Đánh giá hiện trạng phát sinh và quản lý hất thải rắn sinh hoạt trên địa bàn huyện từ liêm và thiết kế hệ thống thu gom vận huyển dựa trên ơ sở thuật toán tối ưu

Khái niệm Chất thải rắn là chất thải ở thể ắ r n, được thải ra từ quá trình sản xuất kinh doanh, dịch vụ, sinh hoạt ho c các ho t đ ng khác.. Chất thải rắn phát th i trong sinh ho t cá n

Trang 1

-

Nguyễn Thành Sơn

ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG PHÁT SINH VÀ QUẢN LÝ CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN TỪ LIÊM VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG THU GOM VẬN CHUYỂN DỰA TRÊN CƠ SỞ THUẬT TOÁN

Trang 2

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel: (84.4)8681686 1

L ờ i cảm ơn

Em xin chân thành cám ơn các thầy cô trong Viện Khoa h c công nghọ ệ

và môi trường, đặc bi t là th y TS Nguy n Đ c Qu ng đã tận tình giúp đỡ ệ ầ ễ ứ ả

em trong suốt quá trình học tập và th c hiự ện đồ án tại Viện

Trang 3

Mở đầu

Hi n nay, u ệ th gom ậ chu ể, v n y n và x ch t th i r n ô ử lý ấ ả ắ đ thị đang là

v n n gi i ấ đề na ả đối ớv i nhi u a pề đị hương trong ả nước ớ c V i kh i lố ượngphát sinh ớ l n nhưng t l thu gom ỷ ệ còn ạ chế h n , ch t th i r n sinh ra cấ ả ắ hưa được thu go m và xử lý tri t là uệ để ng n ồ gây ô nhi m c ba m trễ ả ôi ường:

đất, n c và ướ không khí

T ừ Liêm là một huyện ngoại thành Hà Nội, có tố ộc đ đô th hóa nhanh, ịkèm theo đó là s gia tăng mự ạnh v ch t th i sinh hoạt Do đó, việề ấ ả c có h ệthống quản lý ch t th i r n sinh ho t hi u qu là c n thiết tuy nhiên tại huyện ấ ả ắ ạ ệ ả ầ

T ừ Liêm hiện chưa có quy hoạch c thể ặụ , đ c bi t là quy ho ch v tuy n ệ ạ ề ếđường thu gom v n chuyển rác thải ậ

Do vậy, tác giả ự l a chọn luận văn: “ Đánh giá hiện trạng phát sinh và quản lý chất th i r n sinh ho t trên đ a bàn huy n T Liêm và thi t k h ả ắ ạ ị ệ ừ ế ế ệthống thu gom vận chuyển d a trên cơ sởự thu t toán t i ưu” nh m m c đích ậ ố ằ ụgiải quyết các thiếu xót về quy ho ch đó ạ

Nội dung luận văn gồm có:

M u ở đầ

Chương 1: Tổng quan về ch t thả ắn ấ i r

Chương 2: Điều ki n t nhiên, kinh tệ ự ế xã hội và hiện trạng quản lý chất thải rắn trên địa bàn huyện T ừ Liêm

Chương 3: Tổng quan về thuật toán tối ưu

Chương 4: Ứng d ng thu t toán t i ưu thiết kế h ụ ậ ố ệ thống thu gom rác thải sinh ho t huyạ ện Từ Liêm

Kết luận và kiến nghị

Trang 4

Mục Lục

M u ở đầ 2

Ch ng 1 T ng quan v ươ ổ ề chấ t th i r n ả ắ 6

1.1 Khái ni m ệ 6

1.2 Ch t th i r ấ ả ắn đô thị 6

1.3.Ngu n phát sinh ch ồ ất thải rắ 9 n 1.4 Phân Lo ại chất thả ắ 9 i r n 1.5 T ổng quan về quả n lý ch ất thải rắn đô thị 10

Ch ương 2 Điề u ki ện tự nhiên, kinh t xã h i và hi n tr ng qu n lý ch t th i r ế ộ ệ ạ ả ấ ả ắn trên đị a bàn huy n T Liêm 14 ệ ừ 2.1 Điề u ki n t nhiên 14 ệ ự 2.1.1.Ví trí địa lý 14

2.1.2.Khí hậu 15

2.1.3 Thủy văn 15

2.2 Điề u ki n kinh t xã h i 16 ệ ế ộ 2.3 H t ng giao thông, h t ng k thu t: ạ ầ ạ ầ ỹ ậ .18

2.4 Đánh giá chung về điề u ki n t nhiên, kinh t - xã h i: ệ ự ế ộ 19 2.5 Hi ện trạng quản lý chấ t th i r ả ắn sinh h ạt trên địa bàn huyện Từ o Liêm 20

2.5.1 Tổ chức thu gom, vận chuyển rác theo chủ trương XHH: 20

2.5.2.Tình hình rác th i, thu gom và v n chuy n ch t th i sinh ho t:ả ậ ể ấ ả ạ .21

2.5.3 Một số khó khăn, hạn chế 22

2.5.4 D báo l ng ch t th i r n sinh ho t huy n T ự ượ ấ ả ắ ạ ệ ừ Liêm 24

Trang 5

Ch ng 3 T ươ ổng quan về thuậ t toán t ối ư .26 u 3.1 M t s ộ ố khái niệm cơ ản về đồ ị 26 b th

3.1.1 Các đị nh nghĩa v th ề đồ ị 26

3.1.2 Tính liên thông và chu trình c a thủ đồ ị 29

3.1.2.1 Đường đi 29

3.1.2.2 Tính liên thông trong đồ ị th vô h ng ướ 30

3.1.2.3 Chu trình 30

3.1.2.4 Cây (Tree) 30

3.2 M t s ộ ố thuậ t toán t i ố ưu sử ụng trong đồ ị 31 d th 3.2.1 Thuật toán tìm đường đi n ắn nhấ g t 31

3.2.2 Thu t toán tìm cây khung nh nh tậ ỏ ấ .33

3.2.2.1 Thu t toán Kruskalậ 33

3.2.2.2 Thu t toán Primậ 34

Ch ng 4 ng d ươ Ứ ụ ng thuậ t toán t i u thi t k h th ng thu gom rác th i sinh ho t ố ư ế ế ệ ố ả ạ huy n T Liêm ệ ừ .36

4.1 Các ph ng pháp thu gom rác th i ươ ả .36

4.1.1 Thu gom s c p ơ ấ .36

4.1.1.1 Thu gom ch t th i ch a phân lo iấ ả ư ạ 36

4.1.1.2 Thu gom ch t th i có phân lo i t i ngu nấ ả ạ ạ ồ 38

4.1.2 Các ph ng tiươ ện lưu ch a tứ ại chỗ 38

4.1.3 u nhƯ ược điểm c a các ph ng pháp thu gom t i chủ ươ ạ ỗ 40

4.1.4 Thu gom th c pứ ấ .42

4.2 Các ph ng ti ươ ện vậ n chuy n và thu gom rác th i ể ả .42

Trang 6

4.3.Nhu c ầu lao độ ng 47 4.4.Đề xu t phương th c thu gom 48 ấ ứ 4.5 Mô hình hóa h th ng thu gom ệ ố .48 4.6 Áp d ng thu t toán t i u tính toán h th ng thu gom và v ụ ậ ố ư ệ ố ận chuyể n rác th i ả 52 4.6.1 Đặt bài toán: 52 4.6.2 Thu th p d li u ậ ữ ệ .52 4.6.3 Tính toán tuy ến đườ ng thu gom v n chuy n rác th i ậ ể ả .55 4.6.3.1.X ử lý số ệ .56 li u 4.6.3.2 K t qu tính toánế ả 57

K t lu n và ki n ngh ế ậ ế ị .75 Tài li u tham kh o ệ ả .77

Trang 7

Chương 1 Tổng quan về chất thải rắn

1.1 Khái niệm

Chất thải rắn là chất thải ở thể ắ r n, được thải ra từ quá trình sản xuất kinh doanh, dịch vụ, sinh hoạt ho c các ho t đ ng khác Ch t th i r n bao ặ ạ ộ ấ ả ắgồm chất thải rắn thông thường và chất thải rắn nguy hại

Chất thải rắn phát th i trong sinh ho t cá nhân, hả ạ ộ gia đình, nơi công

cộng được gọi chung là c ất thải rắn sinh hoạt Chất thải rắn phát th i th ả ừ hoạt

động s n xu t công nghi p, làng nghả ấ ệ ề, kinh doanh, dịch vụ hoặc các hoạt

động khác g i chung là chọ ất thả ắn công nghiệp i r

1.2 Chất thải rắn đô thị

Trong 20 năm qua, Vi t Nam đã đệ ạt được những bước ti n đáng k v ế ể ềphát triển kinh tế - xã h i Từộ năm 2005 đ n nay, GDP liên tục tăng, bình ếquân đạt trên 7%/năm Năm 2005, tốc độ này đạt 8,43%, là mức tăng trưởng cao nhất trong vòng 9 năm qua Đến cuối năm 2005, dân số Việt Nam là 83.119.900 người T ừ năm 2000 - 2005, dân số Vi t Nam tăng 5,48 triệu ệngư i, trong đó tờ ỉ ệ l dân s thành th tăng t ố ị ừ 24,18% năm 2000 26,97% năm -

2005, tương ứng t l dân s nông thôn gi m t 75,82% xu ng 73,93% Dự ỉ ệ ố ả ừ ốbáo đến năm 2010, dân số thành th lên t i 30,4 triị ớ ệu người, chi m 33% dân ế

s ố và đến năm 2020 là 46 tri u ngưệ ời, chiếm 45% dân số ả c nước (1)

Năm 1990, Việt Nam có khoảng 500 đô thị ớ l n nh Tính đ n tháng ỏ ế6/2007 có tổng cộng 729 đô thị các lo i, trong đó có 2 đô thạ ị loạ ặi đ c bi t (Hà ệNội và TP Hồ Chí Minh), 4 đô thị ạ lo i I (thành phố), 13 đô thị ạ lo i II (thành phố), 43 đô thị ạ lo i III (thành phố), 36 đô thị ạ lo i IV (th xã), 631 đô thị ạị lo i V (th ịtrấn và thị ứ) Trong nhữ t ng năm qua, t c đ đô thịố ộ hóa diễn ra rất nhanh

đã trở thành nhân tố tích c c đ i vớự ố i phát triển kinh tế xã hội củ ấ – a đ t nước Tuy nhiên, bên cạnh những l i ích vợ ề kinh tế - xã h i, đô th hóa quá nhanh đã ộ ị

Trang 8

tạo ra sức ép về nhiều mặt, dẫn đến suy giảm chất lư ng môi trườợ ng và phát triển không bền vững Lượng chất thải rắn phát sinh tại các đô thị và khu công nghiệp ngày càng nhiều với thành phần phức tạp

Lượng ch t th i r n sinh hoạấ ả ắ t (CTRSH) t i các đô th nư c ta đang có ạ ị ở ớ

xu thế phát sinh ngày càng tăng, tính trung bình m i năm tăng khoỗ ảng 10%

T l ỷ ệ tăng cao tập trung ở các đô th ị đang có xu hướng m rộng, phát triển ở

mạnh cả ề quy mô l n dân s và các khu công nghi v ẫ ố ệp, như các đô thị ỉ t nh Phú Thọ (19,9%), thành ph Ph Lý (17,3%), Hưng Yên (12,3%), Rạch Giá ố ủ(12,7%), Cao Lãnh (12,5%) Các đô thị khu v c Tây Nguyên có t l phát ự ỷ ệsinh CTRSH tăng đồng đều hàng năm và với tỷ ệ l tăng ít hơn (5,0%).(1)

Tổng lượng phát sinh CTRSH tại các đô thị ạ lo i III tr lên và m t số đô ở ộ

th loị ại IV là các trung tâm văn hóa, xã hội, kinh t c a các t nh thành trên cả ế ủ ỉ

nư c lên đớ ến 6,5 triệu tấn/năm, trong đó CTRSH phát sinh từ các h gia đình, ộnhà hàng, các chợ và kinh doanh là chủ ế y u Lư ng còn l i tợ ạ ừ các công sở, đường phố, các cơ sở y t Ch t th i nguy hại công nghiệp và các nguồn chất ế ấ ả

thải y tế nguy h ởại các đô th tuy chi m t l ít nhưng chưa đượ ửị ế ỷ ệ c x lý tri t ệ

để ẫ v n còn tình trạng chôn l p lấ ẫn với CTRSH đô thị

Kết quả điều tra tổng thể năm 2006 - 2007 cho thấy, lư ng CTRSH đô ợthị phát sinh chủ ế y u tập trung ở 2 đô th c bi t là Hà Nội và TP Hồ Chí ị đặ ệMinh Tuy chỉ có 2 đô th nhưng t ng lư ng CTRSH phát sinh tới 8.000 ị ổ ợtấn/ngày (2.920.000 tấn/năm) chiếm 45,24% tổng lượng CTRSH phát sinh từ

Trang 9

phát sinh CTRSH đô thị là 1.622.060 tấn/năm (chi m 25,12%) Các đô thế ịkhu vực miền núi Tây Bắc bộ có lư ng phát sinh CTRSH đô thị thấp nhất chỉ ợ

có 69.350 tấn/năm (chiếm 1,07% ), tiế ếp đ n là các đô thị thuộc các tỉnh vùng Tây Nguyên, tổng lư ng phát sinh CTRSH đô thợ ị là 237.350 tấn/năm (chiếm 3,68%) (Hình 2.2) Đô thị có lư ng CTRSH phát sinh lợ ớn nhất là TP Hồ Chí Minh (5.500 tấn/ngày), Hà Nội (2.500 tấn/ngày); đô th có lưị ợng CTRSH phát sinh ít nhất là Bắc Kạn - 12,3 t n/ngày; Th xã Gia Nghĩa 12,6 t n/ngày, Cao ấ ị ấBằng 20 tấn/ngày; TP Đồng Hới 32,0 tấn/ngày; TP Yên Bái 33,4 tấn/ngày và thị xã Hà Giang 37,1 tấn/ngày

T l ỷ ệphát sinh CTRSH đôthị bình quân trên đ u ngưầ ời tại các đô thị đặ c biệt và đô thị loại I tương đối cao (0,84 – 0,96kg/người/ngày); đô thị ạ lo i II và loại III có t l phát sinh CTRSH đô th bình quân trên đ u ngư i là tương ỷ ệ ị ầ ờđương nhau (0,72 - 0,73 kg/người/ngày); đô thị loại IV có tỷ ệ l phát sinh CTRSH đô thị bình quân trên mộ ầt đ u ngườ ại đ t kho ng 0,65 kg/người/ngày ả

T l ỷ ệ phát sinh CTRSH tính bình quân lớn nhất tập trung ở các đô th ịphát triển du l ch như TP H Long 1,38kg/ngư i/ngày; TP H i An ị ạ ờ ộ1,08kg/ngư i/ngày; TP Đà Lờ ạt 1,06kg/người/ngày; TP Ninh Bình 1,30kg/ngư i/ngày Các đô thờ ị có t l phát sinh CTRSH tính bình quân đ u ỷ ệ ầngười th p nhất là TP Đồấ ng H i (T nh Qu ng Bình) chỉớ ỉ ả 0,31kg/ngư i/ngày; ờThị xã Gia Nghĩa 0,35kg/người/ngày; Th xã Kon Tum 0,35kg/ngư i/ngày; ị ờThị xã Cao B ng 0,38kg/ngư i/ngày Trong khi đó tỷ ệằ ờ l phát sinh bình quân đầu người tính trung bình cho các đô thị trên phạm vi cả nư c là ớ0,73kg/người/ngày (1)

Tổng lượng phát sinh CTRSH t i các đô thị ởạ nư c ta ngày càng gia tăng ớ

với tỷ ệ tương đố l i cao (10%/năm) so v i các nướ ớc phát triển trên thế ớ gi i

Để qu n lý t t nguả ố ồn chất thải này, đòi hỏi các cơ quan hữu quan c n đ c bi t ầ ặ ệ

Trang 10

quan tâm hơn nữa đến các khâu gi m thi u tạả ể i ngu n, tăng cư ng tái chế, tái ồ ờ

s dử ụng, đ u tư công nghệầ x ửlý, tiêu hủy thích hợp góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường do CTRSH gây ra

1.3.Nguồn phát sinh chất thải rắn

Cù v i s u v ng ớ ố liệ ề thành phầ và ố độn t c phát sinh, ng n và lo i ch t uồ ạ ấ

thả ắi r n nhữlà ng thông số ơ ả ầ c b n c n thi t thi t k vế để ế ế và n ậ hành các khâuliên quan trong h thệ ống qu n lý ả ch t th i r ấ ả ắn

Ngu n ồ phát sinh ch t th i r n c a m t ấ ả ắ ủ ộ khu đô thị tùy thay đổ i theo

m c ụ đích ử ụ s d ng đất và các phân vùng ặ M c dù có nhi u ề cách phân ạ lo i ngu n át sinh C ồ ph TR khá nh u, việc phc a ân lo i CTR theo c u n át ạ cá ng ồ ph

s inh sau đ ây là thích ợ h p nh (1) h ất: ộ gia đình; (2) khu ươ th ng m i ạ (nhàhàng, ách skh ạn, siêu th , ch , … ) cị ợ ); (3 ông s ở (cơ quan, rườ t ng h c, ọ

trung tâm và vi n ệ nghiên cứ bu, ệnh viện,….); (4) xây ựng;(5) khu d cô ng

cộng (nhà b n tàu, s bay, cô ga, ế ân ng viên, khu vui ơi giả í, đườ ch i tr ng phố,

…); tr m x ch(6) ạ ử lý ất thải (tr m x ạ ử lý nước th i ả sinh ho t, ….); ạ (7) côngnghi p và ) nông nghi ệ (8 ệp

Trong những nguồ n phát sinh CTR k trên, ể CTR đô ị munici th ( palsolid waste) là t t c c lo i ch t i ấ ả cá ạ ấ thả phát sinh t khu ô th ừ đ ịngo i tr ạ ừ CTR

t s n xu t cô ừ ả ấ ng nghiệ và nông nghiệp.p

1.4 Phân Loại chất thải rắn

Loại ch t i ấ thả phát sinh t nh ng ừ ữ nguồ khác nhau đượn c trình bày tóm

t t ng Bắ tro ảng 1 1

Trang 11

B ng 1 ả 1 Loại ch t th i r n th ấ ả ắ eo các nguồn phát si knh hác nhau

Ngu nồ phát Loại ch t th iấ ả

H gia ộ đình Rác th c ph m, gi y, caự ẩ ấ rton, nh ựa, ntúi ilon, ả da, v i, rác

vườn, ỗ g , thủy tinh, l thi ôm, on ếc, nh kim loại, tro, lá y, câKhu thương

m i ạ

Giấy, carton, nhựa, túi nil g , rác th c on, ỗ ự phẩm, ủy ti th nh,kim lo chại, ất thả đặi c bi t ệ như ậ v t dụng gia đình ư ỏ h h ng (k ệ sách, đèn, t ,…), ủ đồ điện t hử hư ỏng (m áy radio, tiv i,Công s ở Giấy, carton, nh ựa, túi nil g , rác th c on, ỗ ự phẩm, thủy ti nh,

kim lo chại, ất thả đặ biệ như ệ ch, đèn, t hi c t k sá ủ ỏng, pin,Xây dựng G , tỗ hép, bêtông, đấ át,…t c

Khu công Giấy, túi nilon, lá cây, …

Trạm x lýử Bùn

1.5 Tổng quan về quản lý chất thải rắn đô thị

Quản chlý ất th i r n sả ắ là k t h p ki m soát ngu n th i,ự ế ợ ể ồ ả t n ồ tr thoữ, gom, trung chu ển và ậ chu ểy v n y n, x lý và ch t th i r n eo pử đổ ấ ả ắ th hương

th c t t nh t ứ ố ấ cho ứ khỏ s c e cộng đồng, kinh t , k thu b o t n, c m qu ế ỹ ật, ả ồ ả an

và các ấ đề ôi trườ v n m ng khác Quả lý thống ấ chấ n nh t t th i r n vi c l a ả ắ là ệ ự

ch n và áp d ng k u ng ngh cọ ụ ỹ th ật, cô ệ và hương nh qutrì ản lý thí ch h p ợ

nhằm hoàn thành mục tiêu c bi t qu n l ch t đặ ệ ả ý ấ thả ắ M t i r n ộ cách ổ t ng

quá s h t, ơ đồ ệ thố k thu t ng ỹ ậ quản lý chất th i r n ô th đư c ả ắ đ ị ợ trình bày tóm

t t ắ trong Hình 1 1

Trang 12

Hình 1.1 Sơ đồ ổng uát ệ thống quả lý t q h n ch t th i r n ấ ả ắ đô th ị

Ngu n ồ Phát Sinh Nguồn ch y u át sinh ch t ủ ế ph ấ thả ắ đi r n ô th o ị ba

g m: t ồ (1) ừ các khu dân ư c (ch t th i r n sinh ho t), các ấ ả ắ ạ (2) trung tâm thong

m ( ại, 3) các cô ng s tr ng hở, ườ ọc, công trình công ộng, c (4) d v ịch ụ đô thị, sân bay, (5) các hoạ động công nghiệp, ( t 6) các ạ động xây ựho t d ng th , đô ị(7 cá) c tr m x ạ ử lý nước th i tả và các ừ đường c ng ố thoát nước c a ủ thành ph ố

thùng ch a khứ ác nhau tùy theo đặ đ ể c i m nguồn át s rá kh i l ng rác ph inh c, ố ượ

c n l u tr , vầ ư ữ ị trí t đặ thù g ch a, chu k thu n ứ ỳ gom, phương ti n thu ệ gom,…

M t cộ ách ổng quá các phươn t t, g ti n thệ u chứ rác thường a được i t k , l a th ế ế ự

ch n sao cho ọ thỏa mãn các iêu ch t uan u: (1) chsa ống ự xâm nhậs p c a ủ súc

v t, ậ côn ùng, tr (2) b ền, chắc, đẹ và không ị ư ỏng do ờ ết, p b h h th i ti (3) d ễ

c r a khi c n i ọ ử ầ th ết

Thu Gom Rác sau khi đượ ậc t p trung ạ cá đ ể t i c i m quy đị nh s ẽ

Trang 13

được thu go m và vận chuy n n tr m ể đế ạ trung chuyển/trạm x ho c ử lý ặ bãichôn l Th ki u v n ấp eo ể ậ hành, ệ thố h ng thu go m được phân lo i thànạ h: (1)

h ệ thống thu gom ntainer co di động: loạ ổ đ ển và ạ i c i lo i trao i đổ thùng ch a ứ

và (2) h thệ ống thu gom cont iner ố đị a c nh

Trung Chuy n vể à Vận Chuy n ể Các tr m tr g ạ un chu ể đượ ử ụy n c s d ng

để ố ư t i u hóa năng su t lao đ ng c a i thu ấ ộ ủ độ gom và đội xe Tr m ạ trung

chuyể đượ ử ụng khi:n c s d (1) x ra n t ng ảy hiệ ượ đổ ch t th i r n ấ ả ắ không úng đquy nh do kho ng đị ả cách ậ v n chuy quển á xa, (2) v í th i b ị tr ả ỏ quá xa tuy n ếđường thu gom (thường l n hơn 16ớ km), (3) s d ng xe thử ụ u gom có dungtích nh ỏ (thường nh ỏ hơn 15 m3), khu v c (4) ự phục v là u dân c tụ kh ư hưa

thớt, (5) s d ng h ống contaử ụ ệ th i ner di ng v i độ ớ thùng ch a ứ tương i đố

nh thu gỏ để om chất th i ả t u ừ kh thương m ại Hoạ đột ng c a m i tr m ủ ỗ ạtrung chuy n ể bao ồ g m: (1) tiếp ậ các xe thunh n gom rác, (2) xác đị nh tải

trọng rác a v tr m, ( đư ề ạ 3) hướng d n các xe ẫ đến điể đổ rác,m (4) a xe đư thugom ra kh i trỏ ạm, x(5) ử l rác (ný ếu c n thiếầ t), (6) uych ển rác lên hệ th ng ố

v n ậ chu ể để đư đế bãi chôn ấ Đố ớy n a n l p i v i m i tr m ỗ ạ trung chuy n cể ần xem xé (1) s t: ố lượng xe đồng ờ ong ạ th i tr tr m, (2) khố lượng và thành phầi n rác được thu gom ề ạ v tr m, ) bán (3 kính hi u qu kinh t i v i m i lo i xe ệ ả ế đố ớ ỗ ạthu gom (4, ) th i gian ờ để xe thu gom đi ừ ị t v trí l y r ấ ác cuố cùng ủi c a tuy n ếthu gom v ề ạtr m trung chuyển

Tái Sinh, Tái Chế Và X ử Lý R t nhi u ành ấ ề th phầ chấn t th i r n ả ắtrong rác ảth i khcó ả ă n ng stái inh, ch nh : gi y, carttái ế ư ấ on, túi ni , lon

nh ựa, cao g , th y ti , kim lo … Các su, da, ỗ ủ nh ại, thành ph n còn l ầ ại, tùy theo

phương ệ ti n k u t ỹ th ậ hiện có s ẽ được x ử lý bằng các ương pháp khácph nhau n : (1) s n xu t phư ả ấ hân mpco ost, (2) đố thu ồ ă t h i n ng lượng hay (3)

đổ ra bãi chôn l p ấ

Trang 14

Bãi Chôn L pấ Bãi chôn ấ l p là phương pháp ử x lý và tiêu hủy chất

th i r n ả ắ kinh ế nhất và ch p nh n t ấ ậ được v m t m ề ặ ôi trường Ngay ả khi c

áp d ng ụ các biệ phn áp gi m lả ượng ấch t th i, i sả tá inh, i s d ng và c tá ử ụ ả các

k ỹ thuật chuyể hón a ch t th i, vi c th i b phấ ả ệ ả ỏ ần chất th i ả còn ại ra l bãichôn l p v n là m t khâu quan trấ ẫ ộ ọng trong ch ế lượ quả lý thố i n c n ng nh t ấchất th i r n M t bãi ch l ch t ả ắ ộ ôn ấp ấ thả ắi r n sinh ho t ạ được g i lọ à bãi c n hô

lấp ợh p v ệ sinh khi được t t k v n hà hiế ế và ậ nh sao cho giả đếm n m c ứ thấp

nh t ấ các tác động đến s c kh e c ng ng môi trứ ỏ ộ đồ và ường Bãi ch l p ôn ấ

h p v ợ ệ sinh được thi t k và vế ế ận hành có ớ l p lót đáy, các ớ l p che ph ủ hàngngày và che phủ trung, có ệ thống thu gom và ử lý nướ rò ỉ ệ thống h x c r , h thu gom x và ử k lý hí ải, đượth c che ph cu i ủ ố cùng và duy tu, ảb o trì sau khi óng bãi đ chôn ấp l

Đồ án này sẽ ậ t p trung nghiên cứ ệ ốu h th ng trung chuyển và vận chuyện rác thải sinh hoạt ở ộ m t huyện ngo i thành Hà Nạ ội đang có t c đố ộ đô th hóa ịnhanh là huyện T Liêm Chương ti p theo s trình bày vừ ế ẽ ề các yếu tố có nh ảhưởng đến sự phát sinh và qu n lý ch t thả ấ ả ắi r n sinh hoạt trên địa bàn huyện

T ừ Liêm đó là các điều ki n t nhiên và kinh tếệ ự xã h i ộ

Trang 15

Chương 2 Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội và hiện trạng quản lý chất

thải rắn trên địa bàn huyện Từ Liêm

2 1 Điều kiện tự nhiên

Có th coi huyể ện Từ Liêm là c a ngõ phía tây bắc của thủ đô Hà Nội Các ửtỉnh miền núi phía Tây Bắc và Việt Bắc trước khi vào trung tâm Hà Nộ ềi đ u phải qua Từ Liêm, các tình phía Tây Bắc và phía nam sông Hồng muốn đến sân bay quố ế ộc t N i Bài đ u ph i đi qua địề ả a ph n huyện Từậ Liêm Phía b c ắ

của huyện Từ Liêm giáp với sông Hồng nên ngoài giao thông đường bộ ừ, T Liêm còn có hệ ố th ng giao thông đường thủ ấy r t quan tr ng, nhọ ất là vân chuyển khối lượng hàng hóa lớn và cồng k nh vể ới chi phí thấp và hi u qu ệ ảcao

Với vị trí như vậy, huyện Từ Liêm có nhiều thuận lợi trong phát triển kinh tế - xã h i, nhấộ t là trong qui hoạch phát triển kết cấu h t ng, các loại ạ ầchung cự đô th , trung tâm thương mạ ịị i, d ch v , du l ch, khoa h c công ngh ụ ị ọ ệ

Trang 16

2.1.2.Khí hậu

Khí hậu huyện Từ Liêm n m thu c khu v c chung c a thành phằ ộ ự ủ ố Hà

Nội, chịu ảnh hưởng của chế độ gió mùa, tương đ ố ẩi m Một năm có hai mùa

rõ rệt, giữa hai mùa là thời kỳ chuy n tiếp tạo nên sắc thái bốn mùa : xuân, hạ, ểthu, đông

Nhiệ ột đ trung bình trong năm là 24,7oC, nhiệ ột đ cao nh t vào tháng 7 ấtrung bình lớn hơn 30oC và thấp nhất nhỏ hơn 16oC vào tháng giêng hàng năm Tuy nhiền Từ Liêm có dòng sông H ng và H Tây bao bồ ồ ọc phía bắc và phía đông bắc và có khá nhi u ao hồ ảề r i rác cùng với th m thả ực vật phong phú nên đã hạn chế đư c nh ng biế ộợ ữ n đ ng b t l i củấ ợ a th i ti t khí h u ờ ế ậ

Lượng mưa trung bình hàng nằm trong những năm gần đây khoảng 1670mm Tuy nhiên, lư ng mưa giợ ữa các tháng có sự giao đ ng nhât độ ịnh, lớn nhất vào tháng 8, có nhi u bão nhề ất

Tháng 1,2 và 11,12 là các tháng ít mưa nh t trong năm, xấ ảy ra khô hanh,

ảnh hưởng x u đ n s n xuấấ ế ả t, đờ ối s ng, ô nhiễm môi trường và ảnh hư ng đở ến sức khỏe nhân dân

2.1.3 Thủy văn

Huyện Từ Liêm ch ảịu nh hưởng của chế độ ủ th y văn sông Hồng và trực tiếp của sông Nhu và Hồ Tây, là hai tuyến nước chính cho địa bàn huyện ệNgoài đoạn sông H ng và sông Nhuồ ệ, Từ Liêm còn có các sông nh hơn ỏnhư sông Đăm, sông Cầu Ngòi và nhiều hồ đầ m l n nhỏ Hệ thốớ ng sông hồ,

đầm đã cho huyện T Liêm có lư ng nư c m t d i dào, đ lư ng nư c tư i ừ ợ ớ ặ ồ ủ ợ ớ ớquanh năm cho cây trồng và ph c v s n xu t nông nghi p ụ ụ ả ấ ệ

Nguồn nước ngầm c a huyện T Liêm khá d i dào, gủ ừ ồ ồm 3 tầng, nhưng

do nhị ộp đ khai thác ngày càng tăng đã hạ thấp mức nước hi n có Trung tâm ệ

Trang 17

là gi ng Mai Dế ịch và đang phát triển dần ảnh hưởng t i toàn b khu vớ ộ ực Từ Liêm Hiện nay cũng như trong thời gian tới, quá trình đô thị hóa và công nghiệp hóa diễn ra nhanh và mạnh, vì s d ng nhiềử ụ u hóa ch t trong sản xuất ấ

và đờ ối s ng, v n đ x lý ch t th i chưa đư c coi trọấ ề ử ấ ả ợ ng đúng m c đang làm ứtăng ô nhiễm môi trường nước, nguy cơ ảnh hưởng nghiêm trọng đến s n xuả ất

và đờ ối s ng nhân dân

2.2 Điều kiện kinh tế xã hội

T ừ khi được thành lập năm 1961 huyện Từ Liêm đã 3 lần chia tách địa giới hành chính Đến nay huyện ch còn l i 15 xã và 1 thị trấỉ ạ n v i diện tích ớ75,32 km2 Tính đến 31/12/2009 dân số 395.164 người, chi m 8,6% dân số ếtoàn thành phố Mậ ột đ dân số là 5.246 ngư i/kmờ 2, là huyện có mậ ột đ dân sốcao nhất trong các huyện ngoại thành của thủ đô Hà Nội

Dân số trung bình 1000 người 261,8 275,7 291,02 316,02 356,43

Biến động đến người 12.544 12.631 16.219 39.006 34.000

Trang 18

Mật độ dân số người/km2 3,569 3.752 3.975 4.416 4.246Dân số thành thị người 16,948 17.507 18.581 20.358 23.203 Dân số Nông thôn người 244.9 258.2 172.44 295.66 334.680

Tỉ lệ thành thị/ nông

(Ngu n: Phòng Th ng kê Huy n T Liêm) ồ ố ệ ừ

Theo số ệ li u tổng đi u tra năm 2006, toàn huyệề n có 51.211 h : sộ ố hộ

nông nghiệp chiếm 14,36%, hộ thủ ản :10,12%, h công nghi p 15,32%, hy s ộ ệ ộ

xây d ng 7,63%, hự ộ thương nghi p 25,68% và h khác 6,37% Từ Liêm ệ ộ

không có h lâm nghiộ ệp

V ề phát triển kinh t : kinh tế ế ủ c a huyện có tốc độ tăng trư ng cao và ở

tương đối ổn định, chuyể ịn d ch cơ c u đúng theo định hướấ ng đề ra:

Tốc đ tăng giá trị ảộ s n xuất bình quân hàng năm đ t 18,9% Cơ cấạ u

kinh tế ệ hi n nay : CN-DV NN : 60,2% 36,3% - 3,5%

Hiện t i huy n có hạ ệ ệ thống thương mại hoạ ột đ ng có hiệu qu g m 194 ả ồ

hộ, 4 siêu thị ớ l n là Metro, đi n máy HC, Tây Đô, Citymax và 1 trung tâm ệ

thương mại The Garden

T ừ Liêm là một huyện ngoại thành có tố ộc đ đô th hóa nhanh Đô th ị ị

hóa làm cho bộ ặ ủ m t c a T Liêm thay đổi nhanh chóng Từ năm 2000 đến ừ

31/12/2009 thành phố đã phê duyệt và thực hi n nhi u khu đô thị ớệ ề m i, c m ụ

Trang 19

công nghiệp, các công trình văn hóa thể thao qu c gia, tr s c a các B , ban ố ụ ở ủ ộngành Trung ương

(Ngu n: Tồ ổ ng h p Báo cáo th ng kê củ ợ ố a huy n T ệ ừ Liêm các năm từ 2000 -2009)

2 3 Hạ tầng giao thông, hạ tầng kỹ thuật:

Huyện Từ Liêm có vị trí quan trọng đối với Thủ đô Hà Nội với nhiều tuyến đường giao thông huyết mạch như: Đường Thăng Long sân bay Nội - Bài; đường 32 nối trung tâm Thủ đô với Tây Bắc; đường Láng - Hoà Lạc nối với đường Hồ Chí Minh; đường 6 đi Hoà Bình;

- Đường trục thôn, đường liên thôn, liên xã, đường khu dân cư được kiên cố hoá khoảng 150km (đạt >90% đường liên xã, liên thôn và đường ngõ xóm), cơ bản đáp ứng yêu cầu đi lại của nhân dân;

- Hệ thống thoát nước: Cùng với việc đầu tư nâng cấp, kiên cố hoá hệ thống đường giao thông, rãnh thoát nước tại các điểm dân cư cũng được nâng cấp với tổng chiều dài khoảng 107,4 km, góp phần đảm bảo thoát nước và vệ sinh môi trường;

Trang 20

- Hệ thống điện nông thôn: Toàn Huyện có 104 trạm biến áp; 15/16 xã, thị trấn đã bàn giao lưới điện nông thôn cho Điện lực quản lý; Về cơ bản đã được đầu tư nâng cấp, tuy nhiên chưa đáp ứng được yêu cầu ngày càng cao của sự phát triển kinh tế xã hội.-

- Hệ thống chiếu sáng ngõ xóm: Thành phố đã lắp đặt trên 50km đèn chiếu sáng đường huyện, xã và bàn giao cho Huyện quản lý theo phân cấp là 38,367 km;

- Cấp nước , Mỹ Đình, tổng số trạm 19 trạm Các xã Cổ Nhuế, Xuân Đỉnh, Mễ Trì, Thị trấn Cầu Diễn sử dụng mạng cấp nước Thành phố hiện đang hoạt động tốt

2 4 Đánh giá chung về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội: -

Thuận lợi:

Giai đoạn 2006-2008, Huyện tiếp tục có tốc độ đô thị hoá nhanh, đây là

cơ hội thuận lợi để Huyện đẩy nhanh tốc độ chuyển đổi cơ cấu kinh tế, chuyển dịch cơ cấu lao động và phát triển nhanh hạ tầng giao thông, hạ tầng

kỹ thuật;

Kinh tế tiếp tục tăng trưởng với tốc độ cao, cơ cấu kinh tế chuyển dịch đúng hướng theo Nghị quyết Đại hội Đảng bộ Huyện lần thứ XXI, Nghị quyết HĐND đã đề ra; Công tác đầu tư xây dựng được đẩy mạnh; Sự nghiệp văn hoá -

XH, giáo dục, y tế, văn minh đô thị và VSMT tiếp tục có sự chuyển biến tích cực

Khó khăn:

- Do huyện có quá trình đô thị hoá diễn ra nhanh, cơ sở hạ tầng chưa đáp ứng được quá trình phát triển kinh tế - xã hội; Nhận thức, ý thức chấp hành quy định về văn minh đô thị, vệ sinh môi trường của một bộ phận nhân

Trang 21

dân các tổ chức, cá nhân trên địa bàn Huyện chưa cao, do vậy cần tiếp tục được quan tâm trong thời gian tới

- Hạ tầng giao thông, hạ tầng kỹ thuật chưa được đầu tư đồng bộ theo quy hoạch chi tiết; Tiến độ triển khai một số dự án còn chậm; Đặc biệt, hệ thống giao thông, hạ tầng kỹ thuật các khu đô thị mới chưa được đấu nối với

hệ thống giao thông, kỹ thuật chung của Huyện; Bên cạnh đó các văn bản quy phạm pháp luật chưa đầy đủ, đồng bộ

2 5 Hiện trạng quản lý chất thải rắn sinh hoạt trên địa bàn huyện Từ Liêm

2.5.1 Tổ chức thu gom, vận chuyển rác theo chủ trương XHH:

Hiện tại trên địa bàn Huyện có các đơn vị phụ trách vệ sinh môi trường như sau:

- Xí nghiệp môi trường đô thị Huyện Từ Liêm Huyện giao thầu:-

Duy trì đường phố ban ngày tuyến đường Hồ Tùng Mậu, đường đê Hữu Hồng, đường Cầu Diễn; Thu gom, vận chuyển rác thải tại thị trấn Cầu Diễn,

xã Đông Ngạc (đến tháng 10/2008), xã Tây Mỗ (từ tháng 11/2008), xã Thuỵ Phương, xã Phú Diễn, MInh Khai, Xuân Phương, Tây Tựu, Thượng Cát, Liên Mạc;

- Công ty CPDV môi trường Thăng Long Thành phố và Huyện giao -

thầu:

Thu gom và vận chuyển rác thải sinh hoạt trên địa bàn xã Cổ Nhuế, Xuân Đỉnh, Đông Ngạc, một số đoạn đường Phạm Văn Đồng, Phạm Hùng;

- Hợp tác xã Thành Công - Thành phố giao thầu:

Thu gom, vận chuyển rác trên địa bàn xã Trung Văn, Mễ Trì, Mỹ Đình

và một số tuyến đường quanh khu sân vận động quốc gia; đường Mễ Trì; một

Trang 22

phần đường Phạm Hùng; Đường Hồ Tùng Mậu; Đường 70 (đoạn Từ dốc Kẻ đến ngã tư giao đường Láng Hoà Lạc);

- Công ty cổ phần dịch vụ môi trường Tây Đô Đấu thầu:-

Quét, hút bụi, tưới nước đường Phạm Văn Đồng (địa bàn Xuân Đỉnh,

Cổ Nhuế);

Như vậy, trong số 15 xã thì 5 xã Cổ Nhuế, Xuân Đỉnh, Trung Văn, Mễ Trì,

Mỹ Đình có hệ thống thu gom chất thải rắn nằm trong quy hoạch hệ thống thu gom của thành phố Hà Nội Do vậy, đồ án sẽ chỉ đề cập và tính toán hệ thống thu gom chất thải rắn tại 10 xã và thị trấn còn lại

2.5.2.Tình hình rác thải, thu gom và vận chuyển chất thải sinh hoạt:

- Tổng lượng rác thải : 71.061m3/năm

- Tổng lượng thực tế:

+ Năm 2006: 83.563m3/năm;

+ Năm 2007: 96.450m3/năm;

+ Năm 2008: 103.849m3/năm;

+ Lượng rác thu gom, vận chuyển trung bình: 90.370m3/năm

Về cơ bản rác thải sinh hoạt trên toàn địa bàn Huyện đã được vận chuyển đến điểm xử lý của Thành phố là bãi rác Nam Sơn

Tuyến đường thu gom rác trong huyện Từ Liêm hiện chưa có thiết kế hay quy hoạch

- Phương tiện thu gom:

+ Xe chuyên dùng vận chuyển rác thải hay gọi là xe cuốn ép rác:

10 đầu xe;

Trang 23

+ Xe đẩy tay: 01 xe/01 lao động; Tương đương 130 công nhân,

so với thời điểm năm 2005); Các yếu tố như lương cơ bản, chi phí vật tư, nhiên liệu nhiều biến động có tác động đến hoạt động thu gom, vận chuyển rác thải sinh hoạt và quản lý chi phí

Trang 24

- Công tác tuyên truyền thực hiện nếp sông văn minh đô thị có nhiều chuyển biến tích cực song chưa đáp ứng được yêu cầu trong tình hình mới; Phân loại rác thải sinh hoạt tạo điều kiện tiết kiệm chi phí vận chuyển, giảm tải cho bãi xử lý Thành phố, tái chế và sử dụng sản phẩm từ rác thải, tạo nếp sống đẹp trong nhân dân; tuy nhiên, công tác này chưa được quan tâm tuyên truyền, đầu tư kinh phí đúng mức;

Việc thực hiện Chỉ thị 04 của UBND Thành phố về tổng vệ sinh nơi ở, nơi làm việc và khu dân cư vào chiều thứ 6 hoặc sáng thứ 7 hàng tuần ở một

số đơn vị chưa được thường xuyên, dẫn tới rác thải tại một số điểm công cộng, khu ở chưa được đảm bảo; Có nơi, có lúc ở một số xã còn rác tồn đọng gây dư luận không tốt trong nhân dân;

- Hạ tầng giao thông về cơ bản đã được nâng cấp, bê tông hoá, nhựa hoá, tuy nhiên chưa đáp ứng yêu cầu tiêu chuẩn đường giao thông nông thôn, đặc biệt là mặt cắt đường làm kéo dài cung đường trung chuyển;

Nhiều điểm tập kết trung chuyển rác được thành lập từ trước khi thực hiện Đề án hiện không còn đáp ứng được yêu cầu theo quy trình công nghệ, không đáp ứng yêu cầu tập kết rác trong thời gian ngắn, gây nên hiện tượng mất mỹ quan, ảnh hưởng tới giao thông;

- Về cơ bản công nhân được trang bị đầy đủ phương tiện, bảo hộ lao động; Tuy nhiên, một số yêu cầu đảm bảo ATGT chưa được thực hiện đầy đủ, các điểm tập kết, trung chuyển rác tại các tuyến giao thông trên địa bàn chưa được kẻ vạch sơn và chấp thuận của cơ quan có thẩm quyền, thiếu biển báo;

- Công tác vệ sinh tại các điểm tập kết, trung chuyển; vệ sinh dụng cụ, xe chuyên dùng, có đơn vị, có lúc chưa được thực hiện thường xuyên, đầy đủ theo quy định gây mất vệ sinh công cộng, xuống cấp nhanh phương tiện, dụng cụ lao động;

Trang 25

- Việc thu phí từ các hộ gia đình tuy đạt tỷ lệ trung bình trên toàn địa bàn Huyện tương đối cao, tuy nhiên ở một số xã, tỷ lệ này chưa đạt mục tiêu

đề ra; Thu phí từ các hộ kinh doanh còn nhiều hạn chế, đạt tỷ lệ thấp (khoảng

<40%), ở nhiều địa phương không thu được phí VSMT từ các đối tượng này;

- Huyện còn diện tích đất nông nghiệp tương đối lớn (khoảng 1.640ha), trong đó đất trồng hoa (thuộc vùng hoa Tây Tựu) là 526,36ha, lượng rác thải nông nghiệp lớn, chưa được hỗ trợ kinh phí cho công tác thu gom, vận chuyển, một phần không nhỏ trong số đó được xả cùng với rác thải sinh hoạt

2.5.4 Dự báo lượng chất thải rắn sinh hoạt huyện Từ Liêm

Khối lượng chất thải rắn phát sinh được tính theo công thức:

Gt=N0(1+q)t.g (2.1) Trong đó:

Gt : khối lượng chất thải rắn năm th t;ứ

N0: dân số năm thứ 0, sô dân tính trên 10 xã thị trấn là 167.000 người Q: tố ộc đ tăng dân số

g: tiêu chuẩn th i một người trong một ngày đêm, lấy bằng 0,75 ả

Ta có bảng dự báo lượng ch t th i r n phát sinh: ấ ả ắ

Bảng 2.4 Dự báo lượ ng ch t th i rắn phát sinh ấ ả

Năm T l ỷ ệ tăng dân

s ố (%) D ân số (ngư ờ i) Tiêu chu n th

ẩ ả i (kg.ngườ i/ngày)

Lượ ng CTR (tấn/năm)

Trang 26

Trang 27

C hương 3 Tổng quan về thuật toán tối ưu

Trong thực tế có nhi u thuậề t toán được sử ụ d ng trong việc tính toán quãng đư ng đi ngờ ắn nh t Ph bi n và hi u quảấ ổ ế ệ nh t trong sốấ đó là các thu t ậtoán sử ụ d ng lý thuyế ề đồ ịt v th Trong đ ồ án này tác giả cũng nghiên cứu theo hướng s d ng lý thuyử ụ ế ồ ịt đ th mà c thể ởụ đây là sử ụ d ng hai thuật toán Dijkstra và Prim vào việc tối ưu hóa lộ trình v n chuyển rác thải ậ vì vậ ở y chương này sẽ tìm hi u vềể các khái ni m cơ b n cũng như m t s thu t toán ệ ả ộ ố ậtối ưu hóa có thể được sử ụ d ng

3 1 Một số khái niệ m cơ b ả n về đồ ị th

Đồ ị th là m t c u trúc r i r c bao g m các đ nh và các c nh n i các đ nh ộ ấ ờ ạ ồ ỉ ạ ố ỉnày.Chúng ta phân biệt các loại đồ ị th khác nhau bởi kiểu và số ợ lư ng cạnh

nối hai đ nh nào đó c a đỉ ủ ồ thị Để có thể hình dung đượ ạc t i sao lại cần đến các loạ ồ ịi đ th khác nhau ,chúng ta sẽ nêu ví dụ ử ụ s d ng chúng đ mô t m t ể ả ộ

mạng máy tính Giả ử ta có một mạng gồm các máy tính và các kênh điện s thoại(gọi t t là tên thoắ ại) nối các máy tính này.Chúng ta có thể biểu diễn các

v ịtrí đặt máy tính bởi các điểm và các kênh thoạ ối n i chúng bởi các đoạn

nối,xem hình 1

Hình 3.1.Sơ đồ ạng máy tính m

Trang 28

Nhận thấy rằng trong mạng hình 1, gi a hai máy tính b t kữ ấ ỳ ch cho ỉphép nhiều nhất là một kênh thoại n i chúng,kênhố thoại này cho phép liên lạc

c ả hai chiều và không có máy tính nào lại được nối với chính nó.Sơ đồ ạ m ng máy tính cho tronh hình 1 được g i là đơn đọ ồ ị th vô hư ớng => ta đi đ n đế ịnh nghĩa sau:

là tập các cặp không có thứ ự ồ t g m hai phần t ử khác nhau của V gọi là các cạnh.(7)

Trong trường hợp giữa hai máy tính nào đó thường xuyên ph i truy n tả ề ải nhiều thông tin người ta ph i nối hai máy này bởả i nhi u kênh thoạề i M ng với ạ

đa kênh thoại giữa các máy tính được cho trong hình 2

Hình 3.2 Sơ đồ ạng máy tính với đa kênh thoại m

và E là họ các c p không có thứ ự ồ ặ t g m hai ph n tầ ử khác nhau của V gọi là các cạnh.Hai c nh e ạ 1 va e2 được gọi là cạ nh l p n u chúng cùng tương ứng ặ ế với một cặ p đ nh ỉ (7)

Trang 29

Hình3.3 Sơ đồ ạng máy tính với kênh thông báo m

Rõ ràng mỗi đơn đồ ị đề th u là đa đồ ị th , nhưng không ph i đa đ th nào ả ồ ị

cũng là đơn đồ thị, vì trong đa đồ thị có hai hay nhiều hơn cạnh n i một cặp ố

đỉnh nào đó

Trong m ng máy tính có thạ ể có những kênh thoại nối m t máy tính nào ộ

đó với chính nó(chẳng hạn v i mớ ục đích thông báo).Mạng như v y đưậ ợc cho trong hình 3.Như vậy đa đồ ị th không th mô t đư c m ng như v y, b i vì có ể ả ợ ạ ậ ở

những khuyên (cạnh nối mộ ỉt đ nh vói chính nó).Trong trường h p này chúng ợ

ta cần sử ụ d ng đến khái niệm gi thịả đồ vô hư ng, đư c đ nh nghĩa như sau: ớ ợ ị

và E là họ các cặp không có th ứ ự ồ t g m hai phần tử (không nhất thiết phải khác nhau) của V g i là các c ọ ạnh.Cạ nh e đư c g i là khuyến nếu có dạng ợ ọ

Trang 30

Hình 3.4 Mạng máy tính với các kênh thoại một chi u ề

Ta đi đ n đế ịnh nghĩa sau:

và E là tập các cặp có thứ ự ồ t g m hai ph n tầ ử khác nhau của V g i là các ọ

cung.(7)

Nếu trong mạng có thể có đa kênh thoại một chiều,ta sẽ ph i sử ụả d ng

đến khái ni m đa đồ thệ ị có hư ớng:

E là họ các c p có thứ ự ồ ặ t g m hai ph n t khác nhau c a V g i là các ầ ử ủ ọ

cung.Hai cung e1 va e2 tương ứng với cùng một cặ p đ nh đư c g i là cung ỉ ợ ọ lặp.(7)

Trong các phần tiếp theo chủ ế y u chúng ta s làm viẽ ệc với đơn đồ ị th vô

hư ng và đơn đớ ồ ị th có hướng.Vì vậy, để cho ngắn g n , ta sọ ẽ ỏ b qua tính t ừđơn mỗi khi nhắc đến chúng

3.1.2 Tính liên thông và chu trình c a thủ đồ ị

3.1.2.1 Đường đi

Đị nh ngh a: Đườ ĩ ng đi (path) có độ dài n t n v i n m t s ừ vo đế vn ớ là ộ ố

Trang 31

nguyên dương, trong m t th ộ đồ ị vô hướng m t là ộ dãy các ạnh liên ế c ti p vov1, v1v2, , vn−1vn Đỉnh o được g i v ọ là đỉnh đầu, đỉnh vn đượ ọ là c g i

đỉnh cu i Đư ng đi ố ờ này thư ng đư c vi t g n: vov1v2 .vn−1vn Khiờ ợ ế ọ ch ỉ

c n ầ nêu ra đỉnh đầ vo và đỉnh cuố vn ủ đường đi, ta ế đường đi vo u i c a vi t:

−vn

3.1.2.2 Tính liên thông trong đồ thị vô hư ớng

Đị nh ngh a: M t ĩ ộ đồ thị vô h ng ướ được g i ọ là liên thông ế có n u đường i đ giữa ọi cặp đỉnh phân biệt củ đồ ịm a th

G: liên thông; H: không liên thông

Hình 3.5 Ví ụ ề liên thông d v 3.1.2.3 Chu trình

M t ộ đường đi khép kín (đỉnh đầ ≡ đỉ u nh cu i) ố và có độ dài n ≥ 3 được

Trang 32

Cây khung của đồ thị: giả ử s G = (V,E) là đồ ị th vô hư ng liên thông ớCây T=(V,F) với F ⊂ E được gọi là cây khung củ ồa đ thị G

3 2 Một số thuật toán tố i ưu s ử d ụng trong đồ thị

Có nhiều thuật toán tìm kiếm đường đi ngắn nhất trong đồ thị, trong đồ

án này sẽ đề ậ c p đ n hai dạế ng chính đó là tìm đư ng đi ngắờ n nh t và thu t ấ ậtoán tìm cây khung nhỏ ấ nh t

3.2.1 Thuật toán tìm đường đi ngắn nh t ấ

Trong thự ế nh ề bài toán th mc t , i u có ể ô hình bằng đồ th ịcó trọng s Đó ố

là đồ ị th mà m i c nh c a ỗ ạ ủ nó đư c ợ gán một con số(nguyên ho c th c) g i là ặ ự ọtrọng số ứ ng với cạnh đó Ví dụ cta n mô hình ầ mộ ệ ốt h th ng đ ng hàng ườkhông Mỗi thành phố đư c biể iễ ằng ợ u d n b một đỉ m i nh, ỗ chuyến bay mlà ột

cạnh ố n i 2 đỉnh ương ứng ế trong bài toán đang xét ta ầ tính đế t N u c n n kho ngả cách ữ các thành ố c n gi a ph thì ta ầ gán cho m i cỗ ạnh c a th s ủ đồ ị cơ ởtrên khoảng cách ữ các gi a thành ph ố ươ t ng ng ứ N u ế ta quan tâm đế n thời gian c a m i ủ ỗ chuyến bay thì ta s gán các thẽ ời lượng này cho mỗi cạnh của

đồ ị th cơ s ở

Bài toán đặ t ra là tìm đườ ng đi ng n nh t t thành ph này đ n thành ắ ấ ừ ố ế phố khác Hay nói theo ngôn ngữ ủ c a lý thuyế đồ ị tat th : c n ầ tìm đường đi có

tổng trọng ố (n ắn) nhỏ nhất từ đỉnh này đến m s g ộ ỉ t đ nh khác củ a đ thị ồ Trong số các thu t toán tìm đư ng đi ng n nh t phậ ờ ắ ấ ổ biến nhất là thuật toán Dijktra

Thuật toán Dijktra được xây dựng để ả gi i quyết bài toán tìm độ dài ủ c a

đường đi ng n nh t giữa a và z trong đơn đồ thị ắ ấ liên thông, vô hướng và có trọng số

Thuật toán Dijkstra được ực ệth hi n bằng cách tìm độ dài c a ủ đường đi ngắn nh t t a n đỉấ ừ đế nh đầu tiên, t ừ a đến đỉnh thứ hai, cho đ n khi tìm ế

Trang 33

được độ dài ngắn nhất t ừ a đến z

Thuật toán này dựa trên một dãy các bư c l p.ớ ặ M t t p c ộ ậ đặ biệt các

đỉnh đư c xây d ng b ng ợ ự ằ cách ng thêm cộ m t ộ đỉnh trong m i ỗ bướ ặc l p Thủ

t c ụ gán nhãn đượ thự hiện trong mỗi lần lặp đó c c

Trong thủ ụ t c gán nhãn này, đỉnh w được gán nhãn bằng độ dài đường

đi ngắ nhấ ừn t t a n w đế và chỉ đi qua các đỉnh thuộ ập c c t đặ biệt ộ đỉnh M t được thêm vào t p ậ này là đỉnh có nhãn nhỏ nh t so vớấ i các đ nh chưa có ỉtrong tập đó

C cụthể ủa thuật toán Dijkstra như sau:

- Gán cho đỉnh a nhãn bằng 0 còn các đỉnh khác nhãn bằng ∞

- G i t p c t ọ Sk là ậ đặ biệ các đỉnh sau bướ ặ thức l p k c a t c ủ thủ ụ gán nhãn Chúng ta bắt đầu bằng S0 = φ T p Sậ k được t o ạ thành ừ t Sk -1 bằngcách thêm vào đỉnh ∉ u Sk-1 mà có nhãn nhỏ ấ nh t

- Sau khi đỉnh u được ghép vào Sk, ta sử ổa đ i nhãn của các đ nh không ỉthuộc Sk sao cho Lk(v) (nhãn c a ủ đỉnh v t i ạ bước k) là độ dài c a ủ đường đi

ng nhắn ấ ừ đết t a n v mà đư ng đi này chờ ỉ ch a các đ nh thu c Sứ ỉ ộ k (tức là các

đỉnh đã thuộ ậc t p đ c bi t cùng vớ ỉặ ệ i đ nh u)

Gi s v m t ả ử là ộ đỉnh không thu ộc Sk s a Để ử nhãn c a ủ v, ta chọn Lk(v) là

độ dài c a đư ng đi ng n nh t t a n v ủ ờ ắ ấ ừ đế và ch ch a các đ nh thu c Sỉ ứ ỉ ộ k Để ý

rằng đư ng đi ngờ ắn nhất ừ đết a n v chỉ chứ các phầ ử ủa n t c a Sk hoặ làc

đường đi ngắ nhấ ừ đến t t a n v chỉ chứ các phầ ử ủa Sa n t c k-1 hoặc là đư ng đi ờ

ng n nhắ ất từ a đ n u trong bướế c (k-1) c ng v i đ dài c nh uv Tức là: ộ ớ ộ ạ

Lk(a,v) = min{Lk−1(a,v); Lk−1(a,u) + w(uv)} (3.1.)

Thủ ụ t c này đư c lặp bằng cách liên tiợ ếp thêm các đỉnh vào tập đặc biệt

Trang 34

các đỉnh cho t i khi đ t t i đ nh z Khi z ớ ạ ớ ỉ được thêm vào tập đặc biệt thì nhãn

của nó bằng đ dài đư ng đi ngộ ờ ắn nh t từ ớấ a t i z

mỞ ỗi bước lặ ểp đ tìm ra điểm u cần thực hiện O(n) phép toán , để gán nhãn lại cũng cần thực hiện một số lư ng phép toán cũng là O(n) Thuật ợtoán cần ph i thả ực hiện n-1 bước lặp , vậy thời gian tính toán của thuật toán

là cỡ O(n2)

Đây là thuật toán thuận lợ ểi đ tiến hành tìm đư ng đi ngờ ắn nh t Tuy ấnhiên trong việc tìm kiếm đường đi thu gom rác t i ưu, đư ng đi thu gom ố ờphải đi qua các điểm tập kết rác nhất định Trong khi đó, thuật toán Dijktra khi ti n hành sế ẽ loại bỏ các đỉnh không cần thi t mà chỉ tìm đư ng đi ngế ờ ắn nhất Như vậy sẽ có một số đi m thu gom không đư c đi qua Do đó, phể ợ ần

tiếp theo chúng ta sẽ xét các thu t toán tìm cây khung nhậ ỏ nhất để ải quyết gi

vấn đềnày

3.2.2 Thuật toán tìm cây khung nhỏ nhất

Spanning Tree - MST) của mộ ồt đ thị vô hướng là một bài toán rất n i tiổ ếng

và có ứng dụng rất lớn, bài toán được phát bi u một cách cụ ểể th theo lý thuyế ồt đ ị như sau: th

Cho đồ thị vô hư ng có trọớ ng s G=(V,E) đượố c cho trước d liệữ u (b ng ằ

cây khung nhỏ nh t củấ a G hay tìm m t tộ ập c nh E có nạ -1 cạnh, n đỉnh, không

có một chu trình nào và có tổng tr ng sọ ố ủ c a các cạnh là nhỏ nhất

Để ả gi i quy t bài toán này có hai thu t toán phế ậ ổ ế bi n là Kruskal và Prim

3.2.2.1 Thuật toán Kruskal

Để xây dựng tập n 1 c- ạnh của cây khung nhỏ nh t? t m g i là t p K, ấ ạ ọ ậ

Trang 35

Kruskal đề ngh cách k t nạp lần lưị ế ợt các c nh vào tậạ p đó theo nguyên tắc như sau: Ưu tiên các cạnh có trọng s nh hơn, k t n p c nh khi nó không t o ố ỏ ế ạ ạ ạchu trình v i tớ ập cạnh đã kết nạp trước đó Đó là một nguyên t c chính xác và ắđúng đắn, đảm b o t p K n u thu đủ n-1 cạnh sẽả ậ ế là cây khung nh nh t ỏ ấ

3.2.2.2 Thuật toán Prim

Thuật toán Kruskal làm việc kém hiệu quả ớ ồ ị v i đ th dày ( đ thị ớồ v i số

cạnh m≈ n(n 1)/2 Trong trư- ờng hợp đó thuật toán Prim tỏ ra hi u quả hơn ệThuật toán Prim được gọi là phương pháp lân cận gần nh t Trong phương ấpháp này, bắ ầt đ u từ ộ ỉ m t đ nh tùy ý của đồ thị s, đ u tiên ta nối s vớ ỉầ i đ nh lân cận gần nhất, chẳng hạn là đình y Nghĩa là trọng s c a các c nh k c a đ nh ố ủ ạ ề ủ ỉ

s, cạnh (s,y) có độ dài nh nh t Ti p theo đ n đư c đ nh th ba là z, và ta thu ỏ ấ ế ế ợ ỉ ứđược cây b phận gồm ba đỉộ nh và hai c nh Quá trình này sẽ đượạ c ti p t c ế ụcho đến khi thu được cây gồm n đỉnh và n-1 cạnh sẽ chính là cây khung nh ỏ

nh t.ấ

Thuật toán Prim được th c hi n qua các bưự ệ ớc như sau:

Bước 1: VT:={v*}, trong ó vđ * là đỉ tuỳnh ý của đồ ị th G

ET:=Φ (3.2)

Bước 2: Với m i ỗ đỉnh vj∉VT, tìm đỉnh wj∈VT s ch ao o

m(wj,vj) = min m(xi, vj)=:βj xi∈VT (3.3)

và gán cho nh vđỉ j nh [wãn j, βj] N u ế không tìm đuợc wj như ậ v y (t c là ứkhi vj kh g k v i b t c ôn ề ớ ấ ứ đỉnh n trong Vào T) ì gán cho vth j nhãn [0, ∞]

Bước 3: Chọ đỉn nh vj* s cho ao

βj* = min βj

Trang 36

Trang 37

Chương 4 Ứng dụng thuật toán tối ưu thiết kế hệ thống thu gom rác thải

sinh hoạt huyện Từ Liêm

4.1 Các phương pháp thu gom rác thải

4.1.1.1 Thu gom chất thải chưa phân loại

Trong ph n này, thuầ ật ng "nhà th p t ng" đư c s d ng tương đ i ữ ở ấ ầ ợ ử ụ ố

với những ngôi nhà có số ầ t ng nhỏ hơn 4 thuật ngữ " nhà cao t ng" đư c ở ầ ợ

s dử ụng đối với những ngôi nhà có số ầ t ng l n hơn 7 Đ i v i nh ng nhà có ớ ố ớ ữ

s tố ầng từ 7 thì được xem là những nhà có độ cao trung bình

4-Ở quá trình thu gom sơ câp, các hộ gia đình ph i tham gia quá trình thu ả

gom Những người thu gom rác sẽ đi qua t ng ừ nhà, chủ nhà mang thùng rác

ra đổ vào xe thu gom

Nguồn phát sinh rác

th i ả Ngườ i ch u trách nhi m ị ệ Thi t b ế ị thu gom

1 Từ các khu dân cư

- Người làm thuê, nhân viên

- Các đồ dùng thu gom tại nhà, các xe gom

- Các máng tự chảy, các thang nâng, các xe gom, các băng chuyền ch y bằng khí ạnén

Trang 38

- Nhà cao tầng phục vụ ủ c a khu nhà, dịch

v cụ ủa các công ty vệ sinh

- Các máng tự chảy, cácthang nâng, các xe gom, các băng chuyền ch y bằng khí ạnén

2 Các khu vực kinh

doanh, thương mại

Nhân viên, dịch vụ ủ c a các công ty vệ sinh

Các loại xe thu gom có bánh lăn, các côngtenơ lưu giữ, các thang nâng hoặc băng chuyền

3 Các khu công

nghiệp

Nhân viên, dịch vụ ủ c a các công ty vệ sinh

Các loại xe thu gom có bánh lăn, các côngtenơ lưu giữ, các thang nâng hoặc băng chuyền

4 Các khu sinh hoạt

ngoài trời (qu ng ả

trường, công viên …)

Ch ủ nhân của khu vực hoặc các công ty công viên, cây xanh

Các thùng lưu giữ có mái che

hoặc nắ ập đ y

5 Các trạm x lý nước ử

th i ả

Các nhân viên vận hành trạm

Các loại băng chuyền khác nhau và các thiết bị

Trang 39

Người nhà hoặc người thuê có nhiệm v ụquét dọn và gom rác vào thùng chứa hay các túi đựng bằng nhựa Việc tập trung và thu gom chất thải ở các khu nhà này thường là ít nh t 1lấ ần/ngày

b Thu gom từ các nhà trung và cao tầng ở

Đố ới v i nhà ở ạ lo i này, mỗi căn hộ phải có người thu dọn ho c gom rác ặ

để đưa xu ng t ng dư i cùng đ vào bể ứố ầ ớ ể đổ ch a ho c gom rác b ng các ng ặ ằ ố

đứng Các ng đ ng th i rác thư ng có ti t di n tròn hay chố ứ ả ờ ế ệ ữ nhật, xây bằng thép, bê tông hoặc gạch Đường kính 300 900mm, trung bình 500 - - 600mm

4.1.1.2 Thu gom chất thải có phân loại tại nguồn

- S dử ụng loại xe thùng mở, các thùng rác đã phân lo i đưạ ợc x p và dỡ ế

th công.ủ

- Xe thùng mở có các ngăn riêng xếp th công và d cơ khí ủ ỡ

4.1.2 Các phương tiện lưu chứa tại chỗ

Dung tích trung bình của phương tiện thu chứa được quyết định b i số ởngư i trong gia đình, s lư ng nhà đườ ố ợ ợc ph c v và t n suất thu gom rác thải ụ ụ ầDung tích trên được tính toán với mức thải rác 0,5 - 0,8 kg/người.ngày Có các loại phương tiện thu chứa sau:

Túi đựng rác không thu hồi: Túi được làm bằng giấy hoặ ằng chất dẻo, c bnhững túi làm bằng chất dẻo còn có các khung đỡ kim lo i đ túi khi đổ ạ ể đổrác vào, còn túi bằng giấy thì cứng hơn Kích thước và màu s c cắ ủa túi được tiêu chuẩn hóa để tránh sử ụ d ng túi đ ng rác vào mục đích khác ự

Thùng đựng rác: thùng đựng rác thông dụng thường làm bằng chấ ẻo, t ddung tích loại thùng trong nhà 5 - 10 lít;loại dùng tại cơ quan, văn phòng … thường 30 - 75 lít, đôi khi 90 lít Thùng phải có nắp đậy Nhìn chung kích

Trang 40

thước c a các loại thùng rác có thểủ đư c l a chợ ự ọn theo quy mô và v trí thùng ị

ch a.ứ

- Thùng rác trong nhà được s dử ụng để ch a rác thứ ải trong nhà và được đưa ra ngoài vào thời điểm đư c đợ ịnh trước để đổ

- Thùng rác bên ngoài là những thùng chứa lớn hơn đặt bên ngoài nhà ở

và để bên lề đư ng khi chờ thu gom ờ

- Thùng đựng rác sử ụng khi thu gom bằng các phương tiệ d n đ y kín ậ

rác Đó là các thùng đựng rác có nắp lắp vào bản lề ột hệ thố m ng moóc để có thể đổ rác b ng máy vào trong xe qua một cửằ a đặc bi t Dung tích thùng ệthường t ừ110 - 160 lít và thường làm bằng chấ ẻo t d

Tiêu đề	Đánh Giá Hiện Trạng Phát Sinh Và Quản Lý Chất Thải Rắn Sinh Hoạt Trên Địa Bàn Huyện Từ Liêm Và Thiết Kế Hệ Thống Thu Gom Vận Chuyển Dựa Trên Cơ Sở Thuật Toán Tối Ưu
Tác giả	Nguyễn Thành Sơn
Người hướng dẫn	TS. Nguyễn Đức Quảng
Trường học	Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Chuyên ngành	Quản Lý Môi Trường
Thể loại	Luận Văn Thạc Sĩ
Năm xuất bản	2012
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	83
Dung lượng	10,21 MB