Bài giảng quản lý tổng hợp chất thải rắn chủ đề 1 phát sinh chất thải rắn

Hệ số phát sinh CTRBài giảng Quản lý tổng hợp chất thải rắn 2• Hệ số phát sinh CTR WGR: lượng CTR phát sinh trên một đơnvị hoạt động trong một đơn vị thời gian• Là thơng số cơ sở quan tr

Chủ đề 1

Phát sinh chất thải rắn

1

Bài giảng Quản lý tổng hợp chất thải rắn

1 Hệ số phát sinh CTR (Waste generation rate)

2 Các yếu tố ảnh hưởng hệ số phát sinh CTR

3 Tính toán và dự báo khối lượng CTR phát sinh

4 Phát sinh CTR và GDP

1 Hệ số phát sinh CTR

• Hệ số phát sinh CTR (WGR): lượng CTR phát sinh trên một đơn

vị hoạt động trong một đơn vị thời gian

• Là thông số cơ sở quan trọng để tính toán, dự báo phát sinh

• Đơn vị khác nhau tùy nguồn thải:

Dân cư kg/người/ngày (kg/cap/day)

Dịch vụ kg/khách hàng/ngày, kg/đơn vị dịch vụ/ngày…

Thương mại kg/số khách hàng/ngày, kg/đv hàng hóa bán ra/ngày,… Công nghiệp kg/đơn vị sản phẩm

Nông nghiệp kg/tấn sản phẩm, kg/đầu gia súc/ngày…

Chú ý: trong quản lý CTR, sử dụng khối lượng hợp lý hơn thể

tích chất thải Vì sao?

Rubber 0.01-0.3 tonnes/tonne of raw rubber

Typical commercial and industrial unit waste generation rates

– PP cân bằng vật chất (material balance

analysis) – CTR công nghiệp

– PP thống kê tương quan

• Tra cứu WGR từ các tài liệu có sẵn

1 Hệ số phát sinh CTR (tt)

• Chú ý

– Hệ số phát sinh (Generation rate)  Tỷ lệ

thu gom (Collection rate)

– Tỷ lệ thu gom = khối lượng thu gom/khối

lượng phát sinh

– Khối lượng thu gom: giá trị cân đo trực tiếp – Khối lượng phát sinh: giá trị ước lượng

 Điều tra thông tin cơ bản, ví dụ số người/gia đình

 Lấy mẫu CTR tại hộ mỗi ngày (24 h)

 Cân lượng CTR hàng ngày (kết hợp phân loại)

 Tính toán (thống kê!)

– Thời gian: tốt nhất là mỗi đợt 7 ngày liên tiếp, 2-3 đợt; nên thực hiện trong mùa mưa và mùa khô

1 Hệ số phát sinh CTR (tt)

1.2 Phương pháp đếm tải

Example 1-1 From the following data estimate the unit waste

generation rate for a residential area consisting of 1200

homes The observation location is a local transfer station that receives all waste collected for disposal The

observation period was one week

1 Number of compactor truck loads = 9

2 Average size of compactor truck = 15 m 3

3 Number of flatbed loads = 7

4 Average flatbed volume = 1.5 m 3

5 Number of loads from individual residents’ private cars and trucks =

20

6 Estimated volume per domestic vehicle = 0.25 m 3

Specific weight, kg/m 3

Total weight, kg

2 Determine the unit waste collection rate based on the assumption that each

household is comprised of 3.5 people.

d kg/capita/

44

1 ) /

7 )(

5 3 200 , 1 (

/ 420 , 42 rate





wk d

wk kg

Outflow (combustion gases and ashes)

Outflow (solid wastes, solids in wastewater)

System boundary

Definition sketch for materials balance analysis used to determine SW generation rates.

1 Hệ số phát sinh CTR (tt)

(1) General word statement:

(2) Simplified word statement:

Accumulation = inflow – outflow + generation

(3) Symbolic representation

dM/dt = rate of change of the weight of material stored

(accumulated) within the study unit, kg/d

Min = sum of all of the material flowing into study unit, kg/d

Mout = sum of all of the material flowing out of study unit, kg/d

rw = rate of waste generation, kg/d

Rate of flow of material out of the system boundary

Rate of generation

of waste material within the system boundary

(1.1)



dt dM

1 Hệ số phát sinh CTR (tt)

Example 1-2 A cannery receives on a given day 12 tons of raw produce , 5

tons of cans , 0.5 tons of cartons , and 0.3 tons of miscellaneous materials

Of the 12 tons of raw produce, 10 tons become processed product, 1.2

tons end up as produce waste, which is fed to cattle, and the remainder is discharged with the wastewater from the plant Four tons of the cans are stored internally for future use, and the remainder is used to package the product About 3 percent of the cans used are damaged Stored

separately, the damaged cans are recycled The cartons are used for

packaging the canned products, except for 3 percent that are damaged and subsequently separated for recycling Of the miscellaneous materials,

25 percent is stored internally for future use; 50 percent becomes waste paper, of which 35 percent is separated for recycling with the remainder being discharged as mixed waste; and 25 percent becomes a mixture of solid waste materials Assume the materials separated for recycling and disposal are collected daily Prepare a materials balance for the cannery

on this day and a materials flow diagram accounting for all of the

materials Also determine the amount of waste per ton of product.

1 Hệ số phát sinh CTR (tt)

Solution

1 On the given day, the cannery receives

12 tons of raw produce

5 ton of cans

0.5 tons of cartons

0.3 tons of miscellaneous materials

2 As a result of internal activity,

(a) 10 tons of product is produced, 1.2 tons of produce waste is

generated, and the remainder of the produce is discharged with the wastewater

(b) 4 tons of cans are stored and the remainder is used, of which 3

percent are damaged

(c) 0.5 tons of cartons are used of which 3 percent are damaged

(d) 25 percent of the miscellaneous materials is stored; 50 percent

becomes waste paper, of which 35 percent is separated and recycled, with the remainder disposed of as mixed solid waste; the remaining 25 percent of the miscellaneous materials are disposed of

as a mixed waste

1-12

1 Hệ số phát sinh CTR (tt)

3 Determine the required quantities

(a) Waste generated from raw produce

i.Solid waste fed to cattle = 1.2 ton

ii Waste produce discharged with wastewater = (12 – 10 – 1.2) ton = 0.8 ton

(b) Cans

i Damaged and recycled = (0.03)(5 – 4) ton = 0.03 ton

ii Used for production of product = (1 – 0.03) ton = 0.97 ton

(c) Cartons

i Damaged and recycled = (0.03)(0.5 ton) = 0.015 ton

ii Cartons used in product = (0.5 – 0.015) ton = 0.485 ton

(d) Miscellaneous materials

i Amount stored = (0.25)(0.3 ton) = 0.075 ton

ii Paper separated and recycled = (0.5)(0.35)(0.3 ton) = 0.0525 ton iii Mixed waste = (0.3 – 0.075 – 0.0525) ton = 0.1725 ton

(e) Total weight of product = (10 + 0.97 + 0.485) ton = 11.455 ton

(f) Total material stored = (4 + 0.075) ton = 4.075 ton

1-13

Stored (4 t) Product (97% x 1 t = 0.97 t)

Recycled can (3% x 1 t = 0.03 t)

Cartons (0.5 t) Product (97% x 0.5 t = 0.485 t)

Recycled carton (3% x0.5 t = 0.015 t)

Miscellaneous

(0.3 t)

Stored (25% x 0.3 t = 0.075 t)

[Waste paper]

(50% x0.3 t = 0.15 t)

Mixed waste (25% x 0.3 t = 0.075 t)

Recycled paper (35% x 0.15 t = 0.0525 t)

Mixed waste (65% x 0.15 t = 0.0975 t )

1 Hệ số phát sinh CTR (tt)

3 Prepare a materials balance and flow diagram for the cannery

for the day in question

(a) The appropriate materials balance is

Amount of material stored = inflow – outflow – waste generation(b) The materials balance quantities are as follows:

i Material stored = (4 + 0.75) ton = 4.075 ton

ii Material input = (12 + 5.0 + 0.5 + 0.3) ton = 17.8 ton

iii Material output = (10 + 0.97 + 0.485 + 1.2 + 0.03 + 0.015 +

0.0525) ton = 12.7525 ton

iv Waste generation = (0.8 + 0.1725) ton = 0.9725 ton

v The final materials balance is

4.075 = 17.8 – 12.7525 - 0.9725 (mass balance checks)

1-15

1 Hệ số phát sinh CTR (tt)

(c) Materials balance flow diagram is given below

4.075 ton stored internally

12 t raw produce

5 t cans 0.5 t cartons

0.3 t miscellaneous

11.455 t product 1.2 t waste fed to cattle 0.03 t cans recycled 0.0525 t paper recycled 0.015 t cartons recycled

0.8 t waste produce discharge with wastewater

0.1725 t mixed waste

5 Determine the amount of waste per ton of product:

(a) Recyclable material = (1.2 + 0.03 + 0.015 + 0.0525) ton/11.455 ton =

0.11 ton/ton

(b) Mixed waste = (0.8 + 0.1725) ton/11.455 ton = 0.085 ton/ton

1-16

1 Hệ số phát sinh CTR (tt)

1.4 Vấn đề thường gặp: độ tin cậy của WGR!

• Chọn mẫu không đại diện (cỡ mẫu, tính ngẫu nhiên)

1 Hệ số phát sinh CTR (tt)

Năm 2007, chỉ số CTR sinh hoạt phát sinh bình quân đầu người tính trung bình cho các đô thị trên phạm vi toàn quốc vào khoảng 0,75 kg/người/ngày (Bảng 2.3) Năm 2008, theo Bộ Xây dựng thì

chỉ số này là 1,45 kg/người/ngày, lớn hơn nhiều so với ở nông thôn là 0,4 kg/người/ngày.

Tuy nhiên, theo Báo cáo của các địa phương năm 2010 thì chỉ

số phát sinh CTR sinh hoạt đô thị trung bình trên đầu người năm

kg/người/ngày Các con số thống kê về lượng phát sinh CTR sinh hoạt đô thị không thống nhất là một trong những thách thức cho việc tính toán và dự báo lượng phát thải CTR đô thị ở nước ta.

(Trích Báo cáo Môi trường quốc gia 2011)

Ví dụ LV các khóa trước về phát sinh CTR: sinh hoạt ở Đông Hà xây dựng ở Đà Nắng

2 Các yếu tố ảnh hưởng phát sinh CTR đô thị

2 Các yếu tố ảnh hưởng … (tt)

(1) Mức sống:

– các nước phát triển cao: 1.2~1.8 kg/cap/d

– các nước công nghiệp: 0.7~1.2 kg/cap/d

– các nước thu nhập TB: 0.5~0.75 kg/cap/d

– ƒcác nước thu nhập thấp: 0.3~0.6 kg/cap/d

(East Asia & Pacific)

(Africa)

(Eastern & Central Asia)

(Latin America and the Caribbean)

(Middle East and North Africa)

(Sub-sahara Africa)

2 Các yếu tố ảnh hưởng … (tt)

Nguồn: Báo cáo Hiện trạng Môi trường Quốc gia 2019

2 Các yếu tố ảnh hưởng …(tt)

Modern lifestyle vs waste generation

• Higher living standards: people are buying more products.

• More single-person households: to produce more waste per person than families or groups.

• Products are designed to have shorter lifespans, use and disposability.

single-• Advances in technology: people own and use many more personal devices, and update them more often.

© European Union (2010), Being wise with waste: the EU’s approach to waste management

(2) Lối sống

2 Các yếu tố ảnh hưởng …(tt)

• Thay đổi WGR theo thời gian – tăng lên do:

– Mức sống tăng > tăng tiêu thụ

Theo tính toán mức gia tăng của giai đoạn từ 2011 đến 2015 đạt trung

bình 12% mỗi năm và về xu hướng, mức độ phát sinh CTR sinh hoạt đô thị

tiếp tục tăng trong thời gian tới (Bộ TN&MT-Báo cáo hiện trạng MTQG

2016)

?

3 Tính toán và dự báo khối lượng CTR

Nguyên tắc tính toán

- Thực nghiệm trên mẫu chọn để xác định hệ số phát sinh

- Thu thập số liệu quy mô nguồn thải

- Kiểm chứng và hiệu chỉnh (nếu có)

- Tính toán cho toàn bộ đối tượng

Ví dụ: ước tính khối lượng CTR sinh hoạt ở Cần Thơ và CTR từ các

khách sạn ở Huế 

Nguyên tắc dự báo

• Xác định dân số các năm (dùng công thức thich hợp)

• Xác định hệ số phát sinh CTR (thay đổi hàng năm)

• Tính toán khối lượng phát thải

Actual measurement for handcarts

Waste generation at household

332 Household in alleys

10 Household in main streets

104 Household with fixed shops

5 Household with retail shops

In Alley 21 3000.62

In main street 22 2326.41

Household with business

Fixed shop 21 4616.71

Factor Waste

discharge amount (kg/day)

Floor area (m2)

WDA/FA (kg/m2/d ay)

Field survey

Actual measurement /HEPCO data

Taxation department or field survey

Modeled by factor

5 star hotel

500kg/day 10,000m2 0.05kg

/m2/day

4 star hotel

1000kg/da y

40,000m2 0.025kg

/m2/day

3 star Hotel

100kg/day 8,000m2 0.0125kg

/m2/day

Prediction in Area A

Total floor area

In Area A (m2)

WDA in Area A (kg/day)

Taxation department

Prediction result

by model

20,000m2 1,000kg/day

2,000,000 m2

50,000kg/da y

1,000,000 m2

12,500kg/da y

Model Development

Image of Model Development and Prediction on waste discharge amount in HueExample of estimation model for hotel in Hue

1-26

3 Tính toán và dự báo khối lượng CTR

Bản đố phân bố phát sinh CTR đô thị trên thế giới

3 Tính toán và dự báo khối lượng CTR

• Phát sinh CTR đô thị tại một số nước châu Á

(Nguồn: Kawai and Tasaki, 2015)

3 Tính toán và dự báo khối lượng CTR

4 Phát sinh CTR và GDP

tương quan?

4 Phát sinh CTR và GDP (tt)

Correlation between population, GDP and MSW generation in Dar-es-Salaam city,

Tanzania (2000-2012)

Source : Jonas Petro Senzige et al.: Factors Influencing Solid Waste Generation and Composition in urban Areas of

Tanzania: The Case of Dar-es-Salaam American Journal of Environmental Protection, 2014; 3(4): 172-178.

TSh = Tanzanian shilling: đơn vị tiền tệ Tanzania

4 Phát sinh CTR và GDP (tt)

Correlation between GDP and MSW generation in Ho Chi Minh city

(2005-2010)

y = 5.0538x + 1E+06

R² = 0.745

1.50 1.60 1.70 1.80 1.90 2.00 2.10 2.20

4 Phát sinh CTR và GDP

Correlation between MSW Generation, Population and GDP (Source: Modak, 2011)

4 Phát sinh CTR và GDP (tt)

Correlation between GDP and MSW generation of 156 countries

(Source: Kawai and Tasaki, 2015)

As an economy matures and environmentally friendly policies are enforced, MSW generation per capita does not always increase in line with economic growth For example, after 20 years of rapid economic growth through 1997, the government of Taiwan enforced aggressive MSW management practices [48], which contributed to a large reduction in the per capita MSW generation from 1.14 kg day-1 in 1997 to 0.81 kg day-1 in

2002 [49], even though the economy continued to grow.

4 Phát sinh CTR và GDP (tt)

• Phân tích thống kê đa biến được sử dụng như một công cụ nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến phát sinh CTR đô thị Ví dụ ở Trung Quốc

Abstract

A relationship between the waste production and socio-economic factors is essential in waste management In the present study, the factors influencing municipal solid waste generation in China were investigated by multiple statistical analysis Twelve items were chosen for investigation : GDP, per capita GDP, urban population, the proportion of urban population, the area of urban construction, the area of paved roads, the area of urban gardens and green areas, the number of the large cities, annual per capita disposable income of urban households, annual per capita consumption expenditure of urban households, total energy consumption and annual per capital consumption for households Two methodologies from multiple statistical analysis were selected; specifically principal components analysis (PCA) and cluster analysis (CA) Three new dimensions were identified by PCA :

component 1: economy and urban development; component 2: energy consumption; and component 3: urban scale.

The three components together accounted for 99.1% of the initial variance The results show that economy and urban development are important items influencing MSW generatio n The proportion of urban population and urban population had the highest loadings in all factors The relationship between growth of gross domestic product (GDP) and production of MSW was not as clear-cut as often assumed in China, a situation that is more likely to apply

to developed countries Energy consumption was another factor considered in our study of MSW generation In addition, the annual MSW quantity variation was investigated by cluster analysis [link]

Factors influencing municipal solid waste generation in China: A multiple statistical

analysis study

Chen Liu and Xin-wu Wu

Waste Management & Research, 29(4) 371–378, DOI: 10.1177/0734242X10380114

Tài liệu tham khảo

• Kosuke Kawai and Tomohiro Tasaki (2015) Revisitingestimates of municipal solid waste generation per capita andtheir reliability J Mater Cycles Waste Manag DOI10.1007/s10163-015-0355-1

• World Bank (2010) WHAT A WASTE: A GLOBAL REVIEW OFSOLID WASTE MANAGEMENT URBAN DEVELOPMENT SERIES– KNOWLEDGE PAPERS

• European Union (2010) Being wise with waste: the EU’sapproach to waste management

• Bộ Tài nguyên và Môi trường (2011) Báo cáo môi trườngquốc gia 2011 – Chất thải rắn