Bài tập lớn Thiết kế BCL CTR hợp vệ sinh

Chất thải rắn trong bãi chôn lấp sẽ bịtan rữa nhờ quá trình phân hủy bên trong để tạo ra sản phẩm cuối cùng là các chất giàudinh dưỡng như axit hữu cơ, nitơ, các hợp chất amon và một số

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG BIỂU VÀ HÌNH VẼ 2

PHẦN 1 TỔNG QUAN VỀ BÃI CHÔN LẤP HỢP VỆ SINH 3

1.1 Khái niệm bãi chôn lấp chất thải hợp vệ sinh 3

1.2 Ưu nhược điểm của bãi chôn lấp chất thải hợp vệ sinh 3

1.3 Những ảnh hưởng của bãi chôn lấp chất thải đến môi trường 4

PHẦN 2 THIẾT KẾ BÃI CHÔN LẤP CHẤT THẢI HỢP 6

2 Xác định tổng chất thải rắn phát sinh (năm 2013 đến năm 2037) 6

2.1 Chất thải sinh hoạt 6

2.2 Chất thải thương mại, du lịch 7

2.3 Bảng tổng kết khối lượng rác thải đô thị được thu gom hàng năm 8

3 Tính toán và thiết kế bãi chôn lấp 9

3.1 Quy mô, công suất và các hạng mục công trình trong bãi chôn lấp 9

3.2 Chọn phương pháp chôn lấp 9

3.3 Tính toán và thiết kế bãi chôn lấp chất thải rắn hợp vệ sinh 10

3.3.1 Tính toán diện tích đất cần thiết để chôn lấp 10

3.3.2 Tính toán diện tích ô chôn lấp 11

3.4 Thiết kế tổng thể bãi chôn lấp 13

3.4.1 Nguyên tắc chung khi thiết kế bãi chôn lấp 13

3.4.2 Bố trí mặt bằng các ô chôn lấp 13

3.4.3 Quá trình vận hành và quan trắc 13

3.4.4 Đê bao độ dốc các ô chôn lấp, mái dốc taluy đào các ô chôn lấp 15

3.4.5 Hệ thống chống thấm 15

3.5 Các công trình khác 17

3.5.1 Hệ thống thu gom nước rác, xử lý nước rác và nước mưa 17

3.5.2 Hệ thống thu gom khí rác 19

3.5.3 Hệ thống cấp nước 20

3.5.4 Hệ thống cấp điện cho toàn khu 20

3.5.5 Hệ thống quan trắc môi trường ở bãi rác 20

3.5.6 Thiết kế đê bao – trồng cây xanh 21

3.5.7 Thiết kế đường giao thông ra vào bãi 21

3.5.8 Trạm rửa xe 21

3.5.9 Hệ thống cây xanh 21

3.5.10 Khu chứa đất và vật liệu phủ, đóng ô chôn lấp 21

3.5.11 Khu điều hành sản xuất 21

TÀI LIỆU THAM KHẢO 23

DANH MỤC BẢNG BIỂU VÀ HÌNH VẼ BẢNG trang

Bảng 1 : Khối lượng chất thải rắn sinh hoạt phát sinh và thu gom hàng năm 6

Bảng 2: Khối lượng rác thải thương mại thu gom hàng năm 7

Bảng 3: Bảng tổng kết khối lượng rác thải đô thị được thu gom hàng năm 8

Bảng 4: Danh sách các hạng mục công trình trong bãi chôn lấp 9

Bảng 5: Độ dốc các ô chôn lấp và mái taluy đào 15

HÌNH trang Hình 1 Cấu tạo lớp chống thấm đáy bãi rác 16

Hình 2 Cấu tạo lớp phủ trên cùng bãi rác 16

Hình3: Độ dốc thiết kế đáy ô chôn lấp 17

Hình 4: Sơ đồ xử lý nước rác và nước mưa 19

PHẦN 1 TỔNG QUAN VỀ BÃI CHÔN LẤP HỢP VỆ SINH

1.1 Khái niệm bãi chôn lấp chất thải hợp vệ sinh

Chôn lấp hợp vệ sinh là một phương pháp kiểm soát sự phân huỷ của chất thảirắn khi chúng được chôn nén và phủ lớp bề mặt Chất thải rắn trong bãi chôn lấp sẽ bịtan rữa nhờ quá trình phân hủy bên trong để tạo ra sản phẩm cuối cùng là các chất giàudinh dưỡng như axit hữu cơ, nitơ, các hợp chất amon và một số khí như CO2, CH4.Như vậy về thực chất chôn lấp hợp vệ sinh chất thải rắn đô thị vừa là phương pháp tiêuhuỷ sinh học, vừa là biện pháp kiểm soát các thông số chất lượng môi trường trongquá trình phân huỷ chất thải khi chôn lấp

Theo quy định của TCVN 6696-2000, bãi chôn lấp chất thải hợp vệ sinh đượcđịnh nghĩa là: khu vực được quy hoạch thiết kế, xây dựng để chôn lấp các chất thảiphát sinh từ các khu dân cư, đô thị và các khu công nghiệp Bãi chôn lấp chất thải rắnbao gồm các ô chôn lấp chất thải, vùng đệm, các công trình phụ trợ khác như trạm xử

lý, trạm xử lý khí thải, trạm cung cấp điện nước, văn phòng làm việc

1.2 Ưu nhược điểm của bãi chôn lấp chất thải hợp vệ sinh

Từ kinh nghiệm sử dụng bãi chôn lấp chất thải hợp vệ sinh người ta rút ra một

số ưu và nhược điểm sau:

* Ưu điểm

- Nơi nào có sẵn đất, thì phương pháp này kinh tế nhất

- Đầu tư ban đầu ít so với các phương pháp khác

- Bãi chôn lấp chất thải hợp vệ sinh là phương pháp hoàn chỉnh hay là cuối cùng sovới phương pháp thiêu đốt hay compositing Hai phuơng pháp này đòi hỏi có phần xử

- Bãi chôn lấp chất thải hợp vệ sinh nằm trong hoặc gần khu vực dân cư có thể gây

sự phản đối của dư luận công chúng

- Một bãi chôn lấp chất thải hợp vệ sinh sẽ phải được thực hiện và đòi hỏi bảodưỡng, giám sát định kỳ

- Các thiết kế và kỹ thuật xây dựng đặc biệt cần phải được áp dụng để xây dựngbãi chôn lấp vệ sinh hoàn chỉnh

- Một số khí, nước rác (như mêtan, khí nổ…) sinh ra từ quá trình phân huỷ rác cóthể gây nguy hiểm hay tạo ra sự khó chịu cho nguời và động vật.

1.3 Những ảnh hưởng của bãi chôn lấp chất thải đến môi trường

Có thể nói, chất thải là một phạm trù rất rộng Đối với bãi chôn lấp chất thảihợp vệ sinh được đề cập ở chương trình này chủ yếu tập trung ở phạm trù chất thải rắn,

nó là những vật chất ít được sử dụng hoặc không có ích được sản sinh ra từ các hoạtđộng của con người và động vật Các loại chất thải được sinh ra từ các hoạt động chủyếu sau:

- Các hoạt động sinh hoạt của con người

- Các hoạt động của các cơ sở sản suất công nghiệp

- Các hoạt động nông nghiệp chăn nuôi

- Các hoạt động của các cơ sở y tế

Mỗi một loại hình hoạt động sẽ sản sinh ra những loại rác đặc trưng Nhưng ởViệt Nam, do tập quán khu dân cư thường xen lẫn với khu công nghiệp, xen lẫn nhà ởvới khu chuồng trại chăn nuôi nên thường bãi rác chứa tất cả các loại rác Vì vậy thànhphần và tính chất của nó rất đa dạng

Qua nghiên cứu tham khảo thành phần rác đặc trưng của rác ta thấy hàm lượngchất hữu cơ trong rác rất cao, thành phần giấy, bìa cacton lại rất nhỏ và độ ẩm của ráclại rất cao

Với những thành phần và tính chất như vậy, khi chôn lấp trong bãi rác, các chấtthải này sẽ bị tan rữa ra về mặt hóa học và sinh học, tạo ra chất ô nhiễm dạng rắn lỏng,khí Các chất tiêu biểu tạo ra trong quá trình phân hủy bao gồm nước, axit hữu cơ,dioxit, cácbon, mêtan, nitơ, ammoniac, sulphite sắt, mangan, khí hydro và các loại vikhuẩn yếm khí …

Sự lắng đọng và phân hủy chất thải trong bãi chôn lấp có thể gây ra một sốnguy hại cho môi trường xung quanh, cụ thể là:

1 Tạo ra một số sinh vật chủ trung gian gây bệnh như ruồi muỗi, các loại côntrùng có cánh và loại gậm nhấm

2 Mang rác rưởi bẩn thỉu theo gió làm ô nhiễm không khí

3 Cháy

4 Gây ra mùi khó chịu và độc hại

5 Sự rò rỉ các chất thải lỏng tạo ra trong quá trình phân hủy làm ô nhiễm nướcmặt và nước ngầm, đất

Ngoài ra còn có những ảnh hưởng khác đến môi trường trong quá trình khảosát, thi công, vận hành như hiệu ứng nhà kính, tiếng ồn, bụi tác động đến hệ sinh tháiđộng và thực vật trên cạn và dưới nước, các di tích lịch sử, danh lam thắng cảnh và cáctài nguyên thiên nhiên đang sử dụng tại khu vực chôn lấp cũng như để chữa trị mộtngười bệnh và nguyên nhân gây bệnh

Vì những nguyên nhân, tác động của bãi rác gây ra đối với môi trường như trên,

để có thể đưa được các chỉ tiêu môi trường nhằm hạn chế tới mức tối đa ảnh hưởngxấu của bãi chôn lấp chất thải, cần xác định rõ những tác động và nguyên nhân gây tácđộng tới môi trường trong từng giai đoạn

Các tác động của bãi chôn lấp chất thải đến môi trường chủ yếu thông qua cácđối tượng sau :

- Khói bụi, độc, cháy

PHẦN 2 THIẾT KẾ BÃI CHÔN LẤP CHẤT THẢI HỢP

VỆ SINH

2 Xác định tổng chất thải rắn phát sinh (năm 2013 đến năm 2037)

2.1 Chất thải sinh hoạt

Khối lượng rác thải sinh hoạt được tính toán dựa theo các thông số: quy mô dân

số, tiêu chuẩn thải rác, tỉ lệ thu gom

- Quy mô dân số: theo nhiệm vụ thiết kế dân số của khu vực năm 2013 là

90000 người, với tỉ lệ tăng dân số trung bình hàng năm là: 2%

Số dân năm n = (số dân năm n -1) x [ 1 + (tỷ lệ tăng dân số)]

- Tiêu chuẩn thải rác: 0.9 kg/người – ngđ

- Tỉ lệ thu gom: đây là khu vực đô thị loại IV Có tỉ lệ thu gom là 90% theo bảng6.2 của QCXDVN 01: 2008/BXD

Ta tính đựơc lượng rác thải phát sinh và thu gom hàng năm như sau:

- Khối lượng rác thải phát sinh (tấn/ngày) = [tiêu chuẩn thải rác (kg/người –ngđ) x dân số trong năm] /1000

- Rác thu gom = rác thải phát sinh x tỷ lệ thu gom

Như vậy ta có bảng tính toán lượng rác thải sinh hoạt phát sinh và thu gomđược ở đô thị đó trong từng năm như bảng 1

Bảng 1 : Khối lượng chất thải rắn sinh hoạt phát sinh và thu gom hàng năm

Năm Số dân

Tỷ lệ tăng dân số

%

Tiêu chuẩn thải rác (Kg/ng.ngđ)

Rác phát sinh Rps (tấn/ngđ)

Hệ số thu gom

%

Rác thu gom Rtg (tấn/ngđ)

Rác thu gom Rtg (tấn/năm)

2.2 Chất thải thương mại, du lịch

Thông thường lấy chất thải thương mại = 1- 5% chất thải sinh hoạt

Ta tính lượng chất thải thương mại Rtm = 5% chất thải rắn sinh hoạt Theo bảng

1, năm 2013 chất thải rắn sinh hoạt thu gom được 72.90 tấn/ngày nên:

Rtm= 5% Rsh = 72.90 x 5% = 3.65 ( tấn/ngày )

Do đô thị có tỉ lệ tăng trưởng thương mại là 5% / năm, ta có bảng sau:

Bảng 2: Khối lượng rác thải thương mại thu gom hàng năm

Năm Tốc độ tăng trưởng thương mại

Khối lượng rác thải sinh hoạt

2.3 Bảng tổng kết khối lượng rác thải đô thị được thu gom hàng năm

Bảng 3: Bảng tổng kết khối lượng rác thải đô thị được thu gom hàng năm

2035 41136.20 2056.81 118.34 43193.01

3 Tính toán và thiết kế bãi chôn lấp

3.1 Quy mô, công suất và các hạng mục công trình trong bãi chôn lấp

Chọn quy mô bãi chôn lấp là rất lớn (Bảng 1 TCXDVN 261:2001)

Diện tích bãi chôn lấp chiếm 75% tổng diện tích bãi, với chiều cao của bãi kể từđáy đến đỉnh là 10m Công suất của bãi là 76.55 tấn/ngày (năm 2013) và công suất này

sẽ thay đổi tăng dần trong những năm sau

Diện tích xây dựng các công trình phụ trợ: đường, đê kè, hệ thống thoát nước,nhà kho, sân bãi, hệ thống xử lý nước… chiếm khoảng 25% tổng diện tích bãi

Bãi chôn lấp bao gồm các khu vực sau:

- Khu chôn lấp

- Khu xử lý nước rác

- Khu phụ trợVới quy mô bãi chôn lấp rất lớn, theo TCXDVN 261:2001 ta có bảng danh sáchcác công trình

Bảng 4: Danh sách các hạng mục công trình trong bãi chôn lấp

Khu chôn lấp Khu xử lý nước rác Khu phụ trợ

- Hàng rào và cây xanh

- Bãi hoặc kho chứa chất phủ

- Trạm bơm nước rác

- Công trình xử lý nước rác

- Hệ thống hạ tầng kỹ

Mô hình bãi chôn lấp được lựa chọn là phương pháp ô rãnh, kết hợp chôn nửachìm - nửa nổi Chất thải được đổ xuống các hố đã được đào sẵn và dùng máy để san

ủi, đầm nén chất thải Sau khi đã lấp hết độ sâu của hố, chất thải tiếp tục được đổ vàchôn lấp để tạo thành gò rác cao khoảng 5m Phương pháp được chọn dựa trên các cơ

sở sau:

- Khối lượng rác đưa đến bãi chôn lấp hàng ngày không quá lớn

- Biện pháp vận hành bãi chôn lấp đơn giản, dễ kiểm soát

- Tạo ra sự ổn định vững chắc của bãi

- Tận dụng được nguồn đất đào từ hố lên

3.3 Tính toán và thiết kế bãi chôn lấp chất thải rắn hợp vệ sinh

3.3.1 Tính toán diện tích đất cần thiết để chôn lấp

Căn cứ vào lượng chất thải rắn sinh ra, tính tới năm 2037 như đã tính toán ởphần trên (894892.13 tấn) ta có thể tính toán được diện tích cần thiết để chôn lấp rác,như sau:

Với các giả thiết tính toán:

- Bãi chôn lấp được xây dựng trên nguyên tắc nửa chìm nửa nổi

- Trước khi chôn lấp đã được xử lý sơ bộ, nhằm giảm thể tích rác được ép với hệ

- Tổng diện tích các lớp đất phủ chiếm 28% thể tích hố chôn

- Hiệu suất sử dụng đất tại bãi chôn lấp là 75%, còn lại là 25% diện tích đất phục

vụ cho giao thông, bờ bao, công trình xử lý nước thải và trạm điều hành, đấttrồng cây xanh

Căn cứ vào các giả thiết này ta có thể tính toán được diện tích cần thiết để chôn lấprác như sau:

Thể tích chất thải rắn chiếm chỗ là:

Trong đó:

Wct : thể tích cần thiết để chứa chất thải rắn ở bãi rác

Mtg : Lượng rác thu gom được

b : tỉ trọng chất thải rắn Chọn b = 0,65 ( tấn/m3)

 Wtc = 894892.13 /0,65 = 1376757.123 (m3)

Thể tích chất thải rắn thực tế sau khi đầm nén:

Trong đó: k là hệ số đầm nén, k = 0.9

 Wtt = 1376757.123 x 0.9 = 1239081.41Với độ cao tổng thể của bãi rác là (D = 15m), các lớp rác dày (dr = 1 m) và lớp đấtphủ xen kẽ (dd = 0.25 m)

Số lớp rác chôn lấp (L) cần cho 1 bãi rác được tính:

d2 = dd x L

= 0,25 x 12

= 3 (m)Diện tích cần thiết để chôn lấp hết lượng rác là:

Stc = Wtt/d1

= 1239081.41 / 12

= 103256.78 ( m2)

= 10.4 (ha)Nếu chọn diện tích đất sử dụng cho các công trình phụ trợ là 25% thì tổng diện tíchbãi chôn lấp sẽ là 13 ha

3.3.2 Tính toán diện tích ô chôn lấp

TCXDVN 261- 2001 quy định: khối lượng rác tiếp nhận từ 20.000 đến dưới65.000tấn/năm thì kích thước ô chôn lấp là từ 5000 đến dưới 10000 m2và thời gianvận hành mỗi ô chôn lấp không vượt quá 3 năm

Theo số liệu tính toán, khối lượng chất thải rắn từ năm 2013 – 2037 là894892.13 tấn và thời gian sử dụng cho bãi chôn lấp là 25 năm Diện tích sử dụng đểchôn lấp là 10.4 ha, sẽ xây dựng được 16 ô chôn với diện tích mỗi ô = 6500 m2 Các ôchôn sẽ được luân phiên sử dụng theo thứ tự từ 1 đến 16, hố này đầy sẽ đắp lại và sửdụng ô tiếp theo

Tổng lượng chất thải rắn đưa vào bãi chôn lấp từ năm 2013 – 2037 là:894892.13 tấn

 Khối lượng CTR cho 1 ô chôn (đơn nguyên) là:

894892.13 / 16 = 55930.76 (tấn)

 Thể tích rác của mỗi đơn nguyên là

Vrác = 55930.76 / 0.65 x 0.9 = 77442.59 (m3/ 1 đơn nguyên)Thể tích 1 đơn nguyên có thể được tính như sau:

VI = 1/3 h1{a1b1 + ab + (a1b1ab )1/2}

VII = 1/3 h2 {a2b2 + ab + (a2b2ab)1/2}Trong đó:

VI : Thể tích phần chìm của ô chôn lấp

VII : Thể tích phần nổi của ô chôn lấp

h1 : Chiều cao phần chìm của ô chôn lấp

h2 : Chiều cao phần nổi của ô chôn lấp

a,b : Cạnh đáy lớn của ô chôn

a1,b1: Cạnh đáy dưới của ô chôn

a2,b2: Cạnh đáy trên của ô chôn

a1 = a - 2h1 = a - 14

a2 = a - 2h2tg600 = a - 27.713

b1 = b - 2h1 = b - 14

b2 = b - 2h2tg600 = b - 27.713

Vđn = Vrác + Vvật liệuphủTheo tính tóan Vvật liệuphủ = 28% Vrác

 Vđn = 128% Vrác

= 99126.52 (m3)Chọn: a = 100 m

3.4 Thiết kế tổng thể bãi chôn lấp

3.4.1 Nguyên tắc chung khi thiết kế bãi chôn lấp

Khi thiết kế bãi chôn lấp phải tuân thủ theo TCXDVN 261-2001 và theo một sốquy định cơ bản sau:

- Khu vực chôn lấp rác có khả năng tiêu thoát nước nhanh, ngăn ngừa nước ứđọng trong bãi rác

- Giảm thấp nhất sự ô nhiễm bề mặt do rác thải gây ra và ô nhiễm nguồn nướcngầm

- Bãi chôn lấp đặt xa thành phố, xa khu dân cư ít nhất là 1000 m

- Bãi đặt cuối hướng gió và phải có hàng cây bảo vệ cách ly

- Có đường giao thông thuận tiện cho hoạt động của xe và cự ly vận chuyển chophù hợp

- Bãi rác có hệ thống thu gom nước rỉ rác và xử lý nước rỉ rác đạt tiêu chuẩntrước khi thải ra nguồn

- Bãi có hệ thống thống khí đảm bảo yêu cầu

3.4.2 Bố trí mặt bằng các ô chôn lấp

Bố trí như trong bản vẽ kèm theo

3.4.3 Quá trình vận hành và quan trắc

3.4.3.1 Vận hành

- Phương pháp vận hành bãi: Phương pháp hồ chứa

Rác thải trong ngày được tập kết vào bãi chôn lấp từ đầu đến cuối bãi theo kiểulấn dần Sau đó xe ủi san và đầm nén thành từng lớp, mỗi lớp có chiều cao để đầmnén không quá 50 cm, cho đến khi đạt độ dầy 1m Việc đầm nén được thực hiện bởimáy đầm chân cừu và xe ủi bánh xích Cứ sau mỗi lớp rác thì phủ một lớp đất sét phadày 25 cm Sau mỗi ngày chôn lấp cũng phải phủ một lớp đất dày tương tự lên rác vàđược đầm nén Trong quá trình chôn lấp phải thường xuyên phun thuốc diệt côn trùng

và dùng phế phẩm EM lên rác Sau khi rác được đổ đầy mong, trên bề mặt của lớp rácđược phủ một lớp đất sét chống thấm dày 30cm, trên cùng phủ một lớp đất hữu cơ dày50cm để trồng cây xanh trên bãi

- Chất phủ nên chọn đất nhỏ mịn, độ ẩm vừa phải, thành phần sét chiếm trên30% Có thể sử dụng đất đào từ các ô chôn lấp làm chất phủ hàng ngày Lượng đấtnày được dự trữ trong bãi chứa chất phủ

- Khi tiến hành phủ đất cần chú ý nếu đất ở trạng thái tảng cần nghiền nhỏ đạt độmịn yêu cầu (trên 20% số hạt kích thước < 0,08mm) Trường hợp đất phủ quá khô, cầntưới nước đảm bảo yêu cầu độ ẩm, nâng cao hiệu quả đầm nén

- Hướng dẫn phương pháp lấy mẫu và phân tích các loại mẫu

- Hướng dẫn vận hành và bảo dưỡng trang thiết bị

- Hướng dẫn đề phòng và xử lý các sự cố có thể xảy ra trong bãi chôn lấp

- Hướng dẫn an toàn lao động trong bãi chôn lấp

- Hướng dẫn các phương pháp sơ cứu nạn nhân khi cần thiết

- Hướng dẫn ghi chép nhật ký công việc, các văn bản, các phiếu giao nhận chấtthải và các loại giấy tờ khác

- Ngoài ra mỗi thành viên phải nắm được những nét tổng quát về cơ cấu chung,

cơ cấu tổ chức, phương thức quản lý trong bãi chôn lấp các phương pháp về phòngngừa và ứng cứu sự cố, về an toàn lao động, còn phải thực hiện thành thạo các côngviệc theo chức trách của mình Đồng thời phải có những nhận xét khách quan, góp ý

bổ xung, sửa đổi các quy định, hướng dẫn nhằm mục tiêu đảm bảo an toàn tuyệt đốicho môi trường, cho sức khỏe cộng đồng