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
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - 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 TỐN TỐI ƯU Chun ngành : Quản lý mơi trường LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS NGUYỄN ĐỨC QUẢNG Hà Nội – Năm 2012 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131590091000000 Luận văn Thạc sĩ Khoa học- Nguyễn Thành Sơn – Lớp CH QLMT 2010B Lời cảm ơn Em xin chân thành cám ơn thầy cô Viện Khoa học công nghệ môi trường, đặc biệt thầy TS Nguyễn Đức Quảng tận tình giúp đỡ em suốt trình học tập thực đồ án Viện Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel: (84.4)8681686 Luận văn Thạc sĩ Khoa học- Nguyễn Thành Sơn – Lớp CH QLMT 2010B Mở đầu Hiện nay, thu gom, vận chuyển xử lý chất thải rắn đô thị vấn đề nan giải nhiều địa phương nước Với khối lượng phát sinh lớn tỷ lệ thu gom hạn chế, chất thải rắn sinh chưa thu gom xử lý triệt để nguồn gây ô nhiễm ba mơi trường: đất, nước khơng khí Từ Liêm huyện ngoại thành Hà Nội, có tốc độ thị hóa nhanh, kèm theo gia tăng mạnh chất thải sinh hoạt Do đó, việc có hệ thống quản lý chất thải rắn sinh hoạt hiệu cần thiết nhiên huyện Từ Liêm chưa có quy hoạch cụ thể, đặc biệt quy hoạch tuyến đường thu gom vận chuyển rác thải Do vậy, tác giả lựa chọn luận văn: “ Đánh giá trạng phát sinh quản lý chất thải rắn sinh hoạt địa bàn huyện Từ Liêm thiết kế hệ thống thu gom vận chuyển dựa sở thuật tốn tối ưu” nhằm mục đích giải thiếu xót quy hoạch Nội dung luận văn gồm có: Mở đầu Chương 1: Tổng quan chất thải rắn Chương 2: Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội trạng quản lý chất thải rắn địa bàn huyện Từ Liêm Chương 3: Tổng quan thuật toán tối ưu Chương 4: Ứng dụng thuật toán tối ưu thiết kế hệ thống thu gom rác thải sinh hoạt huyện Từ Liêm Kết luận kiến nghị Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel: (84.4)8681686 Luận văn Thạc sĩ Khoa học- Nguyễn Thành Sơn – Lớp CH QLMT 2010B Mục Lục Mở đầu Chương Tổng quan chất thải rắn 1.1 Khái niệm 1.2 Chất thải rắn đô thị 1.3.Nguồn phát sinh chất thải rắn 1.4 Phân Loại chất thải rắn .9 1.5 Tổng quan quản lý chất thải rắn đô thị 10 Chương Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội trạng quản lý chất thải rắn địa bàn huyện Từ Liêm .14 2.1 Điều kiện tự nhiên 14 2.1.1.Ví trí địa lý 14 2.1.2.Khí hậu 15 2.1.3 Thủy văn .15 2.2 Điều kiện kinh tế xã hội 16 2.3 Hạ tầng giao thông, hạ tầng kỹ thuật: .18 2.4 Đánh giá chung điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội: 19 2.5 Hiện trạng quản lý chất thải rắn sinh hoạt địa bàn huyện Từ Liêm .20 2.5.1 Tổ chức thu gom, vận chuyển rác theo chủ trương XHH: 20 2.5.2.Tình hình rác thải, thu gom vận chuyển chất thải sinh hoạt: .21 2.5.3 Một số khó khăn, hạn chế 22 2.5.4 Dự báo lượng chất thải rắn sinh hoạt huyện Từ Liêm 24 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel: (84.4)8681686 Luận văn Thạc sĩ Khoa học- Nguyễn Thành Sơn – Lớp CH QLMT 2010B Chương Tổng quan thuật toán tối ưu 26 3.1 Một số khái niệm đồ thị 26 3.1.1 Các định nghĩa đồ thị 26 3.1.2 Tính liên thơng chu trình đồ thị 29 3.1.2.1 Đường 29 3.1.2.2 Tính liên thông đồ thị vô hướng 30 3.1.2.3 Chu trình 30 3.1.2.4 Cây (Tree) 30 3.2 Một số thuật toán tối ưu sử dụng đồ thị 31 3.2.1 Thuật tốn tìm đường ngắn .31 3.2.2 Thuật tốn tìm khung nhỏ 33 3.2.2.1 Thuật toán Kruskal 33 3.2.2.2 Thuật toán Prim 34 Chương Ứng dụng thuật toán tối ưu thiết kế hệ thống thu gom rác thải sinh hoạt huyện Từ Liêm 36 4.1 Các phương pháp thu gom rác thải 36 4.1.1 Thu gom sơ cấp 36 4.1.1.1 Thu gom chất thải chưa phân loại .36 4.1.1.2 Thu gom chất thải có phân loại nguồn 38 4.1.2 Các phương tiện lưu chứa chỗ 38 4.1.3 Ưu nhược điểm phương pháp thu gom chỗ 40 4.1.4 Thu gom thứ cấp .42 4.2 Các phương tiện vận chuyển thu gom rác thải 42 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel: (84.4)8681686 Luận văn Thạc sĩ Khoa học- Nguyễn Thành Sơn – Lớp CH QLMT 2010B 4.3.Nhu cầu lao động 47 4.4.Đề xuất phương thức thu gom 48 4.5 Mơ hình hóa hệ thống thu gom 48 4.6 Áp dụng thuật tốn tối ưu tính tốn hệ thống thu gom vận chuyển rác thải 52 4.6.1 Đặt toán: 52 4.6.2 Thu thập liệu 52 4.6.3 Tính tốn tuyến đường thu gom vận chuyển rác thải 55 4.6.3.1.Xử lý số liệu 56 4.6.3.2 Kết tính tốn 57 Kết luận kiến nghị 75 Tài liệu tham khảo .77 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel: (84.4)8681686 Luận văn Thạc sĩ Khoa học- Nguyễn Thành Sơn – Lớp CH QLMT 2010B Chương Tổng quan chất thải rắn 1.1 Khái niệm Chất thải rắn chất thải thể rắn, thải từ trình sản xuất kinh doanh, dịch vụ, sinh hoạt hoạt động khác Chất thải rắn bao gồm chất thải rắn thông thường chất thải rắn nguy hại Chất thải rắn phát thải sinh hoạt cá nhân, hộ gia đình, nơi công cộng gọi chung chất thải rắn sinh hoạt Chất thải rắn phát thải từ hoạt động sản xuất công nghiệp, làng nghề, kinh doanh, dịch vụ hoạt động khác gọi chung chất thải rắn công nghiệp 1.2 Chất thải rắn đô thị Trong 20 năm qua, Việt Nam đạt bước tiến đáng kể phát triển kinh tế - xã hội Từ năm 2005 đến nay, GDP liên tục tăng, bình quân đạt 7%/năm Năm 2005, tốc độ đạt 8,43%, mức tăng trưởng cao vòng năm qua Đến cuối năm 2005, dân số Việt Nam 83.119.900 người Từ năm 2000 - 2005, dân số Việt Nam tăng 5,48 triệu người, tỉ lệ dân số thành thị tăng từ 24,18% năm 2000 - 26,97% năm 2005, tương ứng tỉ lệ dân số nông thôn giảm từ 75,82% xuống 73,93% Dự báo đến năm 2010, dân số thành thị lên tới 30,4 triệu người, chiếm 33% dân số đến năm 2020 46 triệu người, chiếm 45% dân số nước (1) Năm 1990, Việt Nam có khoảng 500 thị lớn nhỏ Tính đến tháng 6/2007 có tổng cộng 729 thị loại, có thị loại đặc biệt (Hà Nội TP Hồ Chí Minh), đô thị loại I (thành phố), 13 đô thị loại II (thành phố), 43 đô thị loại III (thành phố), 36 đô thị loại IV (thị xã), 631 đô thị loại V (thị trấn thị tứ) Trong năm qua, tốc độ thị hóa diễn nhanh trở thành nhân tố tích cực phát triển kinh tế – xã hội đất nước Tuy nhiên, bên cạnh lợi ích kinh tế - xã hội, thị hóa q nhanh Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel: (84.4)8681686 Luận văn Thạc sĩ Khoa học- Nguyễn Thành Sơn – Lớp CH QLMT 2010B tạo sức ép nhiều mặt, dẫn đến suy giảm chất lượng môi trường phát triển không bền vững Lượng chất thải rắn phát sinh đô thị khu công nghiệp ngày nhiều với thành phần phức tạp Lượng chất thải rắn sinh hoạt (CTRSH) đô thị nước ta có xu phát sinh ngày tăng, tính trung bình năm tăng khoảng 10% Tỷ lệ tăng cao tập trung đô thị có xu hướng mở rộng, phát triển mạnh quy mô lẫn dân số khu công nghiệp, đô thị tỉnh Phú Thọ (19,9%), thành phố Phủ Lý (17,3%), Hưng Yên (12,3%), Rạch Giá (12,7%), Cao Lãnh (12,5%) Các đô thị khu vực Tây Nguyên có tỷ lệ phát sinh CTRSH tăng đồng hàng năm với tỷ lệ tăng (5,0%).(1) Tổng lượng phát sinh CTRSH đô thị loại III trở lên số đô thị loại IV trung tâm văn hóa, xã hội, kinh tế tỉnh thành nước lên đến 6,5 triệu tấn/năm, CTRSH phát sinh từ hộ gia đình, nhà hàng, chợ kinh doanh chủ yếu Lượng cịn lại từ cơng sở, đường phố, sở y tế Chất thải nguy hại công nghiệp nguồn chất thải y tế nguy hại thị chiếm tỷ lệ chưa xử lý triệt để cịn tình trạng chôn lấp lẫn với CTRSH đô thị Kết điều tra tổng thể năm 2006 - 2007 cho thấy, lượng CTRSH đô thị phát sinh chủ yếu tập trung đô thị đặc biệt Hà Nội TP Hồ Chí Minh Tuy có thị tổng lượng CTRSH phát sinh tới 8.000 tấn/ngày (2.920.000 tấn/năm) chiếm 45,24% tổng lượng CTRSH phát sinh từ tất thị (1) Tính theo vùng địa lý (hay vùng phát triển kinh tế - xã hội) thị vùng Đơng Nam có lượng CTRSH phát sinh lớn tới 2.450.245 tấn/năm (chiếm 37,94% tổng lượng phát sinh CTRSH đô thị loại III trở lên nước), tiếp đến đô thị vùng Đồng sơng Hồng có lượng Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel: (84.4)8681686 Luận văn Thạc sĩ Khoa học- Nguyễn Thành Sơn – Lớp CH QLMT 2010B phát sinh CTRSH đô thị 1.622.060 tấn/năm (chiếm 25,12%) Các đô thị khu vực miền núi Tây Bắc có lượng phát sinh CTRSH thị thấp có 69.350 tấn/năm (chiếm 1,07% ), tiếp đến đô thị thuộc tỉnh vùng Tây Nguyên, tổng lượng phát sinh CTRSH đô thị 237.350 tấn/năm (chiếm 3,68%) (Hình 2.2) Đơ thị có lượng CTRSH phát sinh lớn TP Hồ Chí Minh (5.500 tấn/ngày), Hà Nội (2.500 tấn/ngày); thị có lượng CTRSH phát sinh Bắc Kạn - 12,3 tấn/ngày; Thị xã Gia Nghĩa 12,6 tấn/ngày, Cao Bằng 20 tấn/ngày; TP Đồng Hới 32,0 tấn/ngày; TP Yên Bái 33,4 tấn/ngày thị xã Hà Giang 37,1 tấn/ngày Tỷ lệ phát sinh CTRSH đơthị bình qn đầu người đô thị đặc biệt đô thị loại I tương đối cao (0,84 – 0,96kg/người/ngày); đô thị loại II loại III có tỷ lệ phát sinh CTRSH thị bình qn đầu người tương đương (0,72 - 0,73 kg/người/ngày); thị loại IV có tỷ lệ phát sinh CTRSH thị bình qn đầu người đạt khoảng 0,65 kg/người/ngày Tỷ lệ phát sinh CTRSH tính bình qn lớn tập trung đô thị phát triển du lịch TP Hạ Long 1,38kg/người/ngày; TP Hội An 1,08kg/người/ngày; TP Đà Lạt 1,06kg/người/ngày; TP Ninh Bình 1,30kg/người/ngày Các thị có tỷ lệ phát sinh CTRSH tính bình qn đầu người thấp TP Đồng Hới (Tỉnh Quảng Bình) 0,31kg/người/ngày; Thị xã Gia Nghĩa 0,35kg/người/ngày; Thị xã Kon Tum 0,35kg/người/ngày; Thị xã Cao Bằng 0,38kg/người/ngày Trong tỷ lệ phát sinh bình qn đầu người tính trung bình cho đô thị phạm vi nước 0,73kg/người/ngày (1) Tổng lượng phát sinh CTRSH đô thị nước ta ngày gia tăng với tỷ lệ tương đối cao (10%/năm) so với nước phát triển giới Để quản lý tốt nguồn chất thải này, đòi hỏi quan hữu quan cần đặc biệt Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel: (84.4)8681686 Luận văn Thạc sĩ Khoa học- Nguyễn Thành Sơn – Lớp CH QLMT 2010B quan tâm đến khâu giảm thiểu nguồn, tăng cường tái chế, tái sử dụng, đầu tư công nghệ xử lý, tiêu hủy thích hợp góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường CTRSH gây 1.3.Nguồn phát sinh chất thải rắn Cùng với số liệu thành phần tốc độ phát sinh, nguồn loại chất thải rắn thông số cần thiết để thiết kế vận hành khâu liên quan hệ thống quản lý chất thải rắn Nguồn phát sinh chất thải rắn khu đô thị tùy thay đổi theo mục đích sử dụng đất phân vùng Mặc dù có nhiều cách phân loại nguồn phát sinh CTR khác nhau, việc phân loại CTR theo nguồn phát sinh sau thích hợp nhất: (1) hộ gia đình; (2) khu thương mại (nhà hàng, khách sạn, siêu thị, chợ, …); (3) công sở (cơ quan, trường học, trung tâm viện nghiên cứu, bệnh viện,….); (4) xây dựng;(5) khu công cộng (nhà ga, bến tàu, sân bay, cơng viên, khu vui chơi giải trí, đường phố, …); (6) trạm xử lý chất thải (trạm xử lý nước thải sinh hoạt, ….); (7) công nghiệp (8) nông nghiệp Trong nguồn phát sinh CTR kể trên, CTR đô thị (municipal solid waste) tất loại chất thải phát sinh từ khu đô thị ngoại trừ CTR từ sản xuất công nghiệp nông nghiệp 1.4 Phân Loại chất thải rắn Loại chất thải phát sinh từ nguồn khác trình bày tóm tắt Bảng 1 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel: (84.4)8681686