Nghiên cứu lựa chọn công nghệ phù hợp xử lý rác thải sinh hoạt nông thôn vùng đồng bằng sông hồng (thiết kế thí điểm công nghệ xử lý rác thải sinh hoạt nông thôn vùng đồng bằng sông hồng)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ PHÙ HỢP XỬ LÝ RÁC THẢI SINH HOẠT NÔNG THƠN VÙNG ĐỒNG BẰNG SƠNG HỒNG (THIẾT KẾ THÍ ĐIỂM CÔNG NGHỆ XỬ LÝ RÁC THẢI SINH HOẠT CHO XÃ XUÂN HỒNG, HUYỆN XUÂN TRƯỜNG, TỈNH NAM ĐỊNH) NGÀNH : KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG NGUYỄN XUÂN KHÔI NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS VŨ THỊ THANH HƯƠNG HÀ NỘI 2007 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ PHÙ HỢP XỬ LÝ RÁC THẢI SINH HOẠT NÔNG THƠN VÙNG ĐỒNG BẰNG SƠNG HỒNG (THIẾT KẾ THÍ ĐIỂM CÔNG NGHỆ XỬ LÝ RÁC THẢI SINH HOẠT CHO XÃ XUÂN HỒNG, HUYỆN XUÂN TRƯỜNG, TỈNH NAM ĐỊNH) NGÀNH : KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG MÃ SỐ:23 NGUYỄN XUÂN KHÔI NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS VŨ THỊ THANH HƯƠNG HÀ NỘI 2007 Mục lục Phần mở đầu Chương 1: Tổng quan công nghệ xử lý rác thải giới Việt Nam 1.1 Tổng quan công nghệ xử lý rác thải giới 1.1.1 Khối lượng nguồn phát sinh rác thải 1.1.2 Thành phần rác thải 1.1.3 Công nghệ xử lý rác thải 1.1.4 Một số công nghệ xử lý rác thải giới 10 1.2 Tổng quan công nghệ xử lý rác thải Việt Nam 14 1.2.1 Nguồn phát sinh rác thải Việt Nam 14 1.2.2 Công nghệ xử lý rác thải Việt Nam 16 1.2.3 Một số mơ hình cơng nghệ xử lý rác thải hữu Việt Nam 21 Chương 2: Hiện trạng thu gom, xử lý rác thải sinh hoạt nông thôn vùng 30 đồng sông hồng 2.1 Khái quát chung vùng đồng sông Hồng 30 2.1.1 Điều kiện tự nhiên vùng ĐBSH 30 2.1.2 Tình hình kinh tế xã hội 32 2.1.3 Định hướng phát triển kinh tế xã hội vùng ĐBSH đến năm 38 2010 2.2 Hiện trạng thu gom, xử lý rác thải sinh hoạt nông thôn vùng 41 ĐBSH 2.2.1 Nguồn phát sinh 41 2.2.2 Dự báo khối lượng phát sinh chất thải khu vực ĐBSH tới 47 năm 2010 2.2.3 Về tổ chức dịch vụ thu gom, xử lý rác thải 54 2.2.4 Về phương tiện thu gom, vận chuyển rác thải 55 2.2.5 Các biện pháp xử lý rác thải 55 2.2.6 Tổ chức thực văn qui phạm pháp luật quản lý rác 56 thải, xử lý rác thải nông thôn 56 Chương 3: Lựa chọn công nghệ xử lý rác thải sinh hoạt nông thôn vùng 60 đồng sông hồng 3.1 Đối với mơ hình quy mơ cấp huyện 60 3.2 Công nghệ xử lý rác hữu tập trung cho thị trấn 66 3.3 Công nghệ xử lý rác hữu tập trung cho xã 67 3.4 Công nghệ xử lý rác hữu tập trung cho thơn, xóm 68 3.5 Công nghệ xử lý rác hữu cho thị tứ 69 Chương 4: Thiết kế thí điểm công nghệ xử lý rác thải sinh hoạt cho xã 72 xuân hồng, huyện xuân trường, tỉnh nam định 4.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội 4.1.1 Vị trí địa lý 72 4.1.2 Điều kiện địa hình 72 4.1.3 Đặc điểm địa chất 72 4.1.4 Hiện trạng sử dụng đất xã khu vực xây dựng 72 cơng trình xử lý rác thải 73 4.1.5 Dân số phân bố dân cư 4.1.6 Tình hình hoạt động sản xuất kinh doanh 73 4.1.7 Cơ cấu ngành kinh tế mức thu nhập bình quân 74 4.2 Hiện trạng thu gom, xử lý rác thải 74 4.2.1 Khối lượng thành phần rác thải 74 4.2.2 Dự báo khối lượng rác thải 74 4.2.3 Thành phần rác thải 77 Tính tốn thiết kế công nghệ xử lý rác thải 77 4.3.1 Kỹ thuật phân loại rác thải 79 4.3.2 Công nghệ xử lý rác 79 4.3.3 Tính tốn thơng số 82 4.3.4 Hình thức kết cấu hạng mục 86 4.3.5 Tổng kinh phí xây dựng 101 Kết luận 105 105 Phần Mở đầu Tính cấp thiết đề tài Cơng cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước bùng nổ dân số sinh vấn đề chất thải gây ô nhiễm môi trường hầu giới Lượng chất thải rắn phát sinh người dân bình quân năm khoảng 30tấn/người/năm, lượng chất thải sinh hoạt 0,2 - 3,0 kg/người/ngày Lượng thành phần phát sinh rác thải phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: mức sống, mùa, vùng, thói quen, tín ngưỡng, sách quản lý, tốc độ tăng trưởng kinh tế, tăng dân số tốc độ thị hố Do vậy, q trình phát sinh rác thải nước, khu vực khác giới khác Tại nước có kinh tế phát triển, đời sống nhu cầu tiêu dùng người dân mức cao khối lượng trung bình thải bỏ lớn, khoảng 1,5 ÷ 2,8 kg/người/ngày Với nước phát triển, điều kiện kinh tế cịn có nhiều khó khăn, lượng rác thải trung bình người dân nước dao động khoảng 0,5 ÷ 1,5 kg/người/ngày Trong thành phần rác thải tỷ lệ chất thải hữu chiếm cao khoảng từ 40 ÷ 65% tỷ lệ có xu hướng giảm dần với phát triển kinh tế đất nước Việt Nam nước nông nghiệp phát triển với 70% dân số sống vùng nông thôn Kết khảo sát mức sống hộ gia đình nơng thơn vùng đồng sơng Hồng cho thấy: Chỉ có 5% rác thải sinh hoạt thu gom, 8% đổ xuống thuỷ vực, 54% đổ bãi rác lộ thiên 33% hình thức khác Lượng rác thải sinh hoạt không thu gom thải bỏ bừa bãi, chôn lấp tuỳ tiện ao hồ, cống rãnh, sơng ngịi bãi đất trống khu vực đồng ruộng gây tượng ô nhiễm môi trường nước, đất khơng khí Do vậy, để góp phần giải vấn đề rác thải sinh hoạt nông thôn luận văn “Nghiên cứu lựa chọn công nghệ phù hợp xử lý rác thải sinh hoạt nơng thơn vùng ĐBSH” góp phần giải tình trạng ô nhiễm rác thải sinh hoạt nông thôn Mục tiêu nghiên cứu luận văn - Đánh giá trạng thu gom, xử lý rác thải sinh hoạt nông thôn vùng ĐBSH - Phân tích, lựa chọn cơng nghệ phù hợp để xử lý rác thải sinh hoạt nông thôn vùng ĐBSH Đối tượng phạm vi nghiên cứu luận văn: + Đối tượng nghiên cứu: - Giải pháp công nghệ, kỹ thuật xử lý rác thải sinh hoạt nông thôn vùng ĐBSH quy mô cấp xã, thị trấn giai đoạn 2007 - 2010 + Phạm vi nghiên cứu: - Công nghệ, kỹ thuật xử lý rác thải sinh hoạt nông thôn vùng ĐBSH cấp xã, thị trấn Cách tiếp cận, phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng + Cách tiếp cận: - Nghiên cứu tổng thể để phân loại đối tượng nghiên cứu thành nhóm đối tượng nhỏ có tính chất đại diện - Từ đặc điểm nhóm đối tượng nghiên cứu đề xuất giải pháp công nghệ xử lý rác thải sinh hoạt nông thôn + Phương pháp nghiên cứu: - Phương pháp tiếp cận hệ thống - Phương pháp kế thừa, phân tích, tổng hợp nguồn tài liệu nước liên quan đến công nghệ xử lý rác thải sinh hoạt nông thôn vùng ĐBSH - Phương pháp điều tra, khảo sát trường, đánh giá nhanh rác thải nông thôn - Phương pháp thống kê - Phương pháp lấy ý kiến chuyên gia Nội dung luận văn: - Nghiên cứu tổng quan: Thu thập, tổng hợp tài liệu, kết nghiên cứu ngồi nước cơng nghệ xử lý rác thải, phân tích ưu nhược điểm điều kiện áp dụng - Điều tra, đánh giá thực trạng tình hình thu gom, xử lý rác thải sinh hoạt nông thôn vùng ĐBSH xã Xuân Hồng - Lựa chọn công nghệ xử lý rác thải sinh hoạt nông thôn phù hợp với quy mô địa phương vùng ĐBSH nguyên tắc: công nghệ đơn giản, rẻ tiền, dễ quản lý, vận hành tận dụng tối đa điều kiện sẵn có địa phương - Thiết kế cơng nghệ xử lý rác thải sinh hoạt nông thôn cho xã Xuân Hồng, huyện Xuân Trường, tỉnh Nam Định Chương Tổng quan công nghệ xử lý rác thải giới việt nam 1.1 Tổng quan công nghệ xử lý rác thải giới 1.1.1 Khối lượng nguồn phát sinh rác thải Trên giới, trình phát sinh chất thải nước, khu vực khác tuỳ theo điều kiện kinh tế, mức sống người dân Bên cạnh đó, khối lượng phát sinh chất thải rắn nước cịn phù thuộc vào chế sách luật môi trường nước + nước Nga, người bình qn thải mơi trường 300 kg/người.năm, rác thải tương đương khoảng 50 triệu rác thải năm riêng thủ đô Matxcơva triệu tấn/năm Nguồn: Hoàng Kim Cơ, “Kỹ thuật Môi trường” - NXB Khoa học Kỹ thuật năm 2001 + Tại Nhật Bản, lượng rác thải phát sinh hàng năm lên tới 55 triệu tấn/năm tỷ lệ trung bình phát thải theo đầu người kg/người/ngày Nguồn: Trần Hiếu Nhuệ, “Quản lý chất thải rắn, Tập 1” NXB Xây dựng năm 2001 + Hàng năm có khoảng 20 triệu chất thải phát sinh Thái Lan tỷ lệ gia tăng chất thải nước tăng nhanh Hầu hết lượng chất thải thải bỏ bãi thải không quy cách Hiện nay, công nghệ tái chế chất thải Thái Lan đạt khoảng 11% tổng lượng chất thải phát sinh, đó, úc tỷ lệ 36% Nguồn Tạp chí “Vatis Update Waste Management, Volume N0 61” tháng 3, năm 2004 1.1.2 Thành phần rác thải + Theo GS TS Trần Hiếu Nhuệ (2001): Hàng năm, toàn nước Mỹ phát sinh khối lượng chất thải rắn khổng lồ lên tới 10 tỷ Trong tỷ lệ bao gồm thành phần sau: Rác thải từ trình khai thác dầu mỏ khí chiếm 75%; Rác thải từ q trình sản xuất nơng nghiệp chiếm 13%; Rác thải từ cặn cống thoát nước chiếm 1%; Rác thải từ hoạt động công nghiệp chiếm 9,5%; Rác thải sinh hoạt chiếm 1,5% Nguồn: Trần Hiếu Nhuệ, “Quản lý chất thải rắn, Tập 1” - NXB Xây dựng năm 2001 + Trong qua trình phát triển mạnh Trung Quốc, lượng chất thải rắn nước đa tăng nhanh gây vấn để môi trường nghiêm trọng Lượng chất thải công nghiệp năm 2001 888 triệu tỷ lệ tăng hàng năm 7% Rác thải sinh hoạt 135 triệu tỷ lệ tăng 4% Cùng với rác thải nguy hại bệnh viện, rác thải điện tử rác thải nông thôn làm cho vấn đề ô nhiễm môi trường thêm nghiêm trọng Nguồn Tạp chí “Vatis Update Waste Management, Volume N0 59” tháng 10 - 12 năm 2003 - Đối với nước có kinh tế phát triển, đời sống nhu cầu tiêu dùng người dân mức cao khối lượng trung bình thải bỏ lớn, khoảng 1,5 ÷ 2,8 kg/người/ngày như: Mỹ, Nhật, Pháp, Canada, Xingapore, Hồng Kông Thành phần rác thải nước khác nhau, rác thải sinh hoạt phát sinh từ ngành công nghiệp, dịch vụ chủ yếu là: giấy, kim loại, thuỷ tinh, nhựa rác thải thực phẩm chiếm tỷ lệ nhỏ (21% Mỹ) Do đó, vấn đề quản lý rác thải nước phát triển đẩy mạnh hệ sở tái chế, tái sử dụng rác thải Nguồn Tạp chí “ Vatis Update Waste Management, Volume 23 N0 ” tháng năm 2005 - Đối với nước phát triển, điều kiện kinh tế có nhiều khó khăn, lượng thải trung bình người dân nước dao động khoảng 0,5 ÷ 1,5 kg/người/ngày Việt Nam, Đài Loan, Trung Quốc, Thái Lan Trong thành phần rác thải tỷ lệ chất thải hữu chiếm cao khoảng từ 40 ÷ 65% tỷ lệ có xu hướng giảm dần với phát triển kinh tế đất nước Tỷ lệ loại rác thải vô cơ, rác thải có khả tái chế chiếm tỷ lệ thấp từ 35 ÷ 60% Nguồn Tạp chí “ Vatis 92 - Nền đáy hố lớp đất thành hố đất sét có hệ số thấm nhỏ Thành đáy ô chôn lấp đầm kỹ, đồng thời lót lớp vải chống thấm dày 1,5cm để đảm bảo hệ số thấm tối đa 10-7cm/s + Hệ thống thu gom nước rác: Thành phần hệ thu gom nước rác bao gồm: Tầng thu nước rác; hệ thống ống thu gom nước rác; hố thu nước rác - Tầng thu nước rác bao gồm hai lớp vật liệu trải tồn bề bề mặt đáy chôn lấp Yêu cầu lớp sau: Lớp dưới: Đá dăm độ dày 30cm; lớp trên: cát thô, độ dày 15cm - Mỗi ô chôn lấp rác thải vơ có hệ thống thu gom nước rác riêng Hệ thống ống thu gom nước rác ô chôn lấp thiết kế với yêu cầu sau: • Có tuyến chạy dọc theo hướng dốc chơn lấp Do chơn lấp có diện tích nhỏ nên khơng bố trí tuyến nhánh dẫn nước rác tuyến Tuyến dẫn nước rác hố thu (hố ga), từ tập trung vào ống nước dọc theo đường nội bể tập trung nước rác Trên tuyến ống chơn lấp có hố ga phịng tránh tắc nghẽn ống Hố ga xây gạch có kết cấu chống thấm, kích thước (80x80x80)cm Chọn ống thu gom nước rác ô chôn lấp đường ống dẫn nước rác bể tập trung nước rác ống PVC có mặt phía nhẵn, đường kính 200 mm • ống thu hố đục lỗ với đường kính từ 10÷20 mm suốt chiều dài ống với tỷ lệ rỗng chiếm từ 10÷15% diện tích bề mặt ống ống đặt mương tập trung nước đáy hố chôn lấp, bề rộng đáy mương 1,0 m Mương ống thiết kế có độ dốc đáy 1% hướng 93 hố ga • ống dẫn nước rác từ hố chôn lấp bể tập trung nước rác đặt hệ thống máng cứng có độ dốc 1% hướng bể tập trung nước rác Máng có đáy bê tông cốt thép M200# dày 12 cm, hai bên thành máng xây gạch, lớp tiếp giáp với ống lóp cát dày cm - Đường ống thu gom nước rác cần đảm bảo độ bền hoá học học suốt thời gian vận hành bãi chôn lấp - Độ dốc tuyến ống 1% + Hệ thống thu gom khí: Bãi chơn lấp lượng chất thải tiếp nhận nhỏ 20.000 tấn/năm nên cho tán khí rác chỗ, song phải đảm bảo chất lượng xung quanh theo tiêu chuẩn TCVN 5938: 1995 - Do diện tích chơn lấp rác vơ nhỏ nên bố trí ống khí rác cho chơn lấp - Các ống thu gom khí rác lắp đặt trình vận hành, nối ghép, nâng dần độ cao theo độ cao vận hành bãi Đoạn ống nối ghép hàn gắn cận thận Phần ống nằm lớp đất phủ bề mặt bãi chôn lấp phần nhô cao mặt bãi chôn lấp sử dụng ống thép tráng kẽm vật liệu có sức bền học hoá học tương đương - Độ cao cuối ống thu gom khí rác lớn bề mặt bãi tối thiểu m (tính từ lớp phủ cùng) - Hệ thống ống thu gom khí rác sử dụng ống nhựa đường kính 110 mm, đục lỗ cách suốt chiều dài ống với mật độ lỗ rỗng đạt 15÷20% diện tích bề mặt ống 94 4.3.3.3- Khu xử lý nước rác Khu xử lý nước rác thiết kế xây dựng đồng gồm: bể lắng kết hợp khoang chứa bùn, bãi lọc ngập và hồ sinh học Tổng diện tích mặt khu xử lý nước rác là: 550, m2, công suất 16 m3/ngày đêm a- Tính tốn khối lượng nước rác cần xử lý Theo tài liệu Quản lý chất thải rắn tác giả: GS.TS Trần Hiếu Nhuệ, TS Ưng Quốc Dũng, TS Nguyễn Thị Kim Thái, Nhà xuất xây dựng Hà Nội- 2001, tính dự báo khối lượng nước rác theo công thức: Qtt = M(W1-W2) + [P(1-R) – E]A Trong đó: Qtt: Tải lượng nước rác theo tính tốn (m3/ngày đêm) M: Khối lượng rác thải trung bình (tấn/ngày), M = 5,295 tấn/ngày W1: Độ ẩm rác thải trước nén, W1= 65- 69%, chọn W1= 69% W2: Độ ẩm rác thải sau nén, W2= 25- 50%, chọn W2= 30% P: Lượng mưa ngày tháng lớn nhất, Lượng mưa tỉnh Nam Định lấy theo số liệu năm 2005 Cục Thống kê P = 17 mm/ngày = 0,017 m/ngày R: Hệ số thoát nước bề mặt, R = 0,17 E: Lượng nước bốc hơi, thường 5-6 mm/ngày, lấy E = mm/ngày = 0,005 m/ngày A: Diện tích chơn lấp (m2), A = 1.103- 1.215 m2 Để tính tốn ta tính với diện tích chơn lấp lớn làm tròn A = 1.215 m2 => Qtt = M(W1-W2) + [P(1-R) – E]A 95 = 5,295(0,69- 0,30) + [0,017(1- 0,17)- 0,005]1.215 = 13,1 m3/ngày - Khối lượng nước rác theo thiết kế: Qtk = Qttk k: Hệ số dự trữ, k = 1,2 => Qtk = 15,7 m3/ngày, tính trịn 16 m3/ngày Sau tính tốn cách ta thiết kế hệ thống xử lý nước rác với công suất thiết kế 16 m3/ngày b- Thành phần nước rác Hiện bãi rác chưa hoạt động nên việc xác định thành phần nước rác theo thực nghiệm chưa thể thực Việc tính tốn, lựa chọn công nghệ xử lý nước cho bãi rác dựa kết phân tích chất lượng nước rác bãi rác huyện Đồng Hỷ (Thái Nguyên) Trung tâm quan trắc môi trường- Sở Tài nguyên Môi trường tỉnh Thái Nguyên cung cấp (bảng 4.4) Bảng 4.7: Kết phân tích chất lượng nước rác Chỉ tiêu TT Đơn vị Giá trị - 7,9 pH BOD5 mg/l 280-300 COD mg/l 1.377-1.398 Độ cứng mg/l 103,55-106,76 NH4-N mg/l 144,35-176,9 PO43- mg/l 0,74-0,98 Ca mg/l 19,33 Độ kiềm mg/l 444-480 Với thành phần nước rác bảng 4.7, tiêu ô nhiễm nước rác cần xử lý COD = 1.377-1.398 mg/l, NH4 = 144,35 - 176,9 mg/l 96 c- Tiêu chuẩn nước rác sau xử lý Bảng 4.8: Giá trị giới hạn thông số nồng độ chất ô nhiễm nước thải bãi chôn lấp chất thải rắn Thông số Đơn vị Giá trị giới hạn A B C BOD5 mg/l 30 50 100 COD mg/l 100 300 400 Tổng Ni tơ mg/l 15 60 90 Theo tiêu chuẩn dự thảo Trung tâm tiêu chuẩn chất lượng Việt Nam (bảng 4.8) Các thông số nồng độ chất ô nhiễm khác thành phần nước thải bãi chôn lấp chất thải rắn không qui định bảng 4, cần kiểm sốt áp dụng theo qui định tiêu chuẩn TCVN-5945-2005 d- Tính tốn kích thước hệ thống xử lý nước rác • Kích thước bể điều hịa Nước rác từ hố thu nước rác bơm trực tiếp vào bể lắng có lưu lượng vận tốc vào bể lớn so với thiết kế làm giảm hiệu suất lắng cặn Để khắc phục nhược điểm cần xây dựng thêm bể chứa để điều hòa lưu lượng tốc độ dòng chảy bể lắng Để thuận tiện cho cơng tác thi cơng chọn kích thước bể điều hịa LxBxH= m x1x2m • Tính tốn kích thước bể lắng ngang * Lưu lượng nước thải vào bể lắng: Q = 16 m3/ngày * Tính kích thước bể lắng ngang: - Chiều dài bể lắng: L = vH (m) KU 97 Trong đó: K: Hệ số phụ thuộc cấu tạo phận phân phối nước đầu bể lắng U0: Vận tốc lắng hạt cặn tính tốn (phụ thuộc hiệu suất lắng yêu cầu E), giá trị U0 theo thực nghiệm xây dựng đường cong động học E = f(U0) v: Vận tốc dịng chảy (mm/s) H: Chiều sâu cơng tác bể lắng (m) v = mm/s; H = 1,3 m; U0 = 1,05 mm/s; K = 0,7 => L = vH x1,3 = = 8,8 (m) Chọn L = 9,0 (m) KU 0,7 x1,05 - Chiều rộng bể lắng: B = Q vH Trong đó: Q: Lưu lượng nước thải chảy vào bể; nước từ bể tập trung nước rác bơm vào bể lắng lần/ ngày; lần 1h bơm; thời gian lưu nước qua bể lắng: 2h; Vậy Qtt = m3/h Q = m3/h = 0,00222 m3/s v = mm/s = 0,005 m/s H = 1,3 m => B = Q 0,00222 = = 0,34 (m); vH 0,005 x1,3 Để tiện cho việc thi cơng, lấy trịn B = m - Chiều cao bể lắng: Htc = h1 + h2 + h3 + h4 Trong đó: 98 h1: Chiều cao công tác bể lắng (m) h2: Chiều cao lớp trung hoà (m) h3: Chiều sâu ngăn chứa cặn (m) h4: Chiều cao an toàn từ mặt nước đến đỉnh tường bể (m) h1 = H = 1,3 m; h2 = 0,2 m; h3 = 0,2 m; h4 = 0,3 m => Htc = 1,3 + 0,2 + 0,2 + 0,3 = m Vậy kích thước bể lắng ngang: L x B x H = m x m x m * Dung tích xây dựng bể lắng: V = LBHtc = x x = 18 m3 * Hiệu xử lý nước thải bể lắng: Theo kinh ngiệm thực tế, hiệu xử lý COD nước thải sau khỏi bể lắng khoảng 30% ⇒ COD đầu vào bãi lọc ngầm = 1.398 (1 - 0,3) = 979 mg/l • Tính tốn kích thước bãi lọc ngầm - Cơng thức tính bãi lọc ngầm: Ce = exp(− K T t ' ) Co Trong đó: t' = LWαd Q t’ : thời gian lưu lỗ rỗng, ngày L : Chiều dài bãi lọc (m) W: Chiều rộng bãi lọc (m) α : độ rỗng bãi lọc 99 Q: Lưu lượng nước thải vào bãi lọc m3/ngày d: chiều sâu bãi lọc (m), chọn chiều sâu bãi lọc d= 0,8 m 30 cm bờ ngăn mặt đất để tránh nước tràn - COD đầu vào = 979 mg/l Để đạt COD dòng sau xử lý bãi lọc ngầm 300 mg/l hiệu suất xử lý mong muốn hệ thống: (1 - Ce / Co ) = (1 – 300/979) = 69,4% Lưu lượng dòng vào: Q= 16 m3/ngày Loại trồng bãi lọc ngầm (Cỏ voi Thuỷ trúc) Loại vật liệu lọc đá dăm, cuội, sỏi, cát thô đất Hằng số độ rỗng vật liệu lọc Chọn α = 0,43 Hệ số thấm ks = 480 m3/m2 d Độ dốc bãi chọn 1,0% KT : Hệ số phân huỷ bậc phụ thuộc nhiệt độ: 20oC, K20 = 1,35 Nhiệt độ tính tốn 13oC, KT = K13 = 0,69 - Thời gian lưu dòng thải bãi lọc ngầm: t' = − ln Ce / Co − Ln 300 / 979 = =1,7 ngày, Kt 0,69 - Tính mặt cắt ngang bãi lọc Ac = Q 16 = = 3,333 m2 Ks.S 480.0,01 - Chiều rộng bãi lọc 100 W= Ac 3,33 = = 4,17 m , tính trịn W = m 0,8 d - Chiều dài bãi lọc: L= t' Q 1,7 x16 = = 15,8m , tính trịn L = 16 m Wdα x0,8 x0,43 - Diện tích bề mặt bãi lọc : A = W L = x 16 = 80 m2 Như vậy, bãi lọc ngầm xử lý nước rác có kích thước L x B x H = 16 m x m x 1,1 m Độ dốc đáy bãi 1,0%, diện tích bề mặt bãi 105 m2 Chiều dài khu vực phân phối nước vào bãi lọc theo thực nghiệm m chiều dài khu vực thu nước 1m Vật liệu làm lọc cuội, sỏi đất Kích cỡ vật liệu khu vực phân phối nước vào thu nước lấy từ 4-8 cm Lớp vật liệu trồng loại thuỷ sinh cỏ lác, thuỷ trúc để tăng hiệu xử lý với hạt cỡ 0,5-2 cm, chiều dầy tối thiểu 20 cm Vật liệu khu chọn vật liệu có kích thước từ 2-3 cm • Tính tốn kích thước hồ sinh học Theo tính tốn thiết kế sau qua bãi lọc ngầm, nước rác đạt tiêu chuẩn nước thải loại B, phép xả vào hệ thống cấp nước dùng cho thủy lợi nuôi thủy sản Song để đảm bảo an toàn trường hợp bãi lọc hoạt động không ổn định thay đổi nhiệt độ phát triển sinh khối, nước rác tiếp tục xử lý hồ sinh học ổn định kết hợp thả bèo, thực vật thủy sinh, nuôi cá Hồ sinh học thiết kế với mục tiêu chủ yếu chứa ổn định chất lượng nước thải trước thải môi trường Lưu lượng nước thải Q = 16 m3/ngày 101 Thời gian lưu nước hồ ngày ⇒ Dung tích sử dụng hồ là: 16 x = 112 m3 Dung tích thiết kế: W = 112 : 75% = 150 m3 Chọn chiều sâu hồ 1,5 m (đào sâu 1,5 m) Diện tích hồ sinh học: 100 m2 Chọn kích thước hồ: L x B x H = 20 m x m x 1,5 m Bảng 4.9: Tổng hợp thông số thiết kế hệ thống xử lý nước rác Thông số TT Đơn vị Thông số thiết kế Bể lắng Bãi lọc ngang ngầm Hồ sinh học Dung tích thiết kế m3 18 79,8 150 Dung tích hữu ích m3 13,8 74 112 Diện tích bề mặt m2 80 100 Chiều dài m 16,6 20 Chiều rộng m 5,6 Chiều sâu thiết kế m 1,1 1,5 Thời gian lưu nước ngày 0,1 1,7 Hiệu suất loại COD % 30 69,4 50 Hàm mg/l 979 300 150 % 30 60 30 mg/l 123,83 49,53 34,67 lượng COD dòng 10 Hiệu suất loại Nitơ 11 Hàm lượng Nitơ dòng 102 4.3.4- Hình thức kết cấu hạng mục 4.3.4.1- Hình thức kết cấu bể điều hồ, bể lắng Nước rác sau tập trung vào bể chứa, bơm lên bể điều hoà chảy vào bể lắng Để thuận lợi cho việc thi công giảm mức độ chiếm đất, xây dựng bể điều hoà cạnh bể lắng, phân tách tường ngăn Kết cấu bể điều hoà, bể lắng tường xây gạch M75, trát vữa M75; đáy làm bê tông CT M200 Một số thông số sau: + Chiều dài bể điều hoà: (m) + Chiều dài bể lắng: (m) + Chiều rộng bể điều hoà, bể lắng: (m) + Chiều cao bể điều hoà, bể lắng: (m) + Cao trình đáy bể: +2,5 + Cao trình mặt bể: +4,5 4.3.4.2- Hình thức kết cấu bãi lọc ngầm a- Kết cấu bãi lọc ngầm - Quanh bãi lọc đắp đất chiều rộng 0,5m; mái m=1.0 - Đáy bãi lọc đầm nện chặt, trải lớp màng chống thấm HDPE b- Cao trình bãi lọc ngầm + Cao trình đáy bãi lọc: +2,20 + Cao trình đáy phía cuối bãi lọc: +2,00 + Cao trình đỉnh bờ bãi lọc là: +3,70 + Cao trình đáy đường ống dẫn nước vào bãi lọc đầu vào: + 2,55 + Cao trình đáy đường ống thu nước cuối bãi: +2,08 103 + Chiều dài bãi lọc: L = 16,0 (m) + Chiều rộng bãi lọc: B = 5,0 (m) + Độ dốc đáy: i = 1,5% c- Cấu tạo bãi lọc ngầm + Nước dẫn vào bãi lọc qua ống nhựa PVC d = 200 mm phân phối tồn mặt cắt thơng qua ống nhựa PVC, d = 200 mm đặt ngang bãi lọc, ống đục lỗ kích thước 1x3 cm Diện tích lỗ chiếm (10÷20)% diện tích bề mặt ống + Tại đầu vào bãi lọc nước cần phân phối tồn mặt cắt ngang ta bố trí đầu vào khoang có tác dụng phân phối nước toàn mặt cắt cách điều hoà Vật liệu dùng cho khoang điều hoà cuội sỏi có đường kính hạt d = (4÷8) cm Chiều dài khoang phân phối nước chọn m + Tiếp theo khoang phân phối nước khoang lọc, khoang cấu tạo sau: - Lớp lớp lọc, vật liệu dùng làm lớp lọc đá cấp phối 3x4 Chiều dày lớp 35 cm - Lớp lớp đá cấp phối 1x2 Chiều dày lớp 35 cm; - Lớp vật liệu trồng loại thuỷ sinh cỏ lác, thuỷ trúc, cỏ voi Để tăng hiệu xử lý vật liệu lớp chọn cuội sỏi lẫn đất, đường kính cuội sỏi d = 0,5÷2 cm Chiều dày lớp 40 cm + Tại đầu bãi lọc nước cần thu tồn mặt cắt ngang bố trí đầu khoang có tác dụng thu nước toàn mặt cắt cách điều hoà Vật liệu dùng cho khoang điều hồ cuội sỏi có đường kính 104 hạt d = (4÷8) cm Chiều dài khoang phân phối nước chọn m 4.3.4.3- Hình thức kết cấu hồ sinh học Hồ sinh học thiết kế đào đất tự nhiên Để đảm bảo điều kiện vận hành ổn định lâu dài chống thấm tối đa đáy xung quanh hồ dải lớp màng HDPE Các thông số thiết kế hồ sinh học sau: + Đáy mái hồ đầm nện kỹ, trải màng chống thấm HDPE dày 1,5 mm + Cao trình đáy hồ: + Cao trình bờ: +2,00 +3,50 + Cao trình đáy ống dẫn nước vào hồ đầu vào là: +2,90 + Cao trình đáy rãnh nước cuối hồ sinh học: +3,10 + Chiều sâu nước hồ: h = 1,1 m + Chiều sâu tính từ mặt đất đến đáy hồ: H = 1,5 m + Nước dẫn vào ống nhựa PVC, d= 200mm + Nước dẫn rãnh tiêu, kích thước B x H = 0,3 x 0,4 (m) 4.3.4.4- Hệ thống ống dẫn nước rác từ hố ga bể tập trung nước rác + Nước rác từ hố chôn tập trung hố ga ống nhựa PVC có đường kính 200 + Nước từ hố ga tập trung vào tuyến ống Tuyến ống làm nhựa PVC, đường kính 200 Để cố định tuyến đường ống, đặt toàn tuyến đường ống đoạn nằm mặt đất tự nhiên rãnh đỡ Rãnh đỡ có đáy bê tông M200# dày 12 cm, hai bên xây gạch vữa M50 Đáy ống rãnh đỡ lót lớp cát đen dày 5cm 105 + Độ dốc đoạn ống nằm rãnh đỡ có độ dốc 1% hướng phía bể tập trung + Nối tiếp hai đoạn ống chuyển hướng cút nối xiên PVC có đường kính tương ứng + Đầu ống lấy dẫn nước hố chứa nước rác đặt lưới chắn rác thép ∅ hàn để chắn không cho rác vào đường ống 4.3.4.5- Hệ thống rãnh tiêu nước Do toàn khu vực xử lý nước rác nằm khu vực thấp, để tránh mưa nước ngập úng, xây dựng hệ thống rãnh tiêu nước mặt Rãnh tiêu xây dựng quanh khu vực bãi rác, dọc hai bên đường nội quanh khu vực xử lý nước rác Kích thước lịng rãnh tiêu nước mặt quanh bãi: B x H = 30 x 40 cm Kết cấu rãnh: Tường xây gạch M75, trát vữa M75 phía lịng rãnh Đáy bê tơng cốt thép M200, lớp lót bê tơng M100 Cao trình lấy theo địa hình tự nhiên Độ dốc đáy 1%, hướng phía rãnh kênh tiêu Cụ thể đoạn tham khảo vẽ chi tiết 4.3.5- Tổng kinh phí xây dựng Tổng kinh phí: 933.179.000 đồng Trong đó: - Xây lắp: 738.603.000 đồng - Chi khác: 150.139.000 đồng - Dự phòng: 44.437.000 đồng 106 Kết luận Vấn đề rác thải sinh hoạt nông thôn Việt Nam nói chung vùng nơng thơn đồng sơng Hồng nói riêng đặt vấn đề thời nhối cho xã hội Kết điều tra cho thấy: Chỉ có 5% rác thải sinh hoạt thu gom, 8% đổ xuống thuỷ vực, 54% đổ bãi rác lộ thiên 33% hình thức khác Lượng rác thải sinh hoạt khơng thu gom thải bỏ bừa bãi, chôn lấp tuỳ tiện ao hồ, cống rãnh, sông ngòi bãi đất trống khu vực đồng ruộng gây tượng ô nhiễm môi trường nước, đất khơng khí Trước tình hình xúc trên, đề tài “Nghiên cứu lựa chọn công nghệ phù hợp xử lý rác thải sinh hoạt nông thôn vùng ĐBSH” góp phần giải tình trạng nhiễm rác thải sinh hoạt nông thôn Đề tài điều tra trạng tình hình thu gom xử lý rác thải sinh hoạt nông thôn vùng đồng sông Hồng Trên sở số liệu điều tra, đề tài nghiên cứu phân tích đưa mơ hình cơng nghệ phù hợp xử lý rác thải sinh hoạt cho cấp địa phương khác khau vùng đồng sông Hồng Đề tài thiết kế thí điểm cơng nghệ phù hợp xử lý rác thải sinh hoạt cho xã Xuân Hồng, huyện Xuân Trường, tỉnh Nam Định Ngoài đề tài tính tốn kinh tế cho việc đầu tư vận hành công nghệ xử lý rác thải sinh hoạt cho xã Xn Hồng Kết tính tốn cho thấy giá thành xử lý rác sinh hoạt 150.000 đồng /tấn Kết luận văn, ta áp dụng tính tốn thiết kế cho địa phương khác có điều kiện tương tự xã Xuân Hồng vùng đồng sông Hồng ... THẠC SĨ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ PHÙ HỢP XỬ LÝ RÁC THẢI SINH HOẠT NÔNG THƠN VÙNG ĐỒNG BẰNG SƠNG HỒNG (THIẾT KẾ THÍ ĐIỂM CÔNG NGHỆ XỬ LÝ RÁC THẢI SINH HOẠT CHO XÃ XUÂN HỒNG, HUYỆN XUÂN... pháp xử lý rác thải 55 2.2.6 Tổ chức thực văn qui phạm pháp luật quản lý rác 56 thải, xử lý rác thải nông thôn 56 Chương 3: Lựa chọn công nghệ xử lý rác thải sinh hoạt nông thôn vùng 60 đồng sông. .. Một số công nghệ xử lý rác thải giới 1.1.4.1 Công nghệ xử lý rác thải sinh hoạt Mỹ Nguyên lý hoạt động: Một công nghệ xử lý rác thải phổ biến nhà máy xử lý rác thải Mỹ xử lý rác thải thiết bị ủ