Applied Energy 86 (2009) 663–668 Thermophilic composting of municipal solid waste D Elangoa, N Thinakaranb, P Panneerselvamc, S Sivanesanc,* a Department of Civil Engineering, Hindustan College of Engineering, Padur 603 103, India b Department of Chemistry, St Joseph College of Engineering, Chennai, India c Department of Chemical Engineering, Anna University, Chennai 600 025, India Làm phân bón compost từ chất thải rắn đô thị bằng phương pháp ủ nhiệt Tổng quan Quá trình ủ phát triển để tái chế phần hữu chất thải rắn đô thi (MSW) Các phản ứng sinh học thay đổi để giảm thời gian ủ phân Mục tiêu việc khảo sát này là để tìm khoảng thời gian ủ tới ưu MSW mơ hình ủ nhiệt ở điều kiện hiếu khí Các thơng tin nhiệt độ tương quan với số liệu thực nghiệm thu trình ủ phân Trong thời gian này sinh học phân huỷ xem nhân tố hạt nhân để đẩy nhanh trình phân huỷ Các vật liệu ủ phân phân tích ở giai đoạn khác và thông số môi trường cũng được xem xét Phân bón hoà chỉnh chứa hàm lượng hữu lớn sẽ đời sau thời gian ngắn, 40 ngày Lượng thể tích MSW giảm 78% Kết thử nghiệm cho thấy phân bón hoàn tất phản ứng nhiệt phân cung cấp lượng mùn tốt để làm giàu đất và số chất dinh dưỡng Giới thiệu Việc thu thập và xử lý chất thải rắn là vấn đề chưa giải của khu vực đô thi và bán đô thi ở Ấn Độ Lượng MSW tạo phạm vi khu vực thi và bán thành thi 400-600 g bình quân đầu người/ ngày Số lượng MSW tạo thành phố Chennai khoảng 3500-4800 tấn/ngày, và có chứa 70% chất thải hữu Các phương pháp xử lý khác bãi chôn lấp là không phù hợp thành phớ Chennai, đất trớng là ít, nơi đất có giá tri sử dụng dùng cho mục đích khác xem là lãng phí Ủ phân đinh nghĩa là phân hủy sinh học có kiểm soát chất hữu thực bởi quần thể vi khuẩn kết hợp hoạt động ủ ẩm và nhiệt phân, dẫn đến việc tạo sản phẩm cuối đầy đủ ổn đinh để cất giữ và ứng dụng lĩnh vực nông nghiệp mà không có tác dụng phụ với môi trường Thời gian ủ vật chất hữu khác nhau, từ mười ngày đến ba tháng Để giảm thời gian ủ, cách tiến hành đẩy nhanh tốc độ phản ứng, giảm thiểu diện tích ủ phân và sử dụng phân hủy sinh học là cần thiết Nghiên cứu gần có thể chỉ phát triển vi sinh vật hiếu khí và lên men chất hữu làm tăng tớc q trình ủ phân, và làm giảm thời gian ủ Phân sử dụng lĩnh vực nông nghiệp, mang lại lợi ích cho nhà máy, và đồng thời thu hút tài cao Phân vi sinh thay dần phân bón hóa học sử dụng rộng rãi sản xuất nông nghiệp, với chất hữu cải tạo đất Ngoài ra, đất cải tạo làm tăng hàm lượng chất hữu cơ, dự trữ nước và giảm nước chảy mặt và xói mòn đất từ đồi núi điển hình, khu vực đia hình Một sớ lượng lớn luận văn liên quan đến khía cạnh khác q trình phân huỷ, chẳng hạn đưa vi sinh vật vào ứng dụng, thay đổi thành phần hóa học phân bón công bố Tuy nhiên, sử dụng nhiệt phân để tạo phân compost là dự án me Dưới điều kiện, lượng nhiệt trao đổi chất kết hợp với hiệu ứng quán tính nhiệt tài liệu ủ phân tính chất tự cách chúng, kết là; nhiệt độ cao thường trì śt giai đoạn ủ phân Nhiệt độ (750C) là tham số quan trọng ủ nó đinh tiêu diệt tác nhân gây bệnh phân hữu trước áp dụng cho đất trồng Mục đích nghiên cứu này là để đánh giá vấn đề to lớn MSW, phát triển kỹ thuật và giải pháp kinh tế Nghiên cứu này chứng minh sinh thái thân thiện, chi phí hiệu và giải pháo cho việc quản lý MSW Trong phương pháp xử lý khác đốt và nhiệt phân, vấn đề ô nhiễm khơng khí là chủ yếu và đầu tư ban đầu là cao Nguyên liệu và phương pháp 2.1 Lượng nguyên liệu sử dụng ủ phân MSW thu gom từ Perungudi thành phố Chennai Khu vực có diện tích khoảng 10 km2 Việc thu gom MSW thực cách sử dụng phương pháp lấy mẫu chất thải tách biệt phương pháp phân loại thủ công Dân số thành phố Chennai là 6.560.000 Các chất hữu sử dụng mô hình phản ứng nhiệt băm nhỏ với kích thước khoảng 5-10 cm Vi sinh vật phân hủy sử dụng là vi khuẩn megatherium và Pseudomonas fleurescens có tỷ lệ ở tất chiều cao 30 cm lò phản ứng Ba tuần là thời kỳ ổn đinh Trong thời gian này độ ẩm khoảng (53 -62%), nhiệt độ (40-550C) và pH (6,5-7,5) trì Bảng cho thấy thành phần MSW Bảng 1: thành phần MSW Thành phần % khối lượng ướt Thành phần chất hữu (thu gom từ chợ) 57 Rơm rạ và gô 12 Cao su Kim loại Giấy 5,7 Quần áo 4,2 Nhựa Đá sỏi 1,6 Thủy tinh 2,5 2.2 Thiết lập thí nghiệm Các sơ đồ phản ứng sinh học ưa nhiệt thể hình Kích thước lò phản ứng sinh học ưa nhiệt đề xuất kích thước là 1x1x1 m Lò phản ứng bao phủ bởi lưới thép bốn mặt, để khơng khí lưu thơng thuận tiện Cây kim loại có chiều dài 1,5 m dùng để khuấy trộn, làm kim loại và phủ sơn chống ăn mòn Hai bên hàn với kim loại dày mm và cũng bao phủ bởi lớp sơn chớng ăn mòn Các khuấy trộn dùng đê trộng cách và 40 cm Các khuấy trộn đặt đối diện với và thực khuấy trộn hai lần tuần Trong trường hợp trộn không cách, độ ẩm tăng, sẽ dẫn đến phát triển tự hoại và mùi hôi, coi thí nghiệm thất bại Để tránh tạo vấn đề mùi và để thơng khí tớt hơn, khơng khí đưa vào với giúp đỡ quạt gió hệ thớng kiểm sốt Một ống nhựa đục lô đưa vào ở bốn bên, đó khơng khí đạt đến tất góc Lượng khơng khí cung cấp thời gian ủ phân là 13,8 kg môi ngày 30 phút Để trì độ ẩm và nhiệt độ, người ta phun nước thải sinh hoạt thêm vào MSW Nước thải thu thập từ các khu ký túc xá trường đại học trước đổ vào nhà máy xử lý Nước thải có chứa chất rắn hữu và vi khuẩn, có thể dễ dàng đưa vào lò phản ứng, đó sẽ làm tăng giá tri dinh dưỡng phân Hình 2.3 phương pháp phân tích Độ ẩm, hàm lượng chất hữu cơ, pH, tổng chất rắn, chất rắn bay hơi, hàm lượng nitơ (N-Kjeldhal) đo lần tuần Nhiệt độ xác đinh theo bớn phía ở phía đáy và lò phản ứng Nó đo trước trộn Tất các thông số đo phương pháp mô tả theo tiêu chuẩn phương pháp để kiểm tra nước và nước thải, APHA công bố Tất MSW hữu chuyển thành nguyên liệu ủ 40 ngày Thành phẩm thường có màu nâu đen và mùi đất Bảng cho thấy giá tri dinh dưỡng phân bón tổng hợp Bảng 2: Các giá tri dinh dưỡng phân bón tổng hợp Ngày 28 35 37 39 % carbon 34,7 23,2 20 18,4 % photpho 1,2 2,3 2,3 2,3 % Nito 1,2 2,2 2,2 2,2 % kali