Thiết kế, tính toán bãi chôn lấp.

Ủ hiếu khí Tái chế Chôn lấpcông nghệ tái chế phù hợp với rác có khối lượng lớn và các nguồn thải của đời sống

3.2.2. Thiết kế, tính toán bãi chôn lấp.

3.2.2.1. Quy mô bãi chôn lấp.

Bãi chôn lấp thiết kế với quy hoạch 10 năm. Theo số liệu dự đoán đến năm 2023 số dân 137464 dân và lượng rác trung bình khoảng 37836,95 tấn/năm. Dựa vào bảng phân loại quy mô bãi chôn lấp chất thải rắn theo thông tư liên tịch 01/2001 BKHCNMT-BXD về hướng dẫn quy định bảo vệ môi trường việc lựa chọn địa điểm xây dựng vân hành bãi chôn lấp chất thải

TT Quy mô bãi chôn lấp Dân số (ngàn người) Lượng chất thải rắn(tấn/năm) Diện tích Bãi (ha) Thời hạn sử dụng (năm) 1 Loại nhỏ < 100 20.000 5 < 10 2 Loại vừa 100 – 350 65.000 10 – 30 10 – 30 3 Loại lớn 350 – 1000 200.000 30 – 50 30 - 50 4 Loại rất lớn > 1000 > 20.000 > 50 > 50

Do lượng chất thải rắn phát sinh ra đạt hơn 20000 tấn/năm (37836,95 tấn/năm) nên ta quy hoạch và xây dựng bãi chôn lấp thuộc quy mô loại vừa diện tích khu vực chôn lấp chiếm 75% tổng diện tích bãi. Diện tích xây dựng các công trình phụ trợ: đường, đê kè, hệ thống thoát nước, nhà kho, sân bãi,… chiếm 25% tổng diện tích bãi.

Bãi chôn lấp được xây dựng gồm 3 khu xử lý:

 Khu xử lý nước rác

- Hệ thống thu nước rỉ rác - Hệ thống xử lý nước rỉ rác - Hệ thống thu khí  Khu phụ trợ - Trạm cân - Khu vực rửa xe - Hệ thống cấp nước

- Nhà quản lý, nhà công nhân - Nhà bảo vệ nhà vệ sinh - Hệ thống cấp điện - Kho, nhà sửa chữa

3.2.2.2. Phương Pháp Chôn Lấp.

Phương pháp chôn lấp được lựa chọn trong thiết kế bãi chôn lấp là phương pháp đào hố. Phương pháp đào hố chôn lấp chất thải rắn là phương pháp lý tưởng cho những khu vực có độ sâu thích hợp, vật liệu che phủ sẵn có và mực nước không gần bề mặt. Chất thải rắn được đổ vào các hố hoặc mương đã đào đất. Đất đào được dùng làm vật liệu che phủ hàng ngày hoặc che phủ cuối cùng. Các hố đào được lót đáy bằng lớp chống thấm HDPE, lớp đáy được gia cố bằng một lớp đá. Hố chôn lấp thường có dạng hình thang cân..

 Chiều Sâu Và Chiều Cao Ô Chôn Lấp

Hình dạng hình học của ô chôn lấp chất thải hợp vệ sinh được lựa chọn có hình thang cân với đáy nhỏ hình thang là đáy của ô chôn lấp có đường biên là một hình vuông, bề mặt đấy ô được thiết kế có độ nghiên về mương thu nước rỉ rác. Đáy lớn của hình chóp cụt là bể mặt hoàn chỉnh của ô chôn lấp, có đường biên là một hình vuông và có độ dốc thích hợp cho việc tiêu thoát nước mưa trên bề mặt hố.

Chiều sâu là khoảng cách từ mặt đáy hố tới mặt đất hiện tại, còn chiều cao của hố là khoảng cách từ mặt đất hiện tại đến bề mặt hoàn chỉnh của ô. Chiều cao và chiều sâu của ô chôn lấp được xác định trên cơ sở chiều sâu càng lớn sẽ giảm được diện tích mặt bằng cần thiết cho việc chôn lấp. Tuy nhiên, chiều sâu của ô chốn lấp không được quá sâu, mặt đáy của ô và các công trình phụ trợ khác (hệ thống thu nước rỉ rác, thu khí, giếng thu nước rỉ rác,…) phải đặt trên mực nước ngầm cao nhất tại khu xử lý tối thiểu là 1 m.

Lớp Lót Đáy

Mục đích thiết kế lớp lót đáy bãi chôn lấp là nhằm giảm thiểu sự thấm nước rỉ rác vào lớp đất phía dưới bãi chôn lấp và nhờ đó loại trừ khả năng nhiễm bẩn nước ngầm. Có nhiều phương án thiết kết lớp lót đáy đã được đề xuất nhằm giảm thiểu sự di chuyển nước rỉ rác vào lớp đất phía dưới bãi chôn lấp. Mỗi lớp vật liệu khác nhau có chức năng khác nhau. Ví dụ, lớp sét và lớp màng địa chất có tác dụng như lớp phân cách sự di chuyển của nước rỉ rác và khí bãi chôn lấp. Lớp cát hoặc sỏi là lớp thu và thoát nước rỉ rác sinh ra từ bãi chôn lấp. Lớp vải địa chất được sử dụng để giảm thiểu sự xáo trộn giữa lớp đất với lớp cát hoặc sỏi. Lớp đất cuối cùng được dùng để bảo vệ lớp thoát nước và lớp phân cách.

Việc lựa chọn hệ thống lớp lót đáy và lớp che phủ cuối cùng sẽ phụ thuộc vào hiện trạng địa chất, điều kiện khí hậu và yêu cầu về môi trường khu vực xây dựng. Giả sử thành phần cấu tạo của lớp đất nền của khu vực xây dựng là đất yếu do đó sử dụng lớp vải địa chất nhằm phân bố đều tải trọng và chọn lớp màng HDPE dày 1,5 mm loại trơn để chống thấm cho lớp đáy và loại gai cho mái dốc của đê chắn BCL nhằm chống trượt. Hệ thống lớp lót đáy của các bãi chôn lấp đơn thường gồm có hai lớp màng địa chất, mỗi lớp đều có một lớp thoát nước và hệ thống thu nước rỉ.

 Lớp Che Phủ cuối cùng

Lớp che phủ cuối cùng có nhiệm vụ đảm bảo tránh phát tán khí bãi rác, mùi ra môi trường, đồng thời tránh lượng mưa rơi vào hố chôn lấp tăng khả năng phát sinh nước rỉ rác không cần thiết. Lớp phủ trên cùng phải đảm bảo độ dày, độ co giãn chống rạn nứt bãi rác từ quá trình phân hủy sinh học của các chất hữu cơ. Để chống xói mòn đất phủ của lớp che phủ cuối cùng, tạo cảnh quan cho bãi rác trải thảm thực vật trên lớp đất bảo vệ với các cây rễ chùm và cây bụi.

Lớp Che Phủ Hằng Ngày

Để có thể đầm nén được các lớp rác của bãi chôn lấp cần có lớp phủ trung gian hằng ngày. Các dạng lớp phủ hiện nay thường sử dụng như sau (1) dùng đất sét đào được từ bãi chôn lấp, (2) dùng sà bần, (3) dùng phân compost, (4) dùng HDPE loại mỏng phủ tạm qua ngày hôm sau lấy ra và đổ rác tiếp tục. Trong các dạng lớp phủ hàng ngày nêu trên có thể thấy lớp phủ trung gian là dùng đất sét đào được từ bãi chôn lấp được lựa chọn để thiết kế tính toán cho bãi chôn lấp CTR

3.2.2.3. Vị trí bãi chôn lấp.

Vị trí bãi chôn lấp phải gần nơi phát sinh chất thải nhưng phải có khoảng cáh thích hợp với những khu dân cư gần nhất. Các yếu tố ảnh hưởng đến các vùng dân cư này là loại chất thải điều kiện hướng gió nguy cơ lũ lụt.... Vị trí bãi chôn lấp phải nằm trong tầm khoảng cách hợp lý, nguồn phát sinh chất thải rắn

Khoảng cách thích hợp lựa chọn bãi chôn lấp: Các công

Trình

Đặc điểm về quy Mô

Khoảng cách tối thiểu từ vành đai công trình tới các bãi chôn lấp (m) Bãi chôn lấp vừa & nhỏ Bãi chôn lấp lớn Bãi chôn lấp rất lớn Đô thị Thành phố, thị xã 3000 - 5000 5000 –

15000 15000 - 30000 Sân bay,khu công nghiệp,.. Từ quy mô nhỏ đến lớn 1000 - 2000 2000 – 3000 3000 - 5000 Cụm dân cư và đồng bằng trung du

Cuối hướng gió Chính

< 1000 < 1000 < 1000

Các hướng khác < 300 < 300 < 300 Cụm dân

cư miền núi

Theo khe núi 3000-5000 >5000 >5000 Không cùng khe núi Không quy định Không quy định Không quy định Công trình khai thác nước ngầm Công suất < 100 m3 /ng 50 – 100 >100 >500 Q<10.000m3 /ng >100 >500 >1000 Q >10000 >500 >1000 >5000

3.2.2.4. Tính toán, thiết kế bãi chôn lấp chất thải rắn.

(*) Số liệu, điều kiện tính toán

- Khi vận hành ô chôn lấp ta sử dụng máy đầm nén bánh thép, tỷ trọng rác sau khi đầm nén là 710-950 kg/m3. Chọn tỷ trọng của rác sau khi đầm nén bánh thép là 850kg/m3

- Ô chôn lấp được tiến hành lấp 1 lớp rác với độ dày 2 – 2,2 m (chọn 2m) thì phủ 1 lớp phủ trung gian bằng đất dày 0,2 m.

- Giả sử ô chôn lấp có tiết diện đứng gồm 2 hình thang.

a a1

Thể tích rác thải cần chiếm chỗ là

Trong đó: Vr - thể tích rác thải cần chiếm chỗ trong BCL b- tỷ trọng chất thải rắn = 0,38(tấn/m3)

 = 340280 m3

Chọn: + Chiều cao lý thuyết của ô chôn lấp D = 15 m = 1500(cm) + Lớp CTR (rác): dr= 2m= 200 cm

+ Lớp đất phủ xem kẽ dđ= 0,2 m = 20 cm

 Số lớp rác chôn lấp trong 1 ô chôn lấp: L = = = 6 lớp

Chiều cao hữu dụng chứa rác: 1

2 7 14( )

r

d =d xL= x = m

Chiều cao của các lớp đất phủ: 2

0.2 6 1.2( )

d

d =d xL= x = m

Thể tích rác sau khi đầm nén hệ số đầm nén (r= 0,85)

Vrác nén = Vr x r = 340280x 0,85 = 289238 m3

S1 = Vrác nén / D = 289238 /15 = 19282,53 (m2) = 1,93 (ha) Diện tích thực tế để chôn lấp hết lượng rác thu gom:

Stt = S1/k = 1,93/0,75 = 2,573 (ha) (k - hiệu suất sử dụng bãi chôn lấp) Diện tích sử dụng cho các công trình phụ trợ là:

Spt = S1*k = 1,93 *0,25 = 0,483 (ha) Tổng diện tích BCL: SBCL = Stt + Spt = 2,573 + 0,483 = 3,056 (ha) h1 a2 a a h2 a1 a2

(*) Tính toán diện tích các ô chôn lấp.

Theo số liệu tính toán, khối lượng CTR cần chôn lấp từ năm 2014 đến 2023 là 136112 tấn và thời gian sử dụng bãi chôn lấp là 10 năm

Theo tiêu chuẩn của việc thiết kế bãi chôn lấp thì thời gian hoạt động của một bãi chôn lấp không quá 3 năm nên ta sẽ thiết kế 5 ô chôn lấp mỗi ô sẽ hoạt động trọng vòng 2 năm, diện tích sử dụng để chôn lấp là 1,93 (ha), sẽ xây dựng 5 ô chôn lấp với điện tích bằng nhau các ô được sử dụng luân phiên theo thứ tự từ 1 đến 5, ô này đày sẽ đóng lại và sử dụng ô tiếp theo. Tổng khối lượng CTR đưa vào bãi chôn lấp từ năm 2014 đến 2023 là 136112 tấn

Khối lượng CTR chôn trong 1 ô: 136112 /5= 27222,4(tấn) Thể tích CTR trong 1 ô: 27222,4/0,38 = 71637,89(m3) Thể tích CTR sau khi đầm nén: 71637,89 x 0,85=60892,21(m3)

Diện tích ô chôn lấp: 60892,21 : 15 = 4059,48 m2. Chọn diện tích ô = 4100m2

h1 - Chiều cao phần chìm của ô chôn lấp = 10m h2 - Chiều cao phần nổi của ô chôn lấp = 5 m a, b - chiều dài, chiều rộng miệng ô chôn lấp a2, b2 - chiều dài, chiều rộng đáy dưới ô chôn lấp a1, b1 - chiều dài, chiều rộng đáy trên ô chôn lấp Ta có: a2 = a – 2h1 = a – 20 a1 = a – 2h2cot60o = a – 5,77 b2 = b – 2h1 = b – 20 b1 = b – 2h2cot60o = b – 5,77 Chọn a =80 m, b = 51 (m) Vậy a2 = 60 m, b2=31 m, a1 =74,23 m, b1 = 45,23 (m)

 5 ô chôn lấp có diện tích: 5 x 0.41= 2,05 (ha) (*) Lớp chống thấm

Lớp lót đáy (bố trí từ dưới lên)

- Đất nền ở đáy và 2 bên thành được đầm nén kỹ. - Lớp đất sét dày : 0.6 m(hệ số thấm nước > 10 -7 cm/s) - Lớp vải địa chất chống thấm: 0.002 m

- Lớp cát, sỏi và đường ống thu gom nước rỉ rác: 0.3 m

- Lớp vải địa chất 2 (cho nước rỉ rác chảy qua được) dày : 0.002m - Lớp đất bảo vệ dày: 0.5 m

 Tổng chiều dày: 1.404 m

Lớp phủ bề mặt (bố trí từ dưới lên) - Lớp đất sét dày: 0.6 m

- Lớp vải địa chất chống thấm dày: 0.002m - Lớp cát thoát nước dày: 0.5 m

- Lớp đất trồng cỏ dày: 0.3 m

Lớp rác và đất phủ trung gian theo tính toán trên dày 13 m

 Tổng chiều cao của ô chôn lấp: 13 + 1.404+1.402= 15.806(m)

3.2.2.5. Tính toán, thiết kế công trình thu nước rỉ rác, đề xuất công nghệ xử lý.

a. Tính toán lượng nước rỉ rác sinh ra.

Với các giả thiết như sau

Khối lượng rác đi vào bãi chôn lấp trong vòng 10 năm là 136112 tấn.

Vậy khối rác trung bình trong 1 ngày là: Mngày = 37,3 tấn Ta có tỷ trọng CTR là 0,38 tấn/m3 CTR cần chôn lấp là: VCTR CL = Mngày : tỷ trọng = 37,3: 0,38 = 98,16 m3

Ta có hệ thống đầm nén r = 0,85 tấn/ m3

Thể tích nén rác là: Vnén = VCRT CL: r = 98,16: 0,85 = 115,48 m3 Ta có chiều cao của một lớp rác là 2 m

Vậy diện tích chôn lấp hàng ngày là A = Vnén :2 = 57,74 m2 Chọn lượng mưa lớn nhất trong một tháng p = 7,5 mm/ ngày

Hệ số thoát nước bề mặt: R = 0,15 ( đất chặt, độ dốc 0- 2% thì hệ số thoát nước bề mặt là 0,13- 0,17%).

(bảng 7.6 quản lý CTR- Trần Hiếu Nhuệ , NXBXD- 2001)

Lượng nước bốc hơi E = 5 (mm/ngày) = 0,005 m/ ngày ( thường 5- 6mm/ngày) Độ ẩm của rác sau khi nén: W1 = 25%

Độ ẩm của rác trước khi nén : W2 =60%

Lượng nước rỉ rác tính theo công thức 9.18- Quản lý và xử lý chất thải rắn - Nguyễn Văn Phước :

- Q = M( W1 – W2) + [P (1-R) – E] x A m3 Trong đó :

Q là lưu lượng nước rỉ rác phát sinh trong khi xử lý m3/ ngày M là khối lượng rác trung bình ngày

W1,W2 độ ẩm của rác P lượng nước mưa R hệ số thoát nước

E lượng nước bốc hơi 5mm/ ngày

A diện tích xử lý rác mỗi ngày (m2/ngày) Q = M(W2-W1) + [P(1-R) –E] x A