ĐẠI HỌ C Q U Ố C G IA HÀ NỘI TRƯ Ờ N G ĐẠI HỌ C KHOA H Ọ C T ự N H IÊN TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, KHẢO SÁT VÀ LựA CHỌN CƠNG NGHỆ THÍCH HỢP ĐỂ CHUYỂN HÓA CHẤT THẢI RẮN HỮU c THÀNH PHÂN BÓN HỮU c V I SINH PHỤC v ụ S ự PHÁT TRIỂN NÔNG NGHIỆP SẠCH MÃ SỐ: OG -05.17 CHỦ TRÌ ĐỀ TÀI: PGS TS N guvễn Thi Diễm T ran g CÁC CÁN BÔ THAM GIA: PGS.TS Trần Hồng Côn PGS.TS Trịnh Lê Hùng PGS.TS Lê Đức Ngọc ThS Nguyễn Vãn Hiếu ThS Hoàng Thị Hịa ThS Nguyền Văn Bình NỘI TIN THỰ VIỀN Đ Ạ I H Ọ C Q U Ố C G IA TRUNG TÁ M T H Ô N G D ĩ HÀ NỘI - 2007 / L l % M ỤC LỤC BÁO CÁO TÓM TẮT .1 SUMMARY BÁO CÁO C H ÍN H I LỜ I M Ở Đ Ầ U II N ỘI D U N G C H ÍN H II Thực trạng tình hình chất thải rắn V iệt N a m II.1.1 N h m áy p h â n hữii c C ầu D iễ n ÌỈ.Ì.2 N h m áy c h ế biến p h ế thải V iệt T r ì IỈ.2 Thực n g h iệ m Ị 1.2.ỉ P hán tích m ẩu chất thải r ắ n Iỉ.2 Xác định thành p h ầ n rác hữu c 12 / / Xây dựng th iết bị x lý rác hữu c thành p h â n c o m p o s t 14 II.2.4 K háo sát vai trò sản phẩ m co m p o st 20 II.3 Kết lu ậ n 21 II.4 Tài liệu tham k h ả o 22 PHỤ LỤC 23 BÁO CÁO TÓM TẮT a Tên đề tài: Nghiên cứu, khảo sát lựa chọn cơng nghệ thích hợp J ể chuyến hóa chất tlnii rắn hữu thành phán bón hữu vi sinh phục vụ phát triển nơtìg nghiệp sụcli M ã sị: QG-05.17 b Chủ trì đề tài: PGS TS Nguyễn Thị Diẻm Trang c Các cán tham gia: PGS.TS Trần Hồng cỏn PGS.TS Trịnh Lê Hùng PGS.TS Lê Đức Ngọc ThS Nguyễn Vãn Hiếu ThS Hồng Thị Hịa ThS Nguyễn Văn Binh d Mục tiêu nội dung nghiên cứu + M ục tiêu: Nghiên cứu lựa chọn cống nghệ sản xuất phán hữu vi sinh (compost) thích hợp để chuyển hố chất thải hữu rác thải sinh hoạt vùng vành đai xanh quanh Hà Nội phế thải từ nhà máy chế biến hoa thực phẩm thành phân compost nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường phục vụ cho việc phát triển nông nahiệp + Nội dung nghién cứu: Trẽn sờ phân tích tài liệu khoa học, thiết kế cõng nghệ làm phân compost giới nước, tham quan khảo sát thực tế, nội dung nghiên cứu cua đề tài tập trung vào điểm chính: Khảo sát khối lượng, thành phần chất thải sinh hoạt phân tích tiêu yếu thành phần hữu cơ, tỷ lộ C:N, dộ ẩm số điểm Hà Nội Xem xét yếu tố khách quan ảnh hưởng đến trình làm compost khí hậu, thành phần chất thải, Lựa chọn phương pháp thích hợp kiểm tra chất lượng sản phẩm compost Nghiên cứu điều kiện thích hợp để chuyển hố chất thái hữu thành phân compost Tính tốn, thiết kế lắp đặt thiết bị lị ủ compost hiếu khí phù hợp với điều kiện Việt Nam, đánh giá chất lượng sản phẩm Bước đầu thử nghiệm sản phẩm compost đối tượng đất trồng Đánh giá chất lượng phân compost tự sản xuất với loại sản xuất dây chuyền cóng nghiệp Thãm dị khả tiêu thụ sàn phẩm e Các kết quà đạt Trong thời gian thực đề tài từ năm 2005 đến năm 2007 sàn phẩm cụ thể ciia dề tài đạt sau: Hoàn chỉnh nội dung nghiên cứu 04 chuyên đề: Chuyên đê I Điều tra thực trạng tình hình chất thải rắn sinh hoạt Chuyên đé 2: Nghiên cứu điều kiện thích hợp để chuyển hoá rác thải hữu thành phân compost Chuyên đê 3: Thiết kế lắp đặt hệ thống làm phân compost hiếu khí kiếu thùng quay qui mị nhỏ Churt đề 4: Khảo sát khả ứng dụng phân compost Nội dung 04 chuyên đề tập trung 03 luận văn thạc sỹ khoa học báo vệ thành cổng (phụ lục 1): Đé tài luân vãn l : Khảo sát lựa chọn công nghệ chuyển hóa chất thái rán hữu thành phân rác hữu phục vụ phát triển nông nghiệp Đề tài luán văn 2: Đóng góp vào việc nâng cao hiệu quy trình sán xuất phân rác hữu thiết bị compost quay Đề tài luân vãn : Khảo sát vai trò phân rác hữu đất trổng Tham gia tổ chức 01 hội thảo khoa học Quản lý chất thải rắn Hà Nội tháng 05/2005 Có 03 báo đăng hội nghị, hội thảo nước quốc tế (phụ lục 2): + “Problems concerning the composting technology from municipal solid waste o f Hanoi ”, Hà Nội 2005 + “Planning o f composting schemes fo r selected communities in Greece and Vietnam ”, AƯNP Granthoders Meeting Manila, Philippines 2005 + "Investigation o f organic waste characterization in H a n o i", Proceedings of Tenth International Waste and Landfill Symposium, Sardinia, Italy 2005 f Tình hình kinh phí đề tài: Tổng kinh phí: 60.000.000 đồng (Sáu mươi triệu đồnq) sử dụno theo dự tốn kinh phí KHOA QUẢN LÝ (Ký ghi rõ họ tên) CHỦ TRÌ ĐỂ TÀI (Ký ghi rõ họ tên) C QUAN CHỦ TRÌ ĐỂ TÀI SUMMARY a Project title: Investigation and selection of suitable composting technology, tor converting organic solid wastes to compost for the development of cleaner agriculture Code: QG-05.17 b Project m anager: c Participants: Prof Dr Nguyen Thi Diem Trang Prof Dr Tran Hong Con Prof Dr Trinh Le Hung Prof Dr Le Due Ngoc MSc Nguyen Van Hieu MSc Hoang Thi Hoa MSc Nguyen Van Binh d Aim and content of project The project aims to investigate and select a suitable composting technology for converting organic solid wastes to compost for the development of cleaner agriculture Content The investigation about municipal solid waste situation especially about organic waste characterization in Hanoi was caưied out They are choosing locations, sampling process and analyzing the compositions Typical parameters such as moisture, water content and composition of carbon and nitrogen, which are important for composting process, were studied A compost unit with household scale usin° aerobic roll-up system was constructed It intends to be applied in sub-urban districts, where compost product has a direct market Quality of the self-produced compost was investigated in practical test This situated mainly on properties of soil and plants e Results: 03 Master theses were completed (2005 - 2006) They were hiahlv appreciated by scientific committee (annex 1) 01 workshop was organized It was the workshop “Solid Waste Management" in Hanoi May 2005 03 reports were published (annex 2): + “Problems concerning the composting technology from municipal solid waste o f Hanoi", Proceedings of Solid Waste Management Forum, pp 12 - 18 May 24 2005, Hanoi Vietnam + “Planning o f composting schemes fo r selected communities in Greece and Vietnam ”, AUNP Granthoders Meeting, 25 -26 August Manila, Philippines + Investigation o f organic waste characterization in Hanoi", Proceedings of Tenth International Waste and Landfill Symposium, pp 915 - 916 October 1-7 2005 Sardinia Italy BÁO CÁO CHÍNH I LỜI MỞ ĐẨU Vấn đề xứ lý chất thải rắn hữu nhiều nhà khoa học nước dặc biệt quan tâm Ngoài phương pháp xử lý yêm khí, kêt q trình xứ lý hiêu khí tạo sản phẩm phân rác hữu coi giải pháp quan trọng cho vấn đẽ xứ lý rác thài sinh hoạt Kết trình xử lý ngồi việc tạo loại phân bón hữu ích cịn dóng góp quan trọng cho việc giảm thiểu khói lượng chất thải phái chuyến đến hãi chơn láp góp phần giảm thiéu hiệu ứng độc hại sinh từ bãi chơn lấp tình trạng Ngồi ra, tình hình lạm dụng phân bón hố học lĩnh vực nơng nghiệp mang dên biểu khơng an tồn sử dụng sản phẩm nơng nghiệp việc tãng cường chát lượng phân rác hữu nhằm thúc đẩy thói quen sử dụng phân rác hữu cho nòng nghiệp đóng góp đáng kể nhằm nâng cao chất lượng sống Việt Nam xây dựng nhiều nhà máy chế biến phân rác hữu Tuy nhiên chi phí vận chuyển rác đưa đến nhà máy để xử lý cịn q lớn nhìn từ góc độ kinh tẽ việc nghiên cứu đê’ tim mỏ hình xử lý rác hữu chỗ quy mỏ nhị nơi có nhu cáu tiêu thụ trực tiếp, coi Ịà có V nghĩa quan trọng thực tiền Đã có nhiều tác giả nghiên cứu chuyển hoá chất thải hữu theo nguyên lý phân huỷ yếm khí tạo biogas theo nguyên lý phân huỷ hiếu khí tạo phân rác hữu cồng nghệ vản bộc lộ nhiều điểm hạn chế Vì chưa trớ thành phương thức thực tiễn chấp nhận rộng rãi Với nội dung nghiên cứu đặt đề tài này, chúng tỏi mong muốn áp dụng thứ nghiệm kết nghiên cứu cùa nhóm chuyên gia CHLB Đức thực chương trình hợp tác với trường Đại học Khoa học Tự nhiên để tài mà túc giả tham gia là: Đào tạo Cao học Quàn lý chất thải x lý vùng ỏ nhiễm”, “Triến khai phương thức quản lý chất thải số vùng thuộc cộng đồng châu Âu châu Á” (ISTEAC) Ngồi ra, nhóm nghiên cứu phát triển xây dựng dự án "Chia sẻ giãi pháp vấn đề quản lý chất thải rắn sinh hoạt ò khu vực châu Á" (ISUSWA) “Nghiên cứu tính khả thi góc độ kỹ thuật, kinh tế xã hội đôi với giải pháp hệ thống quản lý chất thải châu Á” (TEPS), “ Mị hình chi phí cho thài rác ý nahĩa kinh tế mơ hình (PAYT), Đây có thê nội dung cần thiết để làm sờ cho vân đé mà quan tâm Căn báo cáo trạng Môi trường Việt Nam hàng năm (từ 1994 đến 2002) lây nhiều thơng tin (số liệu biểu đổ) nguồn phát sinh, tốc độ phát sinh đặc tính chất thải rắn Lượng rác thải sinh hoạt tính theo đáu người năm 2002 cỡ 0,8 kg/người/ngày song với trình thị hố khơng ngừng tăng trướng kinh tê đời sống số cịn tãng cao Các báo cáo đề cập đến tác động cùa chất thài rán tới mỏi trường khơng khí, tới chất lượng đất nước Từ thực tiễn nêu cho thấy: với thời kỳ cơng nghiệp hóa thị hóa phát tnên mạnh mẽ nay, nghiên cứu luận cho việc lập dự án nglìién cứu kháo sát lựa chọn cóng nghệ thích hợp đẽ chuyển hóa chát thái rán hữu thành phân hón hữu vi sinh (compost) phục vụ phát triển nông nghiệp cách đặt vân đé đàn, phù hợp với xu chung, thiết thực hợp lí II NỘI DUNG CHÍNH Nội dung nghiên cứu đề tài tập trung vào điểm chính: Khảo sát khối lượng, thành phần chất thải sinh hoạt phân tích chi tiêu chủ yếu thành phần hữu cơ, tỷ lệ C:N, độ ẩm số điểm Hà Nội Xem xét yếu tô khách quan ảnh hường đến q trình làm compost khí hậu thành phần chất thải, Lựa chọn phương pháp thích hợp kiểm tra chát lượng sán phám compost Nghiên cứu điều kiện thích hợp để chuyển hố chất thải hữu thành phân compost Tính tốn, thiết kế lắp đặt thiết bị lị ủ compost hiếu khí phù hựp với điều kiện Việt Nam, đánh giá chất lượng sản phẩm Bước đầu thử nghiệm sản phẩm compost đối tượng đất trổng Đánh giá chất lượng phàn compost tự sản xuất với loại sản xuất dảy chuyền còng nghiệp Thăm dò nãng tiêu thụ sản phẩm II.l Thực trạng tình hình chất thải rắn Việt Nam Chất thải rắn vấn đề cộm Việt Nam Mỗi năm, khoáng hưn 15 triệu tân chất thải phát sinh cà nước theo dự báo tổng lượng chát thái phát sinh nước tiếp tục tãng lên nhanh chóng thập kỷ tới Các khu đò thị chiếm 24% dân số nước, lại phát sinh đến triệu tân chất thài năm (gần 50$ tổng lượng chất thải nước) Nguyên nhãn sỏ dàn tập trung cao, nhu cầu tiêu dùng lớn, hoạt động thương mại đa dạng tốc độ đỏ thị hóa cao Theo ước tính, đến nãm 2010, tổng lượng chất thải sinh hoạt phát sinh tãng lên 60% Hiện khoảng 80% số 2,6 triệu chất thải công nghiệp phát sinh nãm từ trung tâm công nghiệp lớn miền Bắc miền Nam, 50% lượng chất thải công nghiệp Việt Nam phát sinh thành phố Hồ Chí Minh tỉnh lân cận 30% lại phát sinh vùng sơng Hồng Bắc Trung Thêm vào đó, gần 1500 làng nghề (tập trung chủ yếu vùng nông thôn miền Bắc) thải khoảng 774.000 chất thải công nghiệp năm Trong loại chất thải, chất thải nguy hại mối hiểm họa đặc biệt Nguồn phát sinh chất thải nguy hại lớn sờ cơng nghiệp (với khống 130.000 tân/nãm) bệnh viện (21.000 tấn/nãm) Theo thông kê, lượng chất thải công nghiệp nguy hại phát sinh từ vùng kinh tế trọng điểm phía Nam chiếm tới 75% tổng lượng chất thài công nghiệp nguy hại cùa cà nước Trong đó, lượng chất thải y tế nguy hại phát sinh từ thành phị' Hồ Chí Minh Hà Nội Thanh Hóa chiêm 27% tổng lượng chất thải y tế nguv hại nước Quản lý chất thài, bao gồm hoạt động thu gom, phân loại, tái sử dụng, tái chế, xứ lý tiêu hủy khâu quan trọng có tính định việc tạo lập hệ thong quản lý chất thải hiệu quả, giảm thiểu rủi ro mỏi trường sức khóc COI1 người Mặc dù nãm gần đây, hoạt động cùa nhiều cơng ty mỏi trườrm dị thị (lịa phươno có tiến đáng kể phương thức tiêu hủy chất thải cải tiên, chái thai vãn mỏi hiểm họa sức khịe mơi trường Từ trước tới nay, phần lớn chất thải sinh hoạt nước ta không tiêu hủy cách an tồn Hình thức tiêu hủy chất thải phổ biến vản đổ bãi rác lộ thiên Trong sỏ 91 điểm tiêu hủy chất thải nước, có 17 điểm đánh giá hợp vệ sinh Còn lại bãi rác chôn lấp vận hành không kỹ thuật bãi rác lộ thiên gây nhiéu vàn để mói trường cho dân cư quanh vùng, nước rác làm ỏ nhiễm nguổn nước mặt nước ngám gây ô nhiễm khịng khí, ổ phát sinh ruồi, muỗi, chuột, bọ Tuy có nhiều nỏ lực nước ta thiếu hệ thòng xử lý chát thai cõng nghiệp nguy hại chế khuyến khích việc thực biện pháp tiêu hủy an toàn Hiện tại, tổng mức đầu tư cho việc trang bị lị đốt rác thải tiêu húy khoáng 50% tổng lượng chất thải y tế nguy hại nước Tuy nhiên, thiếu kinh nghiệm vận hành, bảo dưỡng lò đốt nên dẫn đến tình trạng khơng vận hành lị theo quy trinh kỹ thuật, làm tăng loại khí độc hại thực tiêu hủy giống chất thài thông thường khác Như vậy, xét theo lực có mức độ phát triển thị khu công nghiệp, nhu cầu quản lý chất thải rắn nước ta lớn Việc hạn chế lượng chất thải phát sinh từ nguồn khó, việc quản lý xử lý chất thải rắn phát sinh khó Do vấn đề quàn lý chất thải rắn thị tốn nan giải Theo Bộ trường Bộ Tài nguyên Môi trường Việt Nam việc giữ gìn mói trường Việt Nam dừng lại mức nhận thức, chưa hình thành ý thức thường xuyên hành động dân chúng doanh nghiệp Việt Nam có khoảng 80 khu cóng nghiệp theo Bộ Tài nguvên Mỏi trường chi có 20 khu cơng nghiệp có nhà máy hay dây chuyền xử lý chất thải Giải pháp chế biến rác phế thải thành phân rác hữu có ưu điểm dơn giản, dẻ vặn hành, điều kiện nhiệt đới Việt Nam Nhược điểm rác đưa chế biến phải có thành phần hữu cao Khu vực chế biến chiếm nhiều diện tích khó đảm bào vệ sinh mỏi trường Tuy nhiên sau nhiều năm sử dụng phân bón vị cơ, đất canh lác trờ nén nghèo bạc màu Xu chung giới tãng cường sử dụng nguồn chất thải hữu chế biến làm phân để góp phần cải tạo đất canh tác Hiện nay, Việt Nam có sô' công nghệ xừ lý rác thải sinh hoạt sau: II.1.1 Nhà máy phàn hữu Cầu Diễn Nhà máy xây dựng theo dự án V1E-86-023 UNDP tài trợ vào hoạt động cuối nãm 1992 Đây cơng nghệ ủ đơng tĩnh có thổi khí, trinh lẽn men kiểm soát bảng hệ thống tự động nhiệt độ + ưu điểm\ Đơn giản, dễ vận hành - Máy móc thiết bị dễ chế tạo, thay thuận lợi Năng lượng tiêu hao nhỏ - Đảm bào hợp vệ sinh nhà máy - Hoạt động thường xuyên quanh nãm có mái che thu hổi nước rác đế phục vụ cho trình ủ lên men, khơng gây ảnh hưởng đến tầng nước ngầm - Có điều kiện mờ rộng nhà máy để nâng cao nãng suất + Nhược điểm Nguồn rác lẫn nhiểu tạp chất, chưa giới hóa khâu phân loại Chất lượng phân bón chưa cao có chứa nhiều tạp chất Dây chuyền chế biến đóng bao cịn sơ sài thủ cơng Khơng có quy trình thu hồi vật liệu tái chế H.1.2 N hà máy c h ế biến p h ế thải Việt Trì Cổng nghệ xử lý rác nhà máy áp dụng cống nghệ ủ lên men đốna tĩnh có thổi khí cưỡng bức, đảm bảo hợp vệ sinh Q trình cơng nghệ sau: rác thải thu gom từ thành phố -» nhập nhà máy -» phun dung dịch EM —> sơ lọc —> đưa vào băng tải tiếp liệu —» phân loại trẽn băng chưvền -> đưa sân đảo trộn -» bổ sung vi sinh vật + EM —> đảo trộn máy xúc chuyên dùng đưa vào bể ủ háo khí -» ủ chín -> đưa vào hệ thống sàng -» nghiền —> phân loại sản phẩm —> ủ vi sinh vật -» đóng bao + Ưu điểm Bố trí liên hồn, vận hành thuận tiện Thiết bị làm việc đồng bộ, dễ sử dụng Đảm bảo vệ sinh nhà máy Chất lượng sản phẩm tốt, đa dạng + Nhược điểm Phân loại băng chuyền thủ công - Q trình đóng bao thủ cơng Chưa có phịng ni cấy vi sinh vật Chưa có cơng nghệ tái chế Để góp phần giải vấn đề nảy sinh từ rác thải sinh hoạt, nội dung cúa dề tài nghiên cứu nhằm khảo sát lựa chọn công nghệ chuyển hóa chất thải rắn hữu phục vụ phát triển nông nghiệp II.2 Thực nghiệm II.2.1 Phân tích mẫu chắt thải rắn Tiến hành lấy mẫu 04 quận: Hai Bà Trưng, Hồn Kiếm, Ba Đình, Đỏng Đa Với cách lấy mẫu điểm quận, điểm lấy mẫu ngày liên tục Như tốn° sơ có 224 mẫu lấy phân tích Thành phần khối lượng mẫu lấy địa điểm quận Hai Bà Trưng, Ba Đình, Hồn Kiêm Đống Đa thể hình 1, 2, 3, Các thành phán dược phan loại là: rác hữu cơ; nhựa, vải, da, cao su; giãy loai; kim loại; gạch, đá, sành, sứ; đất, cát cặn vô s ... BÁO CÁO TÓM TẮT a Tên đề tài: Nghiên cứu, khảo sát lựa chọn cơng nghệ thích hợp J ể chuyến hóa chất tlnii rắn hữu thành phán bón hữu vi sinh phục vụ phát triển nơtìg nghiệp sụcli M ã sị: QG-05.17... nội dung cúa dề tài nghiên cứu nhằm khảo sát lựa chọn công nghệ chuyển hóa chất thải rắn hữu phục vụ phát triển nơng nghiệp II.2 Thực nghiệm II.2.1 Phân tích mẫu chắt thải rắn Tiến hành lấy mẫu... dung nghiên cứu + M ục tiêu: Nghiên cứu lựa chọn cống nghệ sản xuất phán hữu vi sinh (compost) thích hợp để chuyển hố chất thải hữu rác thải sinh hoạt vùng vành đai xanh quanh Hà Nội phế thải