Nghiên cứu lựa chọn công nghệ phù hợp 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 KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG 2005 - 2007 Hà NỘI 2007 NGÀNH : KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ PHÙ HỢP XỬ LÝ RÁC THẢI SINH HOẠT NÔNG THÔN VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG HỒNG NGUYỄN XUÂN KHÔI NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: VŨ THỊ THANH HƯƠNG HÀ NỘI - 2007 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 đô 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 nông thôn vùng đồng sông 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 nhiễm mơi 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 nông thôn vùng đồng sơng Hồng” góp phần giải tình trạng 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 đồng sông Hồng - Phân tích, lựa chọn cơng nghệ phù hợp để xử lý rác thải sinh hoạt nông thôn vùng đồng sông Hồng 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 đồng sông Hồng, 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 đồng sông Hồng 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 đồng sông Hồng xã Xuân Hồng - Lựa chọn công nghệ xử lý rác thải sinh hoạt nông thôn phù hợp với quy mô địa phương vùng đồng sông Hồng 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 công nghệ xử lý rác thải sinh hoạt nông thôn cho xã Xuân Hồng, huyện Xuân Trường, tỉnh Nam Định CHƯƠNG TỔNG QUAN CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ RÁC THẢI TRÊN THẾ GIỚI VÀ 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 phù thuộc vào chế sách luật mơi trường nước + 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 [3] + 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% [3] 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 q 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% [2] + 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 [5] - 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 [6] - Đối với nước phát triển, điều kiện kinh tế cịn 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 vơ cơ, rác thải có khả tái chế chiếm tỷ lệ thấp từ 35 ÷ 60% [6] 1.1.3 Công nghệ xử lý rác thải Trên giới có nhiều phương pháp khác nghiên cứu áp dụng để xử lý rác thải như: Chôn lấp chất thải, thiêu đốt, xử lý hoá lý, xử lý sinh học, composting, SERAPHIN, plasma, tái chế, tái sử dụng chất thải Việc xử lý rác thải theo cách khác nhau, theo nước thời đại khác Hiện nay, Italia, nơi sáng tạo phương pháp ủ phân compost có ÷ 3% khối lượng rác xử lý theo phương pháp [7] Còn Anh, nơi sáng tạo phương pháp đốt rác lượng rác đốt giảm xuống 10% [7] Tại nước phát triển lượng rác đốt chiếm từ 10% Bắc Mỹ đến 70% Nhật Bản, Thụy Sĩ [7] a/ Chôn lấp chất thải Phương pháp chôn lấp rác thải coi phương pháp thông dụng nay, đặc biệt nước có diện tích tự nhiên rộng lớn nước phát triển So với nhiều phương pháp xử lý rác thải khác chơn lấp có chi phí đầu tư vận hành thấp hơn, cơng nghệ đơn giản áp dụng cho nhiều loại chất thải khác Bên cạnh đó, chơn lấp rác thải nhiều nhược điểm cần khắc phục đặc biệt khía cạnh mơi trường Việc áp dụng phương pháp xử lý chất thải rắn phụ thuộc nhiều vào điều kiện nước Tỷ lệ chôn lấp rác Nhật Bản Singapore thấp diện tích đất Nhật Bản Singapor ít, điều kiện kinh tế hai quốc gia cho phép áp dụng phương pháp xử lý khác cách hiệu Hoa Kỳ nước kinh tế phát triển tỷ lệ chôn lấp rác cao nước rộng lớn, nhiều đất đai Tuy nhiên từ sau thập kỷ 80, tỷ lệ chôn lấp nước giảm dần giá thành cho chi phí chơn lấp ngày tăng người ta nhận thức đất đai nhiều có hạn Xu hướng chung giới giảm thiểu lượng rác chôn lấp cách tăng cường tái chế Bảng 1.1: Các phương pháp xử lý rác thải Châu [8] Nước Chôn lấp/ bãi Thiêu đốt rác lộ thiên Chế biến phân Khác compost Việt Nam 96 - - Bănglađét 95 - - ấn Độ 70 - 20 10 Inđônêxia 80 10 Nhật Bản 22 74 0,1 3,9 Malayxia 70 10 15 Philipin 85 - 10 Xingapo 35 65 - - Sri Lanka 90 - - 10 Thái Lan 80 10 Hiện nay, chôn lấp rác cách làm thông dụng nhất, nước phát triển Hơn 60% chất thải Mỹ cộng đồng Châu Âu xử lý theo chơn lấp Một số nước có tỷ lệ chơn lấp thấp Nhật Bản 40%, Thụy Sĩ, Thụy Điển, Pháp, Bỉ, ý có tỷ lệ 50% [8] b/Phương pháp thiêu đốt rác thải Đốt rác phương pháp sử dụng rộng rãi nước phát triển Đức, Thụy Sĩ, Hà Lan, Đan Mạch, Nhật Bản Đó nước có diện tích đất tự nhiên nhỏ hẹp Hiện nay, nước Châu Âu có xu hướng giảm việc đốt rác thải hàng loạt vấn đề kinh tế môi trường cần phải xem xét Mặc dù phương pháp thiêu đốt có ưu điểm so với phương pháp xử lý rác thải khác xử lý triệt để rác thải, giảm từ 70% ÷ 90% thể tích chất thải sau xử lý, thời gian xử lý nhanh, gọn, tiết kiệm diện tích xây dựng cơng trình xử lý chi phí đầu tư xây dựng vận hành cao, phù hợp với nước có kinh tế, khoa học phát triển, có tiềm lực kinh tế, nước có diện tích tự nhiên nhỏ, khơng phù hợp cho phương pháp xử lý khác c/Phương pháp tái chế rác thải Hiện nay, trước phát triển khoa học kỹ thuật khan tài nguyên thiên nhiên mà công nghệ tái chế, tái sử dụng chất thải xem biện pháp tốt để giảm thiểu lượng phát sinh chất thải bảo vệ môi trường + Đối với rác thải vô công nghiệp, rác thải vô sinh hoạt tái chế lại làm nguyên liệu sử dụng sản xuất công nghiệp như: thuỷ tinh, kim loại, tái chế làm vật liệu làm vật dụng sử dụng sinh hoạt, xây dựng - Theo Viện nghiên cứu phát triển sản phẩm nông nghiệp Phillipine cho biết: Họ tiến hành tái chế rác thải nhựa để sử dụng làm thùng đựng, loại túi sách tay panel dùng làm vật liệu xây dựng [4] - ấn Độ tiến hành thử nghiệm công nghệ chế biến nhựa phế thải thành nhiên liệu Theo kg nhựa phế thải biến đổi thiết bị trộn nhiên liệu vòng 3,5 cho sản phẩm 800ml dầu [4] + Đối với rác thải hữu chế biến thành phân vi sinh sử dụng nông nghiệp công nghệ ủ Compost - Tại Thụy Điển, giới thiệu phương pháp xử lý rác thải sinh hoạt loại rác thải hữu thành phân compost Công nghệ tiến hành sau: Rác thải phân loại trọng lực từ tính để tách kim loại vật liệu rắn Rác thải hữu cơ, sau ÷ ngày vi sinh vật phân huỷ điều kiện đảm bảo yếu tố nhiệt độ, độ ẩm tốt Quá trình ủ rác thải hữu thời gian là3÷7 tuần khơng cần cung cấp hố chất thu sản phẩm phân compost có chất lượng tốt [9] ưu điểm: - Chất thải hữu phân loại làm giảm 50 ÷ 70 % khối lượng rác thải cần phải xử lý chôn lấp đốt - Khéo dài thời gian hoạt động bãi chôn lấp rác thải Hạn chế tác động ô nhiễm nước rác tới nước ngầm - Giảm chi phí cho quản lý xử lý môi trường… - Sản phẩm phân compost tạo thành nguồn nguyên liệu cung cấp dinh dưỡng cho nơng nghiệp, giảm lượng tiêu thụ phân bón hoá học, đem lại hiệu kinh tế cao cho người nông dân Nhược điểm: - Cần mặt lớn - Chỉ xử lý nguyên liệu hữu - Đòi hỏi phải phân loại rác cẩn thận để tránh ảnh hưởng tới khả hoạt động vi sinh vật tạp chất vô tới chất lượng sản phẩm 1.1.4 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 kín khơng thổi khí Phương pháp ủ kị khí tn theo quy trình: Rác thải tiếp nhận tiến hành phân loại, loại chất thải hữu đưa vào thiết bị ủ kín dạng lị ủ có phối hợp với chủng loại men vi sinh để khử mùi, thúc đẩy q trình lên men, sau đưa sấy khơ, nghiền đóng bao Sơ đồ cơng nghệ (hình 1.1) Đánh giá ưu nhược điểm: Ưu điểm: - Xử lý triệt để bảo vệ môi trường Thu hồi phân bón - Cung cấp nguyên liệu tái chế cho ngành cơng nghiệp - Khơng kinh phí xử lý nước rác 107 Hiện bãi rác chưa hoạt động nên việc xác định thành phần nước rác theo thực nghiệm chưa thể thực Do chưa có số liệu phân tích chất lượng nước rác cho bãi rác tính tốn nên ta tham khảo kết phân tích chất lượng nước rác số bãi rác sinh hoạt huyện Đồng Hỷ (Thái Nguyên) Trung tâm quan trắc môi trường - Sở Tài nguyên Môi trường tỉnh Thái Nguyên cung cấp (bảng 4.8) Các bãi rác có đặc trưng rác gần giống với đặc trưng rác thải xã Xuân Hồng, ta tham khảo số liệu để tính tốn lựa chọn cơng nghệ xử lý nước cho bãi rác Bảng 4.8: 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 4.8, tiêu ô nhiễm nước rác cần xử lý COD = 1.377-1.398 mg/l, NH4 = 144,35 - 176,9 mg/l d- Tiêu chuẩn nước rác sau xử lý Bảng 4.9: 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 108 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 4.9) Các thông số nồng độ chất ô nhiễm khác thành phần nước thải bãi chôn lấp chất thải rắn không qui định bảng 4.9, cần kiểm sốt áp dụng theo qui định tiêu chuẩn TCVN-5945-2005 e- Tính tốn kích thước cơng trình 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 • Kích thước bể điều hòa 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 công tác thi công 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 Trong đó: K: Hệ số phụ thuộc cấu tạo phận phân phối nước đầu bể lắng 109 U0: Vận tốc lắng hạt cặn tính tốn, theo tác giả Trịnh Xuân Lai, vận tốc lắng U0 vận tốc dịng chảy bể lắng có quan hệ với nhau, với vận tốc v = mm/s, ta chọn U0 = 1,05 mm/s v: Vận tốc dòng chảy (mm/s) H: Chiều sâu công 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 điều hòa 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 công, lấy tròn B = m - Chiều cao bể lắng: Htc = h1 + h2 + h3 + h4 Trong đó: h1: Chiều cao cơng tác bể lắng (m) h2: Chiều cao lớp trung hoà (m) 110 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 Q: Lưu lượng nước thải vào bãi lọc m3/ngày 111 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 KT = f(T): 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 W= Ac 3,33 = = 4,17 m , tính trịn W = m d 0,8 112 - 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 Thời gian lưu nước hồ ngày ⇒ Dung tích sử dụng hồ là: 16 x = 112 m3 113 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 114 Bảng 4.10: 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 dịng 4.3.4 Hình thức kết cấu hạng mục 4.3.4.1 Hình thức kết cấu bể điều hoà, 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 thơng số sau: + Chiều dài bể điều hồ: (m) 115 + 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 + 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 116 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 toàn 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 hồ 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 toàn mặt cắt ngang bố trí đầu khoang có tác dụng thu nước tồn mặt cắt cách điều hoà Vật liệu dùng cho khoang điều hồ cuội sỏi có đường kính 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 117 + 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 tơng M200# dày 12 cm, hai bên xây gạch vữa M50 Đáy ống rãnh đỡ lót lớp cát đen dày 5cm + 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 118 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 4.3.5.1 Chi phí đầu tư cho xây dựng Khoản mục chi phí TT Đơn vị Giá trị dự tốn (đồng) sau thuế A Chi phí xây dựng Bể tập trung nước rác 51,663,000 Bể lắng 24,685,000 Bãi lọc ngầm 12,942,000 Hồ sinh hoc 6,963,000 Nhà quản lý 31,863,000 Nhà kho 52,793,000 Ao chứa nước Lắp đặt hệ thống thu nước rác dọc bãi rác Hệ thống nước mặt 60,566,000 10 Giao thông nội 16,114,000 11 Tường rào bao quanh + Cổng vào 12 Nhà vệ sinh 13 Hố chôn rác hữu vô 733,647,000 3,356,000 112,354,000 101,246,000 2,801,000 256,301,000 119 B Chi phí khác 147,180,985 C Dự phịng phí (A+B)5% 44,041,399 Tổng giá trị cơng trình 924,869,384 120 4.3.5.2 Chi phí quản lý, vận hành: Bộ phận quản lý bãi chôn lấp khoảng người Chi phí lương cho cơng nhân dự kiến trung bình 2.000.000 đồng / tháng Tiền lương cho công nhân năm là: người x 2.000.000 đ/ người x 12 tháng = 96.000.000 đồng Tiền xăng dầu, văn phịng phẩm: tạm tính bằng15% lương 15% x 96.000.000 đồng = 14.400.000 đồng Tiền điện: 100 kw/ tháng x 12 tháng x 1.000 đồng / kw = 1.800.000 đồng Tiền hóa chất: 360 ngày x 20.000 đồng = 7.200.000 đồng Tiền bảo dưỡng, tu sửa thiết bị: Tạm tính 5.000.000 đồng Tổng chi phí vận hành = + + + + = 124.400.000 đồng (tạm tính) Chi phí xử lý cho rác là: [924.869.384 + (10 x 124.400.000)] đồng / [ 10 x 1932,9 ] = 65.000 đồng/tấn Chi phí xử lý tạm tính tính tốn chi phí ta chưa tính hết chi phí khác như: chi phí thu gom, chi phí vận chuyển, chi phí lãi ngân hàng, chi phí tái đầu tư sử dụng chơn lấp rác năm từ thứ 3-10 Tuy nhiên việc đầu tư xây dựng mang ý nghĩa tích cực mặt môi trường nên cần phải đầu tư 121 Kết luận Vấn đề rác thải sinh hoạt nơng thơn Việt Nam nói chung vùng nơng thơn đồng sơng Hồng nói riêng đặt vấn đề thời xúc 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 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 mơi trường nước, đất khơng khí Trước tình hình trên, luận văn “Nghiên cứu lựa chọn công nghệ phù hợp xử lý rác thải sinh hoạt nông thôn vùng đồng sơng Hồng” góp phần giải tình trạng ô nhiễm rác thải sinh hoạt nông thôn Luận văn 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 trạng, luận văn 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 Luận văn thiết kế thí điểm cơng nghệ phù hợp xử lý rác thải sinh hoạt cho xã Xuân Hồng, huyện Xuân Trường, tỉnh Nam Định Ngồi luận văn tiến hành tính toán kinh tế cho việc đầu tư vận hành công nghệ xử lý rác thải sinh hoạt cho xã Xuân Hồng Kết luận văn, ta áp dụng tính tốn thiết kế cho địa phương khác vùng đồng sơng Hồng, có điều kiện tương tự xã Xuân Hồng, huyện Xuân Trường, tỉnh Nam Định ... gom, xử lý rác thải sinh hoạt nông thôn vùng đồng sông Hồng xã Xuân Hồng - Lựa chọn công nghệ xử lý rác thải sinh hoạt nông thôn phù hợp với quy mô địa phương vùng đồng sông Hồng nguyên tắc: công. .. công nghệ, kỹ thuật xử lý rác thải sinh hoạt nông thôn vùng đồng sông Hồng, 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. .. vùng đồng sơng Hồng - Phân tích, lựa chọn cơng nghệ phù hợp để xử lý rác thải sinh hoạt nông thôn vùng đồng sông Hồng Đối tượng phạm vi nghiên cứu luận văn: + Đối tượng nghiên cứu: - Giải pháp công