. Đặt vấn đề Việt Nam ta được biết đến là một nước đang phát triển, vừa thoát khỏi nước có thu nhập thấp, bước vào nhóm các quốc gia có mức thu nhập trung bình. Do đi lên từ nền sản xuất nông nghiệp lạc hậu, chậm phát triển nên tốc độ đô thị hóa ở Việt Nam diễn ra chậm chạp. Chỉ từ khi đất nước đổi mới, quá trình đô thị hóa mới diễn ra nhanh hơn, dẫn tới không gian và dân số tại các đô thị tăng nhanh. Theo thống kê của Cục Hạ tầng kỹ thuật, tính đến tháng 12 năm 2016, cả nước đã có 795 đô thị, với tỷ lệ đô thị hóa đạt 35,2% và dự báo đến năm 2025, số lượng đô thị Việt Nam có thể lên đến 1000 đô thị (theo đánh giá của Ngân hàng Thế giới trong Báo cáo hiện trạng môi trường quốc gia 2016). Cùng với quá trình đô thị hóa, các ngành sản xuất kinh doanh, dịch vụ ở các đô thị cũng được mở rộng nhanh chóng, kéo theo một khối lượng chất thải rắn ngày càng lớn (bao gồm chất thải sinh hoạt, công nghiệp, bệnh viện,…). Ở nước ta, rác thải chủ yếu được xử lý bằng biện pháp chôn lấp, đòi hỏi diện tích đất rộng và các tiêu chuẩn kỹ thuật vệ sinh môi trường, đồng thời chi phí quản lý khá lớn, việc giải quyết các vấn đề mùi hôi thối, nước rỉ rác phát sinh cũng đang là bài toán khó trong công tác quản lý bãi chôn lấp hiện nay. Việc thải bỏ bừa bãi chất thải rắn không hợp vệ sinh ở các đô thị sẽ gây ra tình trạng ô nhiễm môi trường, phát sinh dịch bệnh, ảnh hưởng đến sức khỏe và đời sống con người. Đề tài “Thiết kế hệ thống xử lý chất thải rắn thành phân compost, công suất 100 tấn rác/ngày” được thực hiện với mong muốn giải quyết được phần nào vấn đề trên khi mà ủ phân compost được xem là một hướng đi có triển vọng, phù hợp với điều kiện thực tế của nước ta. Đặc biệt, trong thời điểm đất canh tác nông nghiệp đang đứng trước nguy cơ thoái hóa nghiêm trọng do nhà nông ngày càng lạm dụng việc sử dụng các loại phân bón hóa học thay vì phân bón hữu cơ. 2. Mục tiêu đề tài Dựa vào thành phần, tính chất của chất thải rắn đô thị và công suất xử lý của hệ thống để thiết kế, lựa chọn công nghệ ủ phù hợp, tính toán các thông số cần thiết để duy trì điều kiện của hệ thống ủ như: thời gian ủ, chất dinh dưỡng cần bổ sung,… đảm bảo hệ thống hoạt động có hiệu quả. SVTH: Nguyễn Giang Vạn Ngọc 1 GVHD: ThS. Trần Thị Vân Trinh Đồ án xử lý chất thải rắn – chất thải nguy hại Thiết kế hệ thống xử lý chất thải rắn thành phân compost, công suất 100 tấn rác/ngày 3. Nội dung thực hiện - Trình bày tổng quan về thành phần, tính chất của chất thải rắn đô thị. - Trình bày cơ chế, đặc điểm của các công nghệ ủ compost. - Đề xuất và tính toán thiết kế công nghệ ủ compost phù hợp với thành phần chất thải rắn đô thị. - Trình bày công tác quản lý và vận hành hệ thống ủ. - Trình bày hệ thống trên các bản vẽ. 4. Đối tượng và phạm vi áp dụng - Đối tượng nghiên cứu: ủ compost chất thải rắn đô thị. - Phạm vi nghiên cứu: thiết kế hệ thống xử lý chất thải rắn thành phân compost, công suất 100 tấn rác/ngày
Đồ án xử lý chất thải rắn – chất thải nguy hại Thiết kế hệ thống xử lý chất thải rắn thành phân compost, công suất 100 rác/ngày BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG KHOA MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUN VÀ MƠI TRƯỜNG Bộ mơn Kỹ thuật Mơi trường THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN – CHẤT THẢI NGUY HẠI Họ tên sinh viên: NGUYỄN GIANG VẠN NGỌC MSSV: 0450020192 Ngành: Kỹ thuật môi trường Lớp: 04-ĐHKTMT02 Họ tên giảng viên hướng dẫn: Th.S TRẦN THỊ VÂN TRINH Ngày giao đồ án: 15/01/2019 Ngày hoàn thành đồ án: 15/04/2019 Đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý chất thải rắn thành phân compost, công suất 100 rác/ngày Nội dung phần thuyết minh tính tốn: - Tổng quan nguồn gốc, thành phần tính chất CTR thị - Tổng quan phương pháp ủ compost CTR - Tính tốn cơng trình đơn vị, lựa chọn thiết bị phù hợp phương án vận hành - Trình bày hệ thống vẽ kỹ thuật Các vẽ kỹ thuật: - Bản vẽ mặt cắt công nghệ phương án chọn: 01 khổ A3 A2 - Bản vẽ mặt bố trí cơng trình: 01 khổ A3 A2 TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2019 GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ThS Trần Thị Vân Trinh SVTH: Nguyễn Giang Vạn Ngọc GVHD: ThS Trần Thị Vân Trinh Đồ án xử lý chất thải rắn – chất thải nguy hại Thiết kế hệ thống xử lý chất thải rắn thành phân compost, công suất 100 rác/ngày NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2019 GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN SVTH: Nguyễn Giang Vạn Ngọc GVHD: ThS Trần Thị Vân Trinh Đồ án xử lý chất thải rắn – chất thải nguy hại Thiết kế hệ thống xử lý chất thải rắn thành phân compost, công suất 100 rác/ngày NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2019 GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN SVTH: Nguyễn Giang Vạn Ngọc GVHD: ThS Trần Thị Vân Trinh Đồ án xử lý chất thải rắn – chất thải nguy hại Thiết kế hệ thống xử lý chất thải rắn thành phân compost, công suất 100 rác/ngày LỜI CẢM ƠN Đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban Giám hiệu toàn thể giảng viên Khoa Môi trường Trường Đại học Tài nguyên Mơi trường Thành phố Hồ Chí Minh tạo điều kiện cho em thực đồ án môn Xử lý chất thải rắn – chất thải nguy hại Nhờ mà em củng cố thêm kiến thức chuyên ngành rút nhiều kinh nghiệm quý báu cho thân để giúp ích cho công việc sau Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn Cô Trần Thị Vân Trinh, người hướng dẫn em thực đồ án Cô tận tình bảo dìu dắt em suốt thời gian vừa qua để hồn thành tốt đồ án Xin cảm ơn bố mẹ bạn bè động viên, giúp đỡ em lúc khó khăn để em hồn thành tốt nhiệm vụ giao Mặc dù cố gắng trình thực đồ án, song chắn em khơng tránh khỏi thiếu sót Kính mong nhận cảm thơng sâu sắc góp ý chân thành từ phía thầy để đồ án hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! SVTH: Nguyễn Giang Vạn Ngọc GVHD: ThS Trần Thị Vân Trinh Đồ án xử lý chất thải rắn – chất thải nguy hại Thiết kế hệ thống xử lý chất thải rắn thành phân compost, công suất 100 rác/ngày MỤC LỤC SVTH: Nguyễn Giang Vạn Ngọc GVHD: ThS Trần Thị Vân Trinh Đồ án xử lý chất thải rắn – chất thải nguy hại Thiết kế hệ thống xử lý chất thải rắn thành phân compost, cơng suất 100 rác/ngày DANH MỤC HÌNH SVTH: Nguyễn Giang Vạn Ngọc GVHD: ThS Trần Thị Vân Trinh Đồ án xử lý chất thải rắn – chất thải nguy hại Thiết kế hệ thống xử lý chất thải rắn thành phân compost, công suất 100 rác/ngày DANH MỤC BẢNG SVTH: Nguyễn Giang Vạn Ngọc GVHD: ThS Trần Thị Vân Trinh Đồ án xử lý chất thải rắn – chất thải nguy hại Thiết kế hệ thống xử lý chất thải rắn thành phân compost, công suất 100 rác/ngày DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT CTRĐT: Chất thải rắn đô thị CTR: Chất thải rắn SVTH: Nguyễn Giang Vạn Ngọc GVHD: ThS Trần Thị Vân Trinh Đồ án xử lý chất thải rắn – chất thải nguy hại Thiết kế hệ thống xử lý chất thải rắn thành phân compost, công suất 100 rác/ngày PHẦN MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Việt Nam ta biết đến nước phát triển, vừa thoát khỏi nước có thu nhập thấp, bước vào nhóm quốc gia có mức thu nhập trung bình Do lên từ sản xuất nông nghiệp lạc hậu, chậm phát triển nên tốc độ thị hóa Việt Nam diễn chậm chạp Chỉ từ đất nước đổi mới, q trình thị hóa diễn nhanh hơn, dẫn tới không gian dân số đô thị tăng nhanh Theo thống kê Cục Hạ tầng kỹ thuật, tính đến tháng 12 năm 2016, nước có 795 thị, với tỷ lệ thị hóa đạt 35,2% dự báo đến năm 2025, số lượng thị Việt Nam lên đến 1000 đô thị (theo đánh giá Ngân hàng Thế giới Báo cáo trạng môi trường quốc gia 2016) Cùng với q trình thị hóa, ngành sản xuất kinh doanh, dịch vụ đô thị mở rộng nhanh chóng, kéo theo khối lượng chất thải rắn ngày lớn (bao gồm chất thải sinh hoạt, công nghiệp, bệnh viện,…) Ở nước ta, rác thải chủ yếu xử lý biện pháp chơn lấp, địi hỏi diện tích đất rộng tiêu chuẩn kỹ thuật vệ sinh môi trường, đồng thời chi phí quản lý lớn, việc giải vấn đề mùi hôi thối, nước rỉ rác phát sinh tốn khó cơng tác quản lý bãi chôn lấp Việc thải bỏ bừa bãi chất thải rắn không hợp vệ sinh thị gây tình trạng nhiễm môi trường, phát sinh dịch bệnh, ảnh hưởng đến sức khỏe đời sống người Đề tài “Thiết kế hệ thống xử lý chất thải rắn thành phân compost, công suất 100 rác/ngày” thực với mong muốn giải phần vấn đề mà ủ phân compost xem hướng có triển vọng, phù hợp với điều kiện thực tế nước ta Đặc biệt, thời điểm đất canh tác nơng nghiệp đứng trước nguy thối hóa nghiêm trọng nhà nông ngày lạm dụng việc sử dụng loại phân bón hóa học thay phân bón hữu Mục tiêu đề tài Dựa vào thành phần, tính chất chất thải rắn thị công suất xử lý hệ thống để thiết kế, lựa chọn cơng nghệ ủ phù hợp, tính tốn thơng số cần thiết để trì điều kiện hệ thống ủ như: thời gian ủ, chất dinh dưỡng cần bổ sung,… đảm bảo hệ thống hoạt động có hiệu SVTH: Nguyễn Giang Vạn Ngọc GVHD: ThS Trần Thị Vân Trinh Đồ án xử lý chất thải rắn – chất thải nguy hại Thiết kế hệ thống xử lý chất thải rắn thành phân compost, công suất 100 rác/ngày Nội dung thực - Trình bày tổng quan thành phần, tính chất chất thải rắn thị - Trình bày chế, đặc điểm công nghệ ủ compost - Đề xuất tính tốn thiết kế cơng nghệ ủ compost phù hợp với thành phần chất thải rắn đô thị - Trình bày cơng tác quản lý vận hành hệ thống ủ - Trình bày hệ thống vẽ Đối tượng phạm vi áp dụng - Đối tượng nghiên cứu: ủ compost chất thải rắn đô thị - Phạm vi nghiên cứu: thiết kế hệ thống xử lý chất thải rắn thành phân compost, công suất 100 rác/ngày SVTH: Nguyễn Giang Vạn Ngọc GVHD: ThS Trần Thị Vân Trinh Đồ án xử lý chất thải rắn – chất thải nguy hại Thiết kế hệ thống xử lý chất thải rắn thành phân compost, công suất 100 rác/ngày - Giảm nhiều công việc thủ dưỡng tương đối cao công cho công nhân môi - Yêu cầu công nhân vận trường độc hại hành phải đào tạo kỹ - Rác trước đem ủ sàng thuật cẩn thận phân loại, băm với kích thước vừa phải, đảo trộn nên phân hủy tốt đồng - Phân hữu có chất lượng cao loại hầu hết tạp chất - Khối lượng phế thải mang chơn lấp Dựa ưu nhược điểm phương án trình bày, ưu tiên lựa chọn phương án để xử lý chất thải rắn thành phân compost phương án bật với ưu điểm hệ thống xử lý theo “chu trình kín” (nước rỉ rác nhiệt từ khí thải tuần hồn tận dụng lại), hạn chế ảnh hưởng đến môi trường xung quanh kiểm sốt điều kiện vận hành tối ưu (nhiệt độ, độ ẩm,…), không phụ thuộc vào điều kiện thời tiết Giả thiết nhà đầu tư đảm bảo đủ chi phí để xây dựng hệ thống SVTH: Nguyễn Giang Vạn Ngọc GVHD: ThS Trần Thị Vân Trinh 21 Đồ án xử lý chất thải rắn – chất thải nguy hại Thiết kế hệ thống xử lý chất thải rắn thành phân compost, công suất 100 rác/ngày CHƯƠNG TÍNH TỐN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG Ủ COMPOST 3.1 PHÂN LOẠI CHẤT THẢI RẮN Tổng khối lượng rác thu gom 100 rác/ngày Trong đó: - Khối lượng chất thải hữu cơ: 20 chất thải thực phẩm + 14 cỏ rác vườn = 34 - Khối lượng chất thải tái chế, tái sử dụng: 30 giấy + cotton + vải vụn + vỏ đồ hộp + kim loại = 49 - Khối lượng chất thải khơng tái chế, tái sử dụng (cịn lại): 100 – 34 – 49 = 17 3.2 TÍNH TOÁN NGUYÊN LIỆU VÀ VẬT LIỆU PHỐI TRỘN Giả sử: Tính chất chất thải hữu để ủ compost có: - Tỷ lệ C/N = 20:1 - Hàm lượng tro = 5% (tham khảo Mục 2.6.2.1/50/[3]), thường 5÷12%) - Độ ẩm = 65% Chọn vật liệu phối trộn vỏ trấu có: - Tỷ lệ C/N = 48:1 (Bảng 7.11/275/[3]) - Hàm lượng N tính theo khối lượng khô: 1,05 (Bảng 7.11/275/[3]) - Độ ẩm: giả sử 8% Yêu cầu hệ thống: - Công suất: 35 tấn/ngày = 35000 kg/ngày - Tỷ lệ C/N cần đạt: thường khoảng (25÷50):1 (Bảng 7.12/279/[3]), chọn 30:1 - Độ ẩm compost đạt: 25% 3.2.1 Tỷ lệ thành phần chất thải vỏ trấu a) Đối với kg vỏ trấu: - Nước: kg 0,08 = 0,08 kg - Chất khô: kg 0,92 = 0,92 kg - Nl = 0,92 kg 0,0105 = 0,01 kg - Cl = 0,01 48 = 0,48 kg SVTH: Nguyễn Giang Vạn Ngọc GVHD: ThS Trần Thị Vân Trinh 22 Đồ án xử lý chất thải rắn – chất thải nguy hại Thiết kế hệ thống xử lý chất thải rắn thành phân compost, công suất 100 rác/ngày b) Đối với kg chất thải: Hàm lượng Carbon (C) có chất thải: C% = 100−%tro 100−5 = 1,8 1,8 = 52,8% (CT 7.17/276/[3]) - Nước: kg 0,65 = 0,65 kg - Chất khô: kg 0,35 = 0,35 kg - Cct = 0,35 0,528 = 0,18 kg - Nct = 0,18/20 = 0,009 kg 3.2.2 Tỷ lệ chất thải vỏ trấu để thu hỗn hợp có C/N = 30 Theo điều kiện trên, viết phương trình tính tỷ lệ C/N: C tr × X tr +C ct × X ct C =30= N N tr × X tr + N ct × X ct Với: Xtr khối lượng vỏ trấu; Xct khối lượng chất thải Cho Xct = kg chất thải, giải phương trình ta có: Xtr = 30 N ct −C ct 30 × 0,009−0,18 = C tr −30 N tr 0,48−30 ×0,01 = 0,5 kg vỏ trấu Như vậy, tỷ lệ phối trộn là: kg chất thải : 0,5 kg vỏ trấu Với 34000 kg chất thải khối lượng khô 34000 (1 - 0,65) = 11900 kg Khối lượng vỏ trấu cần thiết: 11900 0,5 = 5950 kg vỏ trấu = 5,95 vỏ trấu Độ ẩm hỗn hợp (1 kg chất thải/0,5 kg vỏ trấu): ×0,65+ 0,5× 0,08 1+ 0,5 = 46% 3.3 TÍNH TỐN CƠNG TRÌNH 3.3.1 Trạm cân điện tử Nhiệm vụ trạm cân xác định xác khối lượng chất thải đưa vào khu xử lý ngày Trạm cân trang bị thiết bị theo dõi, phương tiện thông tin liên lạc máy phát điện Trạm cân hoạt động với cầu cân sử dụng hệ thống vi tính lập trình sẵn, qua theo dõi lưu lượng xe tải quản lý lượng chất thải rắn vào hệ thống xử lý Trạm đặt ngồi, gần cổng cho xe vào nhà máy để kiểm tra khối lượng rác vận chuyển vào Mặt cân điện tử phải đủ chỗ cho xe rác lớn đứng SVTH: Nguyễn Giang Vạn Ngọc GVHD: ThS Trần Thị Vân Trinh 23 Đồ án xử lý chất thải rắn – chất thải nguy hại Thiết kế hệ thống xử lý chất thải rắn thành phân compost, công suất 100 rác/ngày Diện tích mặt bằng: L B = 12m 10m Mỗi ngày có 10 chuyến xe đi, lắp đặt cầu cân Khối lượng chuyến xe khoảng 24 tấn, chọn trạm cân điện tử kiểu hãng Mettler – Toledo (phân phối Công ty Cân Việt Mỹ) với trọng lượng cân tối đa 30 tấn, kích thước 3m 12m Bàn cân thiết kế đặc biệt để phù hợp với tình trạng cân xe ô tô chở tải Việt Nam (tải trọng cục lớn nhiều lần so với tải trọng cho phép xe) theo công nghệ Mettler - Toledo UTE, đảm bảo độ bền chắc, chịu lực tốt tải trọng lớn Toàn bàn cân sơn lớp sơn chống gỉ, chống oxi hố sơn phủ sơn màu đảm bảo tính thẩm mỹ khả chống ăn mòn cho cân, đảm bảo sử dụng tốt môi trường công nghiệp - Có hệ thống giảm dao động gồm 04 giảm dao động ngang 04 giảm dao động dọc 04 góc bàn cân - Vật liệu: Thép CT3 nhập - Quá tải an toàn max: 150% tải max - Quá tải hư hỏng max: 200% tải max 3.3.2 Nhà tập kết rác Rác tập kết nhà tập kết có mái che, với chiều cao đống rác khơng q 2m, nên diện tích tối thiểu nhà tập kết rác phải dựa vào thể tích rác đưa vào ngày đêm Thời gian lưu trữ rác ngày Thể tích nhà tập kết rác: W= R D = 100000 300 = 333,3 m3 334 m3 Trong đó: R khối lượng rác đưa vào ngày, R = 100000 kg D khối lượng riêng rác, khoảng 180÷400 kg/m3 (Mục 2.6.1/45/ [3]) Chọn: D = 300 kg/m3 Với chiều cao đống rác chọn h = m Diện tích nhà tập kết rác: F= W 334 = h = 167 m2 Kích thước nhà tập kết rác thiết kế: L × B = 14m × 12m 3.3.3 Nhà phân loại a) Sàng tiếp nhận phân loại sơ bộ: Dùng để sơ loại rác thải vô có kích thước lớn SVTH: Nguyễn Giang Vạn Ngọc GVHD: ThS Trần Thị Vân Trinh 24 Đồ án xử lý chất thải rắn – chất thải nguy hại Thiết kế hệ thống xử lý chất thải rắn thành phân compost, công suất 100 rác/ngày Chiều dày lớp rác đổ sàng phân loại: 0,4 m Thời gian làm việc 8h/ngày Mỗi sơ loại khoảng 40 m3 rác Diện tích sàng phân loại sơ bộ: Ssàng = 40 0,4 = 100 m2 Lượng rác có kích thước lớn bị loại bỏ khoảng: 10% 40 = m3 Chiều cao lớp rác bị loại bỏ: 0,5 m Diện tích hầm chứa rác bị loại bỏ: Shầm = 0,5 = m2 Tổng diện tích khu sơ loại: St = 100 + = 108 m2 Lượng rác lại sau sơ loại khoảng (5%): 95 rác b) Khu vực xé bao: Cắt/xé nhỏ rác để tạo điều kiện thuận lợi cho công đoạn phân loại, xử lý Mỗi tiếp nhận: 95tấn rác 8h 12 rác Chọn máy cắt xé bao rác thải HITECH-1CR1600 Công ty CP Phát triển Công nghệ HITECH Việt Nam với công suất 15 tấn/giờ, hoạt động liên tục Máy dùng công nghệ thủy lực ưu việt, với giải nhiệt làm mát, máy chạy liên tục, hỏng hóc, bền bỉ dễ dàng thay thế, sửa chữa Thông số kỹ thuật sau: - Động thủy lực: 40-70 HP, pha, 50 Hz, 380V - Kích thước buồng cắt rác: 1600-2500 mm - Khối lượng máy: 5000-5500 kg - Dao cắt thép hợp kim chịu mài mòn, va đập, 60 HRC Trong giai đoạn này, rác thải phun chế phẩm sinh học EM để khử mùi hạn chế loại côn trùng Chế phẩm sử dụng EM PRO-1 phân phối Công ty Công nghệ SACOTEC, với liều lượng: lít pha lỗng/tấn rác (theo hướng dẫn sử dụng) Kích thước khu vực xé bao khoảng: 10m 10m c) Khu vực phân loại: SVTH: Nguyễn Giang Vạn Ngọc GVHD: ThS Trần Thị Vân Trinh 25 Đồ án xử lý chất thải rắn – chất thải nguy hại Thiết kế hệ thống xử lý chất thải rắn thành phân compost, công suất 100 rác/ngày Rác sau xé bao chuyển đến khu vực phân loại hệ thống băng chuyền vận chuyển, phân loại Chọn vật liệu băng chuyền cao su RTL2500, ứng suất bền 25000 (N/cm2) (Bảng 5.2/215/[6]), băng tải có dạng phẳng Băng tải cấu tạo gồm có băng (nối kín) đặt tang dần động tang căng băng Để đỡ băng khỏi bị chùng theo chiều dài, thiết kế lăn dỡ dọc theo chiều dài băng Tấm băng vừa phận kéo, vừa phận vận chuyển vật liệu Để đảm bảo hiệu phân loại, chọn vận tốc chuyển động băng, v = 0,1 m/s * Băng chuyền phân loại: Năng suất băng chuyền phân loại: Q = 3600 F v = 3600 0,2 0,3 0,1 = 21,6 tấn/h (CT 5.6/221/[6]) Trong đó: F diện tích tiết diện ngang lớp vật liệu băng băng chuyển động F = B h = 0,2 = 0,2 m2 (CT 5.7/221/[6]) Với: B chiều rộng băng chuyền, chọn B = m h chiều cao lớp vật liệu băng chuyền, chọn h = 0,2 m khối lượng riêng vật liệu, = 300 kg/m3 = 0,3 tấn/m3 v vận tốc chuyển động băng, v = 0,1 m/s Khối lượng rác vào băng chuyền: 95 tấn/ngày = 11,9 tấn/h (< 21,6 tấn/h, đảm bảo) Thiết kế dãy băng chuyền phân loại Năng xuất phân loại công nhân khu vực băng chuyền phân loại chọn 50 kg/h Thời gian làm việc 8h/ngày Khối lượng rác bị loại bỏ băng chuyền phân loại: MRL = (100 ×17 −100 ×5 ) = 1,5 tấn/h = 1500 kg/h Số người làm việc khu vực băng chuyền phân loại: N= M RL 1500 = 50 50 = 30 người Chọn khoảng cách làm việc công nhân 1m Khoảng cách không làm việc đầu băng chuyền 1m Chiều dài băng chuyền: L = ( 302 −1) ×1+2 SVTH: Nguyễn Giang Vạn Ngọc GVHD: ThS Trần Thị Vân Trinh = 16 m 26 Đồ án xử lý chất thải rắn – chất thải nguy hại Thiết kế hệ thống xử lý chất thải rắn thành phân compost, công suất 100 rác/ngày * Tuyển từ: Sau phân loại thủ công băng tải phân loại, rác thải tách riêng cấu tử có từ tính yếu (các oxit, hydroxit/cacbonat sắt, mangan,…) mạnh (FeO.Fe2O3, Fe2O3, Fex-1Sx,…) máy tuyển từ băng tải lắp đặt băng tải phân loại Đặc điểm kỹ thuật: sử dụng nam châm vĩnh cửu, nhiệt độ hoạt động (-20 ÷ 60)oC Các đặc điểm bật máy tuyển từ băng tải: - Dễ dàng lắp đặt, sửa chữa - Phân loại vật liệu nhanh, hiệu - Hoạt động bền bỉ chạy 24/7 - Không cần làm vệ sinh bề mặt tiếp giáp nguyên lý hoạt động máy thực tự động Tổng lượng rác loại bỏ mang tái chế khoảng: 49 tấn/ngày = 6,125 tấn/h Lượng rác hữu thu khoảng: 34 tấn/ngày = 4,125 tấn/h * Nghiền rác: Kích cỡ nguyên liệu định phần hiệu ủ phân compost, nguyên liệu nhỏ diện tích bề mặt để vi sinh vật tiếp xúc lớn, trình ủ phân compost hiệu Rác sau phân loại tuyển từ đưa vào máy nghiền trước đưa vào khu vực đảo trộn Bố trí máy nghiền rác LD22 phân phối Cơng ty Cơ khí Lê Đan Thông số kỹ thuật máy sau: - Công suấ động cơ: 22,5 Kw - Chiều rộng hàm nghiền: 500 mm - Kích thước sau nghiền: 10 mm - Đường kính đĩa dao: 465 mm - Tốc độ quay trục: 24 – 26 vòng/ph - Năng suất: 1500 – 2500 kg/h 3.3.4 Kho lưu trữ vật liệu phối trộn Chứa vật liệu phối trộn (trấu) nhằm đáp ứng yêu cầu phối trộn cần thiết, có sẵn tùy theo tình hình giai đoạn mà kho tiếp nhận loại vật liệu phối trộn khác SVTH: Nguyễn Giang Vạn Ngọc GVHD: ThS Trần Thị Vân Trinh 27 Đồ án xử lý chất thải rắn – chất thải nguy hại Thiết kế hệ thống xử lý chất thải rắn thành phân compost, cơng suất 100 rác/ngày Theo tính tốn trên, hệ thống cần 5950 kg vỏ trấu/ngày, để dự trữ đảm bảo tính an tồn, thiết kế kho lưu trữ với công suất: 5950 = 11900 kg/ngày Trấu mua để sử dụng 30 ngày SVTH: Nguyễn Giang Vạn Ngọc GVHD: ThS Trần Thị Vân Trinh 28 Đồ án xử lý chất thải rắn – chất thải nguy hại Thiết kế hệ thống xử lý chất thải rắn thành phân compost, công suất 100 rác/ngày Thể tích kho lưu trữ: Vkho = 30 × m 30 ×11900 = = 3246 m3 d 110 Trong đó: d khối lượng riêng vỏ trấu, khoảng 70÷110 kg/m Chọn d = 110 kg/m3 Chiều cao kho chứa chọn H = m Diện tích kho chứa: Skho = 3246 = 811,5 m2 Kích thước kho chứa thiết kế: LB = 29m 28m 3.3.5 Khu vực đảo trộn Thể tích rác hữu vào khu vực đảo trộn: W= R 34 = D 0,3 = 113 m3 Trong đó: R khối lượng rác hữu cơ, R = 34 tấn/ngày D khối lượng riêng rác, D = 300 kg/m3 = 0,3 tấn/m3 Độ ẩm hỗn hợp 46% nên cần bổ sung thêm nước để đảm bảo yêu cầu độ ẩm ủ phân compost: 50÷60% (Mục 7.5.2.2/219/[3]) Chọn độ ẩm cần đạt được: 55% Lượng nước cần bổ sung: Vn = 113 (0,55 – 0,46) = 10,17 m3 11000L Dự kiến ngày đảo trộn lần máy Sử dụng máy đảo trộn AIX-LD2300 (Trung Quốc) có suất 500-700 m3/h, với thông số kỹ thuật sau: - Kích thước (mm): 350025002800 - Trọng lượng (kg): 1800 - Chiều rộng làm việc (mm): 2300 - Chiều cao quay (mm): 600-1000 - Công suất (HP): 75 - Tốc độ làm việc (m/phút): 6-10 Chiều cao lớp rác đảo trộn: H = m Diện tích khu vực đảo trộn: F= W 113 = H = 113 m2 Trong đó: W thể tích rác, W = 113 m3 SVTH: Nguyễn Giang Vạn Ngọc GVHD: ThS Trần Thị Vân Trinh 29 Đồ án xử lý chất thải rắn – chất thải nguy hại Thiết kế hệ thống xử lý chất thải rắn thành phân compost, công suất 100 rác/ngày H chiều cao lớp rác, H = m Kích thước khu vực đảo trộn thiết kế: LB = 12m 10m 3.3.6 Nhà ủ sơ Thời gian ủ sơ (ủ lên men) chia làm bốn giai đoạn 21 ngày: - Giai đoạn 1: giai đoạn tập trung vi sinh vật ưa ấm (4,5 ngày) - Giai đoạn 2: giai đoạn tập trung vi sinh vật ưa nhiệt (6,5 ngày) - Giai đoạn 3: giai đoạn phân giải xenluloza (8 ngày) - Giai đoạn 4: giai đoạn triệt tiêu vi sinh vật (2 ngày) a) Kích thước: Lượng hỗn hợp hữu đem ủ theo công suất nhà máy: 34 + 5,95 = 39,95 tấn/ngày Thể tích hỗn hợp cần ủ ngày: Vủ = M 39950 = D 300 = 133,2 m3/ngày Trong đó: Mo khối lượng hỗn hợp đưa vào bể ủ, Mo = 39,95 = 39950 kg D khối lượng riêng hỗn hợp, D = 300 kg/m3 Chọn n = hầm ủ, thể tích hầm ủ: 133, 2 = 66,6 m3 Thiết kế chiều cao lớp phân ủ: hp = m Chiều cao bảo vệ: hbv = 0,5 m Diện tích mặt hầm ủ: S = 66,6 (2+0,5) = 27 m2 Kích thước hầm ủ: L × B = 9m × 3m Chiều dày thành hầm ủ: 0,2 m Thời gian ủ 21 ngày nên cần: 21 × = 42 hầm ủ Thiết kế dãy hầm ủ, dãy nằm cách m Trong dãy gồm hầm ủ đặt cách m cách tường m Ở hai dãy lớn bố trí thiết bị cấp khí cho hầm ủ Chiều dài nhà ủ: 6×9 + 60,22 + 5×1 + 2×1 = 63,4 m Chiều rộng nhà ủ: 7×3 + 70,22 + 6×2 + 2×1 = 29,8 m Vậy: Kích thước nhà ủ sơ bộ: L × B = 64m × 30m Tại hầm ủ có bổ sung chế phẩm Emuniv để tăng hiệu ủ SVTH: Nguyễn Giang Vạn Ngọc GVHD: ThS Trần Thị Vân Trinh 30 Đồ án xử lý chất thải rắn – chất thải nguy hại Thiết kế hệ thống xử lý chất thải rắn thành phân compost, công suất 100 rác/ngày Lượng chế phẩm cần thiết cho rác 100 g Vậy: 39,95 rác cần kg chế phẩm Sàn hầm ủ lên men có rãnh ngầm để nước rác, đồng thời có rãnh có khe hở để cấp khí cho hầm Tại hai đầu hầm ủ, có bố trí hệ thống quạt gió để thổi khơng khí vào ngăn ủ, ngăn ủ có cửa dễ tháo lắp vận chuyển phân compost ủ sang nhà ủ chín b) Hệ thống phân phối khí vào hầm ủ: * Xác định công thức phân tử hỗn hợp: Bảng 3.1 Thành phần, độ ẩm, khối lượng khô thành phần % nguyên tố hỗn hợp Thành phần Thực phẩm Rác vườn Tổng Tỷ lệ (%) 20 14 34 Độ ẩm (%) KL khô (kg) %C %H %O %N 70 60 6000 5600 11600 48,0 47,8 6,4 6,0 37,6 38,0 2,6 3,4 Bảng 3.2 Khối lượng (khô) nguyên tố có thành phần hỗn hợp Thành phần KL khô (kg) Thực phẩm Rác vườn Tổng 6000 5600 11600 C 2880 2676,8 5556,8 Khối lượng (kg) H O 384 2256 336 2128 720 4384 N 156 190,4 346,4 Công thức phân tử hỗn hợp: x:y:z:t= mC m H mO mN : : : 12 16 14 x:y:z:t= 5556,8 720 4384 346,4 : : : 12 16 14 x : y : z : t = 463,1 : 720 : 274 : 24,7 = 19 : 29 : 11 : Vậy: Công thức phân tử hỗn hợp (khô): C19H29O11N Bố trí hệ thống phân phối khí với lưu lượng thổi khí: 0,006 m3/h.kg Hệ số chu kì ủ năm: K= 365 21 = 17,38 lần, lấy K = 17 lần Lượng khơng khí cần thiết cho hầm: SVTH: Nguyễn Giang Vạn Ngọc GVHD: ThS Trần Thị Vân Trinh 31 Đồ án xử lý chất thải rắn – chất thải nguy hại Thiết kế hệ thống xử lý chất thải rắn thành phân compost, công suất 100 rác/ngày 0,006 ×Gb 0,006× 39950 = 3,6 × N × K 3,6 × 42× 17 Qkk = = 0,093 m3/s Trong đó: Gb tổng lượng chất thải hữu vào hầm ủ N số hầm ủ, N = 42 hầm Mỗi hầm thiết kế hàng ống dẫn khí Lượng khí dẫn qua hàng: Qh = 0,093 = 0,016 m3/s Đường kính ống phân phối khí chính: √ D= √ 4Q × 0,093 = v×π 10 ×3,14 = 0,109 m Trong đó: v vận tốc trì ống, v = 10 ÷ 20 m/s, chọn v = 10 m/s Sử dụng ống thép mạ kẽm Hòa Phát Ø102 Kiểm tra lại vận tốc thực ống chính: 4Q × 0,093 = π D 3,14 × 0,1022 v= = 11,4 m/s (đạt yêu cầu) Đường kính ống phân phối khí nhánh: Dn = √ √ 4Q × 0, 016 = v×π 10 ×3,14 = 0,045 m Trong đó: v vận tốc trì ống, v = 10 ÷ 20 m/s, chọn v = 10 m/s Sử dụng ống thép mạ kẽm Hòa Phát Ø42 Kiểm tra lại vận tốc thực ống nhánh: v= 4Q ×0,0 16 = π D 3,14 × 0, 0422 = 11,5 m/s (đạt yêu cầu) Qua giai đoạn, điều chỉnh lượng khí cấp vào hầm ủ theo đường đặc tính quạt cấp theo cơng thức: N = P × Q (Mục 7.4.3.1/156/[5]) Trong đó: P áp suất Q lưu lượng SVTH: Nguyễn Giang Vạn Ngọc GVHD: ThS Trần Thị Vân Trinh 32 Đồ án xử lý chất thải rắn – chất thải nguy hại Thiết kế hệ thống xử lý chất thải rắn thành phân compost, công suất 100 rác/ngày Giai đoạn 1: khí cấp vào 100% van điều tiết Giai đoạn 2: khí cấp vào 85% vân điều tiết Giai đoạn 3: khí cấp vào 70% van điều tiết Giai đoạn 4: khí cấp vào 55% van điều tiết 3.3.7 Nhà ủ chín Phân ủ hữu sau ủ 21 ngày nhà ủ lên men vận chuyển sang nhà ủ chín để ủ thời gian 28 ngày Nhà ủ chín cần có mái che, khơng cần xây tường lửng để thống khí máy xúc lật hoạt động cách dễ dàng Nhà ủ chín phải có diện tích đủ để chứa phân hữu từ nhà ủ lên men sang vịng tháng Diện tích nhà ủ chín phụ thuộc vào số luống ủ cần thiết để ủ hết toàn lượng mùn sau nhà ủ lên men Giả sử: Độ giảm thể tích rác sau ủ phương pháp hiếu khí 35% Thể tích rác sau ủ lên men: V = (100% - 35%)Vủ = 65% × 133,2 = 86,6 m3 86,6 Chọn n = luống ủ thể tích luống ủ: = 43,3 m3 Thiết kế chiều cao lớp phân ủ: hp = m Chiều cao bảo vệ: hbv = 0,5 m Diện tích mặt hầm ủ: S = 43,3 (2+0,5) = 17,3 m2 Kích thước luống ủ: L × B H = 6m 3m Khoảng cách xung quanh luống ủ: m Khoảng cách từ cột nhà vào luống luống cuối cùng: 1,5 m Chiều dày cột trụ: 0,15 m Thời gian ủ 28 ngày nên cần: 28 = 28 luống ủ Chọn dãy ủ, dãy có luống ủ Chiều dài nhà ủ chín: 46 + 31 + 21,5 = 30 m Chiều rộng nhà ủ chín: 73 + 61 + 21.5 = 30 m Vậy: Kích thước nhà ủ chín: L × B = 30m × 30m SVTH: Nguyễn Giang Vạn Ngọc GVHD: ThS Trần Thị Vân Trinh 33 Đồ án xử lý chất thải rắn – chất thải nguy hại Thiết kế hệ thống xử lý chất thải rắn thành phân compost, công suất 100 rác/ngày 3.3.8 Nhà tinh chế * Sàng phân loại: Sàng phân loại nhằm đảm bảo tách compost phần vô cịn sót lại, phần vơ mang ủ lại chôn lấp Chọn máy sàng 3YK1225 với thơng số kỹ thuật sau: - Diện tích sàng: m2 - Số lớp mặt sàng: lớp - Kích thước lỗ sàng: – 50 mm - Kích thước nguyên liệu vào lớn nhất: 400 mm - Năng lực xử lý: 10 – 70 m3/h - Tốc độ quay: 800 – 970 r/min - Tần suất rung: mm - Cơng suất: 5,5 kW - Góc nghiêng mặt sàng: 20o - Kích thước tổng thể: 304018401200 mm - Khối lượng: 2850 kg Chọn n = máy, loại có cơng suất hoạt động 12 (m 3/h), có lớp sàng Lớp thứ có mắt lưới d 10 mm, hạt bị giữ lại lớp đem ủ lại chôn lấp Lớp thứ có mắt lưới d = mm, hạt bị giữ lại lớp đem nghiền đến có d 2mm * Nghiền phân hữu cơ: Chọn n = máy nghiền phân bón hữu Tianci BSFS-90 (Henan, Trung Quốc) với thông số kỹ thuật sau: - Công suất: 4-8 tấn/h - Nghiền đạt kích thước: 0,5-5 mm - Cơng suất: 37 Kw - Kích thước: 212020401800 mm SVTH: Nguyễn Giang Vạn Ngọc GVHD: ThS Trần Thị Vân Trinh 34 Đồ án xử lý chất thải rắn – chất thải nguy hại Thiết kế hệ thống xử lý chất thải rắn thành phân compost, công suất 100 rác/ngày * Khu vực tinh chế đóng bao: Phân hữu trộn thêm nguyên tố dinh dưỡng N, P, K số nguyên tố vi lượng khác cần thiết, sau đóng bao chuyển kho Nhà tinh chế gồm máy đảo trộn phân NPK máy đóng bao Chọn n = máy trộn Thiên Long T-1000 với thông số kỹ thuật sau: - Kích thước thùng trộn: 2000 × 1250 × 1400 mm - Miệng phễu hứng: 2000 × 1450 mm - Thể tích: 2000L - Động cơ: pha, 18,5 Kw - Vịng trộn: 35-45 vịng/ph - Trọng lượng khơng chân máy: 800 kg - Công suất trộn: 12 tấn/h Chọn n = cân đóng bao phân bón vi sinh PM12 phân phối Công ty TNHH SXTM-DV Cân điện tử Sao Việt Các đặc tính kỹ thuật sau: - Trọng lượng cân: 10 – 60kg/bao - Năng suất: 200 bao/h - Loại bao sử dụng: PP/PE - Sai số định lượng bao: 100g - Nguồn điện sử dụng: 220V/50Hz - Áp lực khí nén: 5-7 kg/cm2 SVTH: Nguyễn Giang Vạn Ngọc GVHD: ThS Trần Thị Vân Trinh 35 ... án xử lý chất thải rắn – chất thải nguy hại Thiết kế hệ thống xử lý chất thải rắn thành phân compost, công suất 100 rác/ngày DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT CTRĐT: Chất thải rắn đô thị CTR: Chất thải rắn. .. Đồ án xử lý chất thải rắn – chất thải nguy hại Thiết kế hệ thống xử lý chất thải rắn thành phân compost, công suất 100 rác/ngày 1.2.5 Một số công nghệ điển hình a) Cơng nghệ xử lý rác thải sinh... Vân Trinh 11 Đồ án xử lý chất thải rắn – chất thải nguy hại Thiết kế hệ thống xử lý chất thải rắn thành phân compost, công suất 100 rác/ngày Hệ thống làm phân hữu Lemna công nghệ kỹ thuật kín cấp