IV. Quy hoạch phát triển
3. Tính hệ thống thugom đốivới rác vô cơ
Khối lượng rác vô cơ:
mvc = m – mtp = 116784.8 – 92458.53 = 24326.27 (kg) Khối lượng riêng của rác vô cơ:
dvc = MVvcvc = 24326.27 / 293.6959 = 82.83 kg/m3
Độ ẩm của rác vô cơ:
Avc = mvcm−vcm1vc 100% = 24326.2724326.27−23242.395 100% = 4.455%
Tổng khối lượng rác chứa được trong một thùng 660L:
Sức chúa của thùng (m3/chuyến) * khối lượng riêng của rác(kg/m3) = 0.66 * 82.83 = 54.67(kg/chuyến).
Khối lượng rác phát sinh của mỗi hộ:
=0.8 x (1- 0.7917) x 5 x 7/2 = 2.9162 (kg/hộ.1/2 tuần)
Số hộ thu gom được của 1 chuyến:
khốilượngrácchứatrongthùng660L Tốcđộphátsinhrác =
54.67
2.9162 = 19 (hộ/chuyến.ngày) Thời gian của một chuyến thu gom:
Thời gian lấy rác:
Lấy đẩy xe: 0.75 phút /hộ Di chuyển: 45s giữa 2 hộ
Pscs = (19 x 0.75) + [(19 - 1) x 0.75] = 27.75 ( phút/chuyến) = 0.46 (h/chuyến)
Đoạn đường từ điểm hẹn đến hộ cuối cùng xe lấy đầy rác là ~ 1.2 km Xe đẩy đến điểm hẹn với vận tốc lúc đi là ~ 5 km/h
Điểm hẹn đến tuyến với vận tốc lúc về là ~ 4 km/h Thời gian vận chuyển:
hscs = VSđ + VSv =
1.25 + 5 +
1.2
4 = 0.54 ( h/chuyến) Thời gian tại nơi đổ rác:
Sscs = 6 phút = 0.1 (h/chuyến) Vậy:
Tscs = thời gian lấy rác + thời gian vận chuyển + thời gian ở nơi đổ = Pscs + hscs + Sscs = 1.6375 + 0.54 + 0.1 = 2.2775 (h/chuyến) Số chuyến thu gom của mỗi thùng 660l trong 1 ngày (chuyến/ ngày)
Nđ = thờigianthờigianthugom1chuyến= thờigianlàmviệc−thờigiannghỉngơi
thờigian1chuyến
= 2.41258−1.2 ≈ 3 ( chuyến/thùng.ngày) Tổng số chuyến cần thu gom :
N = tổnglượngráclượngrác/chuyến/ngày = 24326.2754.67 = 445 (chuyến/ngày) Tổng thùng 660l cần:
X = sốchuyếnsốchuyến/thùng.ngày/ngày = 4453 = 148 thùng 660L
Số thùng cần đầu tư thu gom rác vô cơ qua các năm
Năm Kg/ngày Thùng cần Đầu tư
2009 24326.27 148 148 2010 24837.19 151 3 2011 25358.78 155 4 2012 25891.19 158 151 2013 26434.94 161 6 2014 26990.01 165 8 2015 27556.92 168 154 2016 28135.5 172 10 2017 28726.4 175 11 2018 29329.64 179 158 2019 29945.54 183 14 2020 30574.44 186 14 2021 31216.5 190 162 2022 31872.07 194 18 2023 32541.46 198 18 2024 33224.68 203 167 2025 33922.4 207 22 2026 34634.79 211 22 2027 35362.17 216 172 2028 36104.72 220 26 2029 36862.93 225 27 2030 37637.14 229 176 2031 38427.52 234 31 2032 39234.39 239 32 2033 40058.42 244 181 2034 40899.62 249 36 2035 41758.48 255 38
Số xe cần đầu tư:
Stt Tên phường xã Dân số
(nghìn) Số hộ Lượng rác phát sinh (kg) Số thùng 660l 1 An Lợi Đông 9.002 1800 7201.6 57 2 An Khánh 23.239 4648 18591.2 147 3 An Phú 10.794 2159 8635.2 68 4 Bình An 14.362 2872 11489.6 91 5 Bình Khánh 10.429 2086 8343.2 66 6 Bình Trưng Đông 12.385 2477 9908 78 7 Bình Trưng Tây 17.104 3421 13683.2 108 8 Cát Lái 10.826 2165 8660.8 68 9 Thảo Điền 12.234 2447 9787.2 77 10 Thủ Thiêm 14.732 2946 11785.6 93 11 Thạnh Mỹ Lợi 11.933 2387 9546.4 75
Chọn loại xe thu gom rác của quận là : thùng đẩy tay 660L , xe 7 tấn , xe 12 tấn.
Loại xe đẩy tay của quận là thùng 660L, tổng số thùng 660L là 310 thùng. Tổng các điểm hẹn là 62 , với mỗi điểm hẹn chứa được khoãng 5 thùng.
Đoạn đường từ các điểm thu gom đến TTC và bãi chôn lâp của các loại xe là : Xe ép rác 7 tấn là: 20 km
Xe ép rác 12 tấn là: 33 km
Đối với xe 7 tấn
Thời gian của một chuyến xe vận chuyển:
Thời gian lấy rác: 20 phút /chuyến = 0.33 ( h/chuyến) Khoãng cách giữa các điểm hẹn ≈ 1.5km
Vận tốc vận chuyển : 30 km/h
Thời gian di chuyển giữa các điểm hẹn t0 = 1.530 = 0.05 h = 3 phút Thời gian di chuyển cả đoạn đường
t = 20/ 30 + 20/ 30 = 1.33 h/chuyến Thời gian ở nơi đổ rác: 20 phút = 0.33 h Vậy : thời gian vận chuyển của 1 xe là:
T = 0.05 + 1.33 + 0.33 = 1.71 h/chuyến Số chuyến xe vận chuyển cần:
N = tổngkhốilượngrácvậnchuyểnkhốilượngrácchởđược/chuyến
= 38928.37000 = 5.61 chuyến /ngày. Vậy số xe cần đầu tư là: 6 xe.
Đối với xe 12 tấn
Thời gian của một chuyến xe vận chuyển:
Tscs = thời gian lấy rác + thời gian vận chuyển + thời gian ở nơi đổ Thời gian lấy rác: 20 phút /chuyến = 0.33 ( h/chuyến)
Vận tốc vận chuyển : 30 km/h t = 33 /30 + 33/ 30 = 2.2 h/chuyến
Thời gian ở nơi đổ rác: 20 phút = 0.33 h Vậy : thời gian vận chuyển của 1 xe là:
T = 0.33 + 2.2 + 0.33 = 2.86 h/chuyến
Số chuyến xe vận chuyển cần: N = khốilượngrácchởđượctổngkhốilượngrácvậnchuyển/chuyến
= 116784.812000 = 9.73 chuyến /ngày. Chọn 10 chuyến /ngày. Vậy số xe càn đầu tư là: 5 xe, mỗi xe chạy hai chuyến mỗi ngày.
Vậy : tổng các loại xe thu gom rác cần đầu tư cho Quận 2 là 12 xe đủ loại. Xe ép rác 7 tấn .
Xe ép rác 12 tấn .
Công nghệ xử lí tái chế
Trước khi thu gom thì rác đã được người dân phân ra làm hai loại nên trong quá trình thu gom thì có xe thu gom rác hữu cơ và vô cơ riêng . vì thế ta dễ dàng lựa chọn công nghệ tái chế cho từng loại rác thải riêng biệt .
Đối với rác hữu cơ
Dựa vào điều kiện như địa hình , dân cư ,diện tích …của huyện mà phương pháp để xử lí rác hữu cơ là chôn lấp .
Mô hình bãi chôn lấp được lựa chọn là chôn lấp theo hố kết hợp chìm – nổi chất thải được đổ xuống các hố rãnh đãđược đào sẵn và dung máy để san ủi , đầm nén chất thải . Sauk hi đã lấp hết độ sau của hố chất thải được tiếp tục đổ và chôn lấp để tạo thành gò rác cao khoãng 5m .
Phương pháp chôn lấp được lựa chọn là pp chôn ô rãnh trên cơ sở: Khối lượng rác đưa đến mỗi ngày không quá 330 tấn/ngày
Tận dụng địa hình có sẵn của khu vực
Biện pháp vận hành chôn lấp chất thải đơn giản , dễ kiểm soát Tạo ra sự ổn định vững chắt của bãi
Tận dụng được nguồn đất từ hố lên
Trong quá trình chôn lấp sẽ có một lượng khí thoát ra đáng kể và nước rò rỉ có nồng độ ô nhiễm cao . vì vậy , ta phải xây dựng công nghệ xử lí nước rỉ rác trước khi thải ra môi trường cũng như hệ thống thu khí .
Công nghệ xử lí nước rỉ rác
Nước thải tù bãi chôn lấp có nồng độô nhiễm cao, ngoài chất hữu cơ ra còn chứa nhiều thành phần ô nhiễm khác …
Phương pháp sinh học được lựa chọn để xử lí nước từ bãi rác . Công nghệ xử lí được lựa chọn trên cơ sở:
Lưu lượng nước rò rỉ.
Thành phần , tính chất nước rò rỉ. Điều kiện kinh tế kĩ thuật.
Thuyết minh công nghệ :
Nước rỉ rác sau khi được thu gom bằng hệ thống ống dẫn được tập trung tại hố thu gom rồi qua song chắn rác để loại bỏ cặn và tạp chất . Ở đây nước được đưa về bể tiếp nhận bằng pp tự chảy , sau đó được bơm lên bể điều hòa có sục khí với thời gian lưu nhát định để các chất hữu cơ phân hủy cũng như ổn định về lưu lượng và chất lượng.
Tiếp theo nước thải được đưa vào bể trộn nhanh cơ khí , tại đây hóa chất cho quá trình keo tụ được châm vào cùng với NaOH nhằm đưa PH của nước thải ở mức tối ưu cho quá trình keo tụ. Từ bể trộn nước thải tự chảy qua bể phản ứng cơ khí có 3 ngăn và khuấy trộn bằng guồng quay với vận tốc nhỏ hơn vận tốc quay của bể trộn nhằm tạo điều kiện tốt nhất cho quá trình tạo bông , chất phụ trợ polime được cho vào nhằm tăng khả năng tạo bông . sau keo tụ nước được đưa qua bể lắng để làm giảm hàm lượng cặn va SS . Để tăng hiệu quả của các
quá trình xử lí sinh học bậc 2 , nước thải sau keo tụ được pha loãng bằng nước sau xử lí bậc 2 tuần hoàn trở lại bể trung gian.
Nước thải tiếp tục được đưa qua bể UASB để tiếp tục phân hủy cac1chat61 hữu cơ và chuyển hóa các chat khó phân hủy phức tạp thành chất dễ phân hủy sinh học . Sau UASB nước thải được đưa qua bể trung gian tạo điều kiên cho VSV hiếu khí thích nghi ở bể AEROTANK các chất hữu cơ tiếp tục phân hủy nhờ VSV hiếu khí có sự tham gia của hệ thống sục khí , nước thải tiếp tục đi qua bể lắngII để lắng bùn , lượng bùn hoạt tính dư sẽ được bơm ra ngoài để xử lí. Hàm lượng DO trong bể AEROTANK được đảm bảo > 2mg/l nhờ vào hệ thống cấp khí .
Mặc dù hệ thống sinh học hoạt động rất tốt (BOD sau xử lí còn rất thấp <10mg/l) nhưng COD còn lại khá cao vì vẫn còn các chất không phân hủy sinh học . Vi vậy nước thải được tiếp tục xử lí bằng pp Oxy hóa với phản ứng Fenton ( H2O2 xúc tác là Fe , polime ) ở bể Oxy hóa , ở bể này dùng Oxy hóa khử các thành phần có độc tính trong nước rỉ rác như phenol, các chất bảo vệ thực vật , benzene , ..hay sulfit, amoniac , xyanua và kim loại nặng .Phản ứng xảy ra mãnh liệt trong khoãng 1 giờ , sau đó trung hòa đến PH trung tính và kết tủa phần Fe
dư . Cuối cùng nước thải được đưa qua bể khử trùng để tiêu diệt các VSV còn lại.
Phần bùn dư sẽ được tách nước bằng pp nén trọng lực , sau đó được đến máy ép bùn . Nước sau tách sẽ được dẫn ngược về bể điều hòa để xử lí lại . Bun qua ép thành bánh sẽ được đem đi chôn lấp.
Hệ thống thu gom và xử lí khí chôn lấp
Các sản phẩm khí chủ yếu được tạo thành ở bãi chôn lấp là methane ,
ammoniac, sunfua, hidro, cacbondioxid..Khí sinh học là sản phẩm của quá trình phân hủy các chất hữu cơ trong bãi chôn lấp . Thành phần của khí gas trong giai đoạn đầu chủ yếu là CO2 và một số khí như N2 và O2 . Sự có mặt của CO2 trong bãi chôn lấp tạo điều kiện cho VSV kỵ khí phát triển bắt đầu giai đoạn hình thành khí CH4 . Như vậy , khí gas có hai thành phần chủ yếu là CH4 và CO2
chiếm khoãng 40 – 50% . Cơ cấu các thành phần khí này phụ thuộc vào hình thức bãi chôn lấp là kị khí hay hiếu khí .Mặc dù H2S là khí độc đốivới con người song ít khi nó tích tụ ở bãi chôn lấp với nồng độ có thể ảnh hưởng tới con người , tuy nhiên vấn đề cần chú ý là các bãi chôn lấp kị khí có chứa nhiều chất
hữu cơ vậy methane có thể hình thành tới một nồng độ đủ cao để có thể gây ra tình trạng cháy nổ , ô nhiễm môi trường bãi chôn lấp và các khu vực xung quanh . Mối nguy hiểm này thậm chí còn kéo dài cả sau khi bãi đã hoàn tất bãi chôn lấp . Vì vậy bãi chôn lấp hợp vệ sinh nhất thiết phải có hệ thống thu gom và xử lí khí thải.
Cơ chế hình thành các khí trong bãi chôn lấp
Các chất hữu cơ trong bãi chôn lấp tạo ra rất nhiều loại khí , phụ thuộc vào quá trình phân hủy và ổn định do các VSV. Quá trình phân hủy thay đổi phụ thuộc vào các VSV lien quan . Thông thường chúng được chia thành hai dạng : phân hủy hiếu khí và kỵ khí . Quá trình phân hủy được thể hiện bằng công thức :
Phân hủy hiếu khí
CxHyOzNt + ¼(4+ x – 2y – 3z)O2 CO2 + ½(x – 3z)H2O + zNH3
Phân hủy kỵ khí
CxHyOzNt + ¼(4+ x – 2y – 3z)O2 CO2 + 1/8(4 –x - 2y + 3z)CO + zNH3 + 1/8(4 + x -2y -3z)CH4
Trong thực tế không thể giữ toàn bộ bãi rác trong diều kiện kị khí , đồng thời cũng không tránh được việc để chúng tồn tại trong điều kiện kị khí . Trong phân hũy các chất khí nhu methane , dioxicacbon, ammoniac , được giải phóng ra cùng với lượng nhỏ sulfua hydro, sunfua methyl, methyl mecaptan..
Hệ thống thu khí
Khi một ô chất thải rắn được đổ đầy thì gas cũng bắt đầu phát sinh vì vậy hệ thống thu gom và xử lí khí cũng phải được xây dựng cùng lúc với các công việc đầu của bãi chôn lấp.
Có hai loại hệ thống thoát khí cơ bản là hệ thống thoát khí bị động (đối với bãi chôn lấp nhỏ và vừa ) hoặc hệ thong thu gom khí chủ động (đối với bãi chôn lấp loại lớn , nhiều phế thải). hệ thống thu khí là các giếng khoan qua lớp rác thải phân bố điều trên toàn diện tích hố chôn lấp . Các giếng sẽ được nối vào ống gas chính ,ống gas chính này sẽ dẫn đến hệ thống xử lí. Xung quanh lỗ khoan thu hồi khí gas phải được nén kỹ bằng sét dẻo và xi măng. Chiều cao ống
thoát khí phải cao hơn đỉnh lớp đất tối thiểu là 0.2m để khí thoát thẳng ngay trên bãi chôn lấp.
Tính toán diện tích các hố chôn lấp
Dựa vào dự báo mức gia tăng khối lượng rác của quận 2 từ 2009 – 2035 ta có thể tính được tổng khối lượng rác thu gom và đem đi chôn lấp của quận 2 là 1527750 tấn.
Tính toán diện tích đất cần thiết để chôn lấp
Giả thuyết tính toán:
Bãi chôn lấp được xây dựng kết hợp chìm – nổi
Trước khi chôn lấp đã được xử lí sơ bộ, nhằm giảm thể tích rác được ép tới tỉ trọng 0.8m3/tấn;
Chiều cao tổng thể của bể rác sao khi đóng cửa là 10m, với độ sâu chìm dưới đất là 5m và độ cao nổi là 5m;
Các lớp rác dày tối đa là 60cm, sau khi đã được đầm nén kỹ; Các lớp đất phủ xen kẽ từng lớp rác có độ dày 20cm;
Tổng diện tích các lớp đất phủ chiếm 28% thể tích hố chôn;
Hiệu suất sử dụng đất tại bãi chôn lắp là 75%, còn lại là 25% diện tích đất phục vụ cho giao thông, bờ bao, công trình xủ lý nước thải và chạmđiều hành, đất trồng cây xanh;
Hiệu suất thu gom đạt 70% năm 2030.
Căn cứ vào các giả thiết này ta có thẻ tính toán được diện tích cần thiết để chôn lắp rác như sau:
Khối lượng rác thu gom được là: Mtg = M * k Trong đó:
M : Lượng rác thải ra
K : Hệ sồ thu gom, lấy k = 0,7 → Mtg = 1527750 * 0,7
= 1069425(tấn)
Thể tích CTR cần để chiếm chổ là: Wtc = Mtg / b
Trong đó:
Wtc : Thể tich cần thiết để chứa CTR ở bãi rác b: Tỉ trọng CTR, chọn b = 0.8
→ Wtc = 10694250,8 =¿ 1336781.25 m
Với độ cao tổng thể của bãi rác là (D = 10m), các lớp rác dày (dr = 60cm) và lớp phủ xen kẽ (dd = 20cm)
Số lớp rác chôn lấp (L) cần cho một bãi rác được tính: L = D/ dr + dd
= 1000/(60 + 20)
= 12,5 (lớp), chọn 12 (lớp) Độ cao hữu dụng để chứa rác:
d1 = dr * L = 0,6 * 12 = 7,2(m)
Chiều cao của các lớp đất phủ là: d2 = dd * L
Diện tích hữu dụng cần thiết để chôn lắp hết lượng rác tính toán là: Stc = Wtc/d1
= 1336781.25 / 7.2 = 185664.0625(m2) = 18.6 (ha)
Nếu chọn diện tích đất sử dụng cho các công trình phụ trợ là 25% thì tổng diện tích bãi chôn lắp sẽ là 23.25 ha.
Tính toán diện tích các hố chôn lấp
Tổng lượng CTR đưa vào bãi chôn lấp từ năm 2009 – 2030 là tấn
1069425 tấn và thời gian sử dụng cho bãi chôn lấp là 26 năm. Diện tích sử dụng để chôn lấp là 23.25 ha, sẽ xây dựng được 12 hố chôn với diện tích bằng nhau. Các hố chôn sẽ được luân phiên sử dụng thep thứ tự từ 1 đến 12, hố này đầy sẽ lấp lại và sử dụng hố tiếp theo.
→ Khối lượng CTR cho 1 hố chôn (đơn nguyên) là:
x=−b±√b2 −4ac 2a Vậy: Chiều dài mặt hố là: 210 Chiều rổng mặt hố: 70m
Chiều dài đáy hố: 120m Chiều rộng đáy hố: 60m Chiều cao hố; 10m
Đối với rác vô cơ:
Rác vô cơ gồm rất nhiều loại như giấy, carton, nilon và nhựa, vải, gỗ, cao su, thủy tinh, đồ hộp…
Khí đưa về nhà máy phân loại ra, đồi với nilon và nhựa thì tái chế làm bao chứa phân bón, phôi nhựa tấn cốt pha…(giống nhà máy nam thành ở ninh thuận), còn các lọai khác thì đốt.
PHẦN BA: ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP QUẢN LÝ CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT TẠI QUẬN 2