Gnr.lớp i Gn,rác lớp i
Gn-giữ trong tháng trước
Gbh Gth
Hình 3.3: Sơ đồ cân bằng cho lớp rác có khác ở trên
III.3.3.4. Tính toán các thành phần
a. Xác định lượng nước mưa xâm nhập vào bãi rác
Xác định lượng nước mưa xâm nhập vào 1 m3 bề mặt
Trong quá trình hoạt động
Toàn bộ lượng nước mưa rơi xuống sẽ ngấm vào rác. Lượng mưa xâm nhập đối với một đơn vị bề mặt F sẽ được xác định theo công thức sau:
Gn,m = ( X- Z)* F , m3/tháng. Trong đó:
X – lượng nước mưa hàng tháng, m/tháng. Z – lượng nước bay hơi tương ứng, m/tháng.
Tính toán cho 1 đơn vị bề mặt, cho F = 1m3, ρnước = 0,997 tấn/m3 (25oC).
Lượng mưa trung bình năm của Đà Nẵng là khoảng 2489 mm, lượng bốc hơi trên năm thường từ vào khoảng 1049 mm. Như vậy, lượng nước mưa xâm nhập vào 1m2 bề mặt trung bình trong 1 năm là ≈ 1,440 m3/năm. Tính cho 1 lớp rác hoàn thành trong 2 tháng thì lượng mưa cho 1 m2 bề mặt trong 2 tháng: 1,440*2/12 = 0,24 m3
Khối lượng riêng của nước là ρ=0,997 tấn/m3. Do đó lượng nước xâm nhập do mưa là 0,241 tấn.
Trong giai đoạn đóng cửa bãi rác
G n,m = (X – Z – R – ΔGẩm)* F * ρ (tấn/ tháng) Trong đó
X: lượng nước mưa hàng tháng (m/tháng) = = 0,21 (m/tháng) Z: lượng mưa bay hơi tương ứng (m/tháng) = = 0,0874 (m/tháng)
R: lượng nước hình thành dòng chảy mặt (m)
R = α*X (trong đó α là hệ số dòng chảy phụ thuộc vào mặt phủ. Đối với lớp đất phủ trên cùng giả thiết là được trồng cỏ và các loại cây khác. Khi đó lượng nước chảy theo bề mặt R= 0,22X).
ΔGẩm - độ ẩm thiếu hụt của lớp đất phủ (m)
Độ thiếu hụt ẩm của lớp đất phủ phụ thuộc vào khả năng giữ nước của lớp phủ. Khả năng giữ nước của lớp đất phủ được xác định theo công thức sau:
Mn,giữ = (D chứa – D chứa giảm) *D0*h Trong đó:
Mn,giữ: lượng nước giữ lại ở lớp đất phủ, m. Dchứa: hệ số dung tích chứa.
Dchứa giảm : hệ số chứ giảm dần theo thời gian. h: độ cao của lớp phủ, lấy h =1m.
D0: độ chứa nước đỗi với 1m lớp đất phủ. Chọn D0 = 0,25 m/m.
Nếu dùng lớp đất phủ là đất sét pha, độ dóc lớp phủ trên cùng là 1,5% thì Dchứa =31%, Dchứa giảm =15%.
Như vậy:
Mn,giữ = (0,31-0,15)*0,25*1= 0,04 m
Với độ ẩm chứa trong đất phủ vào khoảng 60% dung tích chứa, ta có độ ẩm thiếu hụt đỗi với lớp phủ trên cùng là:
ΔGẩm = (Dchứa*0,6 – Dchứa giảm)*D0*h = (0,31*0,6-0,15)*0,25*1 = 0,009m. Lượng nước hình thành dòng chảy bề mặt của 1 lớp trong 2 tháng là:
R = *2* 0,22 = 0,0913 m.
Do vậy: Gn,m= (2*0,21-2*0,0874-0,0913-0,009)*1* 0,997 = 0,144 tấn.
b. Xác định lượng rác khô và ẩm chứa trong thể tích rác ứng với 1m2 bề mặt
Lượng ẩm chứa trong thể tích rác ứng với 1 m2 bề mặt của một lớp xác định theo công thức sau:
Gẩm = mrác*φ Trong đó:
mrác : khối lượng rác ứng với 1m2 bề mặt lớp thứ 1 (tấn) φ: phần trăm lượng ẩm có trong rác.
- Khối lượng rác ứng với 1m2 bề mặt của 1 lớp được xác định như sau m = (tấn).
Trong đó:
Mrác – lượng tác được chôn ở bãi chôn lấp (14.229.464 tấn) Sbãi – diện tích của bãi (64ha = 640.000 m2)
hlớp – độ cao của lớp rác.
Độ cao của lớp rác chưa kể đến lớp vật liệu phụ chính là chiều cao của bãi chôn lấp đã chọn: h = 25m.
Trong đó:
Lớp thứ nhất có chiều dày: 5m Lớp thứ 2, 3 có chiều dày: 3,5m
Lớp thứ 4, 5, 6, 7, 8, 9 có chiều dày: 2m.
Phần trăm lượng ẩm có trong rác được tính theo công thức: φ =
Trong đó:
Gr, ướt: Khối lượng rác ướt (tấn) Gr, khô: Khối lượng rác khô (tấn)
Coi độ ẩm trong phần vô cơ là không đáng kể. Như vậy φ = = 0,4894
Kết quả tính toán được trình bày theo bảng sau:
Lớp mrác (tấn) Gẩm (tấn) Gr, khô (tấn)
1 4,447 2,176 2,271
2, 3 3,113 1,523 1,590
4, 5, 6, 7, 8, 9 1,779 0,870 0,909
c. Xác định lượng nước bổ sung do việc tưới dung dịch EM
Theo báo cáo của URENCO, lượng dung dịch EM sử dụng cho 1 tấn rác khoảng 30 lít. Một lít EM thứ cấp (93% nước, 6% rỉ đường, 1% EM sơ cấp) được pha loãng 500 lần để phun vào rác. Như vậy,1 lít dung dịch EM có khoảng 0,99 lít nước.
Lượng nước bổ sung đối với 1 tấn rác là :
Gn,EM = 30*0,99*0,997 = 0,0296 tấn/tấn rác.
Lượng nước bổ sung đối với thể tích rác ứng với 1m2 của từng lớp là:
- Lớp 1:
Gn,EM = mrác* 0,0296 = 4,447 * 0,0296 = 0,132 tấn/m2.
- Lớp 2, 3:
Gn,EM = mrác* 0,0296 = 3,113 * 0,0296 = 0,0921 tấn/m2
Gn,EM = mrác* 0,0296 = 1,779 * 0,0296 = 0,0527 tấn/m2
d. Xác định lượng nước tiêu hao do phản ứng hình thành khí bãi rác
Phương trình phản ứng hình thành khí bãi rác đối với thành phần rác phân hủy sinh học nhanh như sau:
C34H40O16N + 16,75 H2O → 17,625 CH4 + 16,375 CO2 + NH3
718 301,5
Theo phản ứng trên ta có lượng nước tiêu hao đối với 1 tấn rác khô là: Gn,th = = 0,42 tấn H2O/tấn rác khô:
Theo tính toán ở trên, cứ 1 tấn rác khô thì tạo ra 1.056 m3 khí. Như vậy, lượng nước tiêu hao để tạo ra 1m3 khí từ rác khô đối với 1 tấn rác đem chôn lấp là:
Gn,th = = 0,0004 tấn/m3
Phương trình phản ứng hình thành khí bãi rác đối với thành phần rác phân hủy sinh học chậm như sau:
C31H40O15N + 14,25 H2O → 16,375 CH4 + 14, 625 CO2 + NH3
666 256,5
Tương tự như trên ta có lượng nước tiêu hao để tạo ra 1m3 khí từ rác khô đối với 1 rác đem chôn lấp là:
Gn,th = = 0,0004 (tấn/m3)
Vậy: Tổng lượng nước tiêu hao cho sự hình thành 1m3 khí đối với 1 tấn rác đem chôn lấp là:
Gn,th = 0,0004 + 0,0004 = 0,0008 (tấn/m3)
e. Xác định lượng nước bay hơi theo khí bãi rác
Khí bãi rác bão hòa hơi nước, do vậy lượng hơi nước có trong khí bãi rác được lấy xấp xỉ bằng lượng nước bão hòa trong không khí.
Ở điều khiện nhiệt độ là 41oC, ta có lượng hơi nước bão hòa trong khí là: Gn,bh = 0,0538kg/m3 = 0,0538.10-3 tấn/m3
f. Xác định khối lượng riêng của khí bãi rác
Khối lượng riêng đối với một hỗn hợp khí được xác định theo công thức sau:
ρk = Σ vi × pi
νᵢ - nồng độ phần thể tích của các cấu tử thành phần ρᵢ - khối lượng riêng của các cấu tử thành phần
Coi thành phần khí gas gồm chủ yếu là CH4 (50%) và CO2 (50%). Khối lượng riêng của các cấu tử thành phần được xác định theo công thức sau:
� = Trong đó: Trong đó:
M – khối lượng mol của cấu tử khí (kg/kmol) T – nhiệt độ của không khí (oK)
P,P0 – áp suất khí ở điều kiện làm việc và điều kiện tiêu chuẩn. Đối với khí CH4:
� = = 0,621 (kg/m3) Đối với khí CO2:
� = = 1,708 (kg/m3)
Vậy khối lượng riêng của hỗn hợp khí là:
ρk = 0,621 × 0,5 + 1,708 × 0,5 = 1,1648 kg/m3 = 1,1648×10-3
tấn/m3.
g. Xác định lượng đất phủ đối với 1m2 bề mặt lớp rác
Đất phủ được sử dụng ở đây là sét pha đất. Khối lượng riêng trung bình của lớp vật liệu phủ ρ = 2,6 tấn/m3. Khối lượng đất phủ với từng lớp là:
Mvlphủ = h×ρ×F = 0,2×2,6×1 = 0,52 (tấn/m2).
Riêng với lớp phủ trên cùng có độ dày 1m. tính tương tự ta có khối lượng đất phủ trên cùng là m2 = 2,6 tấn/m2.
CHƯƠNG 4: