyền vi sinh vật gây bệnh .
Độ ẩm ảnh hưởng đến sự thay đổi nhiệt độ trong quá trình ủ vì nước có nhiệt
dung riêng cao hơn tất cả các vật liệu khác.
Độ ẩm thấp có thể điều chỉnh bằng cách thêm nước vào. Độ ẩm cao có thể điều
chỉnh bằng cách trộn với vật liệu độn có độ ẩm thấp hơn như: mạt cưa, rơm rạ…
Thông thường độ ẩm của phân bắc, bùn và phân động vật thường cao hơn giá trị
tối ưu, do đó cần bổ sung các chất phụ gia để giảm độ ẩm đến giá trị cần thiết. Đối
với hệ thống sản xuất phân hữu cơ liên tục, độ ẩm có thể khống chế bằng cách tuần
hoàn sản phẩm phân hữu cơ như sơ đồ:
-

Kích thước hạt

Kích thước hạt ảnh hưởng lớn đến tốc độ phân hủy. Quá trình phân hủy hiếu khí
xảy ra trên bề mặt hat, hạt có kích thước nhỏ sẽ có tổng diện tích bề mặt lớn nên sẽ
tăng sự tiếp xúc với oxy, gia tăng vận tốc phân hủy. Tuy nhiên, nếu kích thước hạt
quá nhỏ và chặt làm hạn chế sự lưu thông khí trong đống ủ, điều này sẽ làm giảm oxy
cần thiết cho các vi sinh vật trong đống ủ và giảm mức độ hoạt tính của vi sinh vật.
Ngược lại, hạt có kích thước quá lớn sẽ có độ xốp cao và tạo ra các rãnh khí làm cho
sự phân bố khí không đều, không có lợi cho quá trình chế biến phân hữu cơ. Đường
kính hạt tối ưu cho quá trình chế biến khoảng 3 – 50mm. Kích thước hạt tối ưu có thể
đạt được bằng nhiều cách như cắt, nghiền và sàng vật liệu thô ban đầu. CTR đô thị và
CTR công nghiệp phải được nghiền đến kích thước thích hợp trước khi làm phân.
Phân bắc, bùn và phân động vật thường có kích thước hạt mịn, thích hợp cho quá
trình phân hủy sinh học.
-

Độ xốp

Độ xốp là một yếu tố quan trọng trong quá trình chế biến phân hữu cơ. Độ xốp

• Cắm ống tre.
• Thải chất thải từ tầng lưu chứa trên cao xuống thấp.
• Thổi khí.
Quá trình đảo trộn cung cấp khí không đủ theo cân bằng tỉ lượng. Điều kiện
hiếu khí chỉ thỏa mãn đối với lớp trên cùng, các lớp bên trong hoạt động trong môi
trường tuỳ tiện hoặc kị khí. Do đó, tốc độ phân hủy giảm và thời gian cần thiết để
quá trình ủ phân hoàn tất bị kéo dài.
Cấp khí bằng phương pháp thổi khí đạt hiệu quả phân hủy cao nhất. Tuy nhiên,
lưu lượng khí phải được khống chế thích hợp. Nếu cấp quá nhiều khí sẽ dẫn đến chi
phí cao và gây mất nhiệt của khối phân, kéo theo sản phẩm không đảm bảo an toàn
vì có thể chứa vi sinh vật gây bệnh. Khi pH của môi trường trong khối phân lớn hơn
7, cùng với quá trình thổi khí sẽ làm thất thoát nitơ dưới dạng NH 3. Trái lại, nếu thổi
khí quá ít, môi trường bên trong khối phân trở thành kị khí. Vận tốc thổi khí cho quá
trình ủ phân thường trong khoảng 5 –10m3 khí/tấn nguyên liệu/h.
2.5.3.2 Các yếu tố hóa sinh
-

Tỷ lệ C/N

Có rất nhiều nguyên tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy do vi sinh vật: trong
đó cacbon và nitơ là cần thiết nhất, tỉ lệ C/N là thông số dinh dưỡng quan trọng nhất;
Photpho (P) là nguyên tố quan trọng kế tiếp; Lưu huỳnh (S), canxi (Ca) và các
nguyên tố vi lượng khác cũng đóng vai trò quan trọng trong trao đổi chất của tế bào.
TRANG:17


Đề tài:Nghiên cứu sản xuất Compost từ chất hữu cơ trong chất thải rắn sinh hoạt tại TP. HCM

Khoảng 20% - 40%C của chất thải hữu cơ (trong chất thải nạp liệu) cần thiết
cho quá trình đồng hoá thành tế bào mới, phần còn lại chuyển hoá thành CO 2.


Chất thải
Phân bắc
Nước tiểu
Máu
Phân động vật
Phân bò
Phân gia cầm
Phân cừu
Phân heo
Phân ngựa
Bùn cống thải khô
Bùn cống đã phân hủy
Bùn hoạt tính
Cỏ cắt xén
Chất thải rau quả
Cỏ hỗn hợp
Lá khoai tây
Trấu lúa mì
Trấu yến mạch
Mạt cưa

N (% khối lượng khô)

Tỷ lệ C/N

5,5 – 6,5
15 – 18
10 – 14
1,7

200 – 500

Nguồn: Chongrak, 1996
Khi bắt đầu quá trình ủ phân rác, tỷ lệ C/N giảm dần từ 30:1 xuống còn 15:1 ở
các sản phẩm cuối cùng do hai phần ba carbon được giải phóng tạo ra CO 2 khi các
hợp chất hữu cơ bị phân hủy bởi các vi sinh vật.
TRANG:18


Đề tài:Nghiên cứu sản xuất Compost từ chất hữu cơ trong chất thải rắn sinh hoạt tại TP. HCM

Mặc dù đạt tỷ lệ C/N khoảng 30:1 là mục tiêu tối ưu trong quá trình ủ phân rác,
nhưng tỷ lệ này có thể được hiệu chỉnh theo giá trị sinh học của vật liệu ủ, trong đó
quan trọng nhất là cần quan tâm tới các thành phần có hàm lượng lignin cao.
Trong thực thế, việc tính toán và hiệu chỉnh chính xác tỉ lệ C/N tối ưu gặp phải
khó khăn vì những lý do sau:
• Một phần các cơ chất như cellulose và lignin khó bị phân hủy sinh học,
chỉ bị phân hủy sau một khoảng thời gian dài.
• Một số chất dinh dưỡng cần thiết cho vi sinh vật không sẵn có
• Quá trình cố định N có thể xảy ra dưới tác dụng của nhóm vi khuẩn
Azotobacter, đặc biệt khi có mặt đủ PO43• Phân tích hàm lượng C khó đạt kết quả chính xác.
Hàm lượng cacbon có thể xác định theo phương trình sau:
%C =

100 − %tro
1,8

% C trong phương trình này là lượng vật liệu còn lại sau khi nung ở nhiệt độ
5500C trong 1 giờ. Do đó, một số chất thải chứa phần lớn nhựa (là thành phần bị
phân hủy ở 5500C) sẽ có giá trị %C cao, nhưng đa phần không có khả năng phân hủy


-

pH

Giá trị pH trong khoảng 5,5 – 8,5 là tối ưu cho các vi sinh vật trong quá trình ủ
phân rác. Các vi sinh vật, nấm tiêu thụ các hợp chất hữu cơ và thải ra các acid hữu
cơ. Trong giai đầu của quá trình ủ phân rác, các acid này bị tích tụ và kết quả làm
giảm pH, kìm hãm sự phát triển của nấm và vi sinh vật, kìm hãm sự phân hủy lignin
và cellulose. Các acid hữu cơ sẽ tiếp tục bị phân hủy trong quá trình ủ phân rác. Nếu
hệ thống trở nên yếm khí, việc tích tụ các acid có thể làm pH giảm xuống đến 4,5 và
gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến hoạt động của vi sinh vật.
-

Vi sinh vật

Chế biến phân hữu cơ là một quá trình phức tạp bao gồm nhiều loại vi sinh vật
khác nhau. Vì sinh vật trong quá trình chế biến phân hữu cơ bao gồm: actinomycetes
và vi khuẩn. Những loại vi sinh vật này có sẵn trong chất hữu cơ, có thể bổ sung
thêm vi sinh vật từ các nguồn khác để giúp quá trình phân hủy xảy ra nhanh và hiệu
quả hơn.
-

Chất hữu cơ

Vận tốc phân hủy dao động tuỳ theo thành phần, kích thước, tính chất của chất
hữu cơ. Chất hữu cơ hoà tan thì dễ phân hủy hơn chất hữu cơ không hoà tan. Lignin
và ligno – cellulosics là những chất phân hủy rất chậm

Bảng 2.7: Các thông số quan trọng trong quá trình làm phân hữu cơ hiếu


Nhằm ngăn ngừa hiện tượng khô, đóng bánh và sự tạo thành các
rảnh khí, trong quá trình làm phân hữu cơ, CTR phải được xáo trộn
định kỳ. Tần suất đảo trộn phụ thuộc vào quá trình thực hiện

6. Nhiệt độ

Nhiệt độ phải được duy trì trong khoảng 50 – 550C đối với một vài
ngày đầu và 55 – 600C trong những ngày sau đó. Trên 660C, hoạt
tính vi sinh vật giảm đáng kể.

7. Kiểm soát
mầm bệnh

Nhiệt độ 60 – 700C, các mầm bệnh đều bị tiêu diệt

Lượng oxy cần thiết được tính toán dựa trên cân bằng tỷ lượng.
8. Nhu cầu về
Không khí chứa oxy cần thiết phải được tiếp xúc đều với tất cả các
không khí
phần của CTR làm phân
9. pH

Tối ưu: 7 – 7,5. Để hạn chế sự bay hơi Nitơ dưới dạng NH3, pH
không được vượt quá 8,5

10. Mức độ
phân hủy

Đánh giá qua sự giảm nhiệt độ vào thời gian cuối

2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
2021
2022
2023
2024
2025
2026
2027
2028
2029
2030

Dân số (người)
7.162.864
7.239.506
7.316.969
7.395.260
7.474.390
7.554.366
7.635.197
7.716.894
7.799.465
7.882.919


Thành phố vửa

0,7 – 0,9

Thị xã

0,5 – 0,6

Thị trấn

0,2 – 0,3

Căn cứ vào dân số đã dự báo, khối lượng chất thải rắn sinh hoạt dự báo đến
năm 2030 Trong đó, lượng rác hữu cơ chiếm 75 – 80% trong tổng lượng rác hàng
ngày. Để tính toán, ta chọn 1 giá trị trong khoảng này. Chọn lượng rác hữu cơ chiếm
75% lượng rác thu gom trong ngày.
Bảng 3.2 : Dự báo khối lượng rác sinh hoạt thành phố Hồ Chí Minh đến năm
2030.

TRANG:23


Đề tài:Nghiên cứu sản xuất Compost từ chất hữu cơ trong chất thải rắn sinh hoạt tại TP. HCM

Năm

Dân số

Hệ số phát


2614458.5

5372.2

2011

7239506

1,0

7239.5 2642417.5

5256876

5429.6

2012

7316969

1,0

7316.9 2670668.5

7927544.5

5487.7

2013


16388062

6232.4

2016

7635197

1,1

8398.7 3065525.5

19453587.5

6299.0

2017

7716894

1,1

8488.6 3098339

22551926.5

6366.5

2018


32047255.5

6572.9

2021

8052516

1,1

8857.8 3233097

35280352.5

6643.4

2022

8138678

1,1

8952.5 3267662.5

38548015

6714.4

2023


49472720.5

7562.5

2026

8492644

1,2

10191.2 3719788

53192508.5

7643.4

2027

8583516

1,2

10300.2 3759580

56952088.5

7725.2

2028


68473918.9

7975.8
TRANG:24


Đề tài:Nghiên cứu sản xuất Compost từ chất hữu cơ trong chất thải rắn sinh hoạt tại TP. HCM

Với số liệu tính toán trong bảng trên, ta nhận thấy khối lượng rác hữu cơ được
thu gom trong ngày rất lớn: năm 2010: 5372.2 tấn/ngày, và năm 2030 con số này đã
lên tới 7975.8 tấn/ngày. Để đánh giá tiềm năng áp dụng công nghệ sản xuất compost
để xử lý lượng rác hữu cơ của thành phố Hồ Chí Minh theo bảng tính toán trên, cần
phải xác định bằng phương pháp tính toán và con số cụ thể.
Lượng rác hữu cơ phát thải hàng ngày đã tính toán ở bảng trên, sử dụng số liệu
này để tính toán lượng compost sản xuất được. Với 55 – 60% lượng chất thải rắn hữu
cơ ban đầu tạo ra compost. Chọn giá trị 55%, ta có bảng tính toán sau:

Bảng 3.3 : Dự báo khối lượng phân compost từ rác sinh hoạt thành phố Hồ Chí
Minh đến năm 2030.

Năm

Lượng rác
trung bình
(tấn/năm)

Lượng compost
thu được
(tấn/năm)


1704086.5

2018 3131517.5

1722334.6

2019 3164988

1740743.4

2020 3198823.5

1759352.9

2021 3233097

1778203.4

2022 3267662.5

1797214.4

2023 3602878.5

1981583.2

2024 3641422.5

2002782.4