THIẾT KẾ NHÀ MÁY LÀM PHÂN COMPOST
11.4 TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC CƠNG TRÌNH CỦA NHÀ MÁY COMPOST
11.4 TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC CƠNG TRÌNH CỦA NHÀ MÁY COMPOST COMPOST
11.4.1 Kho tiếp nhận rác
Tổng lượng chất thải rắn hữu cơ đưa đến nhà máy là 40 tấn/ngày. Tuy nhiên để đảm bảo tránh các sự cố khi máy mĩc bị hư hỏng phải ngưng hoạt động để sửa chữa làm lượng CTR chuyển về sẽ tồn đọng. Vì vậy khu tiếp nhận được thiết kế cĩ thể tiếp nhận CTRvà lưu CTR trong 2 ngày, do đĩ cơng suất của khu tiếp nhận là:
Q = 80 tấn/ngày x 2 ngày = 160 tấn.
Với KLR của rác hữu cơ đưa đến từ TTC là 500 kg/m3, thể tích khu tiếp nhận: V = 160 tấn : 0,5 tấn/m3 = 320 m3
Chọn chiều cao rác cĩ thể đạt được trong khu tiếp nhận là 3m, nên diện tích của khu tiếp nhận là:
S1 = 320 :3 =107 m2
Kích thước khu tiếp nhận được thiết kế LxW = 10.5 m x 10.5m
Khu tiếp nhận được xây dựng cĩ mái che trên cĩ gắn quạt thơng giĩ, cĩ vách bao xung quanh làm bằng tơn. Ngồi ra cịn trang bị hệ thống thu và dẫn nước rỉ rác đến bể chứa. Cơng tác khử mùi được thực hiện bằng việc thường xuyên phun chế phẩm EM theo định kỳ, và tiến hành diệt cơn trùng gây bệnh được thực hiện trong suốt quá trình hoạt động.
11.4.2 Xác định và tính tốn lượng vật liệu cần thiết để phối trộn xác định vật liệu cần thiết để phối trộn.
Giả sử tính chất của nguyên liệu (CTR) sử dụng làm compost cĩ:
- Hàm lượng tro 5%
- Độ ẩm 50%
- Chọn vật liệu phối trộn phù hợp với điều kiện hiện tại là vỏ trấu. Vỏ trấu cĩ nhiều ở Đạ Tẻ, Cát Tiên rất dễ vận chuyển, ít tốn chi phí.
Tính chất của trấu dùng để phối trộn:
- Tỷ lệ C/N = 80/1
- Hàm lượng N chiếm 2% khối lượng khơ
- Độ ẩm: 10% - 20%, chọn 20%
Tính hàm lượng vỏ trấu cần cho phối trộn
Phần trăm thành phần carbon cĩ trong CTR được tính theo cơng thức sau: C = 52,7% 53% 8 , 1 5 100 8 , 1 % 100 ≈ = − = − dotro
Gọi X là khối lượng trấu cần sử dụng để trộn với khối lượng giả sử là 1 kg CTR.
Hàm lượng nitơ cĩ trong X kg vỏ trấu = 0,02 * X kg
Hàm lượng carbon cĩ trong X kg vỏ trấu = 80 * (0,02*X) kg Hàm lượng nitơ trong 1 kg CTR hữu cơ = 0,53:22 = 0,03 kg Hỗn hợp sau khi trộn cần đạt tỷ lệ C/N = 25:1 kg X X X 2 , 0 1 25 02 , 0 03 , 0 ) 02 , 0 ( 80 53 , 0 = ⇒ = × + × × +
Với mẫu rác 100 kg cĩ khối lượng khơ là 30 kg. Vậy khối lượng vỏ trấu cần thiết là: Mtrấu = 30kg * 0,2 kg = 6kg
Vậy tổng khối lượng trấu cần cho mỗi ngày là:
Mtrấu = 24 6 1.44 100
× =
tấn
Kiểm tra về độ ẩm: (giả sử các số liệu):
% độẩm CTR - % độẩm trấu
MC =
MC = 50%1 1 2 , 0 7 , 0 =
− trong giới hạn cho phép
11.4.3 Khu vực lưu trữ vật liệu phối trộn
Do tính chất của CTR phải phối trộn với một vật liệu khác nên phải cĩ khu vức vật liệu phối trộn. Để đáp ứng lúc nào cũng cĩ sẵn để tiến hành phối trộn.
Theo tính tốn từ phần phần trên hàng ngày nhà máy cần 1.44 tấn/ngày vỏ trấu cung cấp cho việc phối trộn. Để dự trữ và tính an tồn sẽ thiết kế cho với cơng suất gấp đơi khối lượng. Vật liệu là 2.88 tấn/ngày~ 3 tấn/ngày. Với khối lượng riêng là 0,15 kg/m3.
Thể tích kho chứa: V = 3 : 0,15 = 20 m3
Chọn chiều cao tối đa mà kho cĩ thể tiếp nhận là. Vì vậy diện tích kho sẽ là: S = 20 :2 = 10m2
Kích thước kho lưu trữ: L *W = 5m*2m
11.4.4 Khu vực phối trộn vật liệu
Khu vực phối trộn được thiết kế nhằm phối trộn lượng nguyên liệu đủ để cung cấp trong một ngày với khối lượng lớn vừa làm nơi cĩ thể lưu trữ một lượng nguyên liệu sau khi phân loại nhưng chưa được tiến hành đảo trộn và cũng là nới lưu trữ lại nguyên liệu sau phối trộn khi chưa tiến hành ủ. Để bảo đảm độ an tồn và khoảng trống thích hợp cho các xe đảo trộn thực hiện nhiệm vụ thực hiện nhiệm vụ. Khu vực được thiết kế cĩ diện tích gấp đơi khu tiếp nhận.
Diện tích khu phối trộn: S = 107*2 = 214 m2
Chọn kích thước khu nhà: L*W = 14m*15,5m
CTR hữu cơ sau khi qua giai đoạn phân loại thủ cơng từ các cơng nhân sẽ được đưa qua khu phối trộn. Tại đây, nhân viên kỹ thuật tiến hành đo đạc các yếu tố kỹ thuật sau đĩ quyết định hàm lượng và vật liệu phối trộn. Khi đã cung cấp đủ vật liệu phối trộn, các xe đảo trộn sẽ tiến hành đảo trộn. Nguyên tắc là phải đảo thật đều tạo điều kiện tốt nhất giúp các thành phần của vật liệu phối trộn hịa đều vào CTR. Sau khi đảo trộn xong, nhân viên kỹ thuật tiến hành lấy mẫu phân tích các chỉ tiêu lần nữa nếu đạt chỉ tiêu, các xe xúc sẽ đưa nguyên liệu tới các hầm ủ tiến hành ủ.
11.4.5 Tính tốn thiết kế hệ thống hầm ủ
Khối lượng CTR thật sự dùng làm nguyên liệu sản xuất compost sau khi phân loại là:
mCTR = 95% * 80 = 76 tấn/ngày
Tổng khối lượng chất thải cần vận chuyển về hầm ủ mỗi ngày là: M = mCTR + mtrấu = 76 +1,44 = 77,44 ~78 tấn/ngày
Khối lượng riêng của hỗn hợp sau khi phối trộn là 0,3 tấn/m3. thể tích hỗn hợp cần ủ mỗi ngày là:
V = 78:3 = 260 m3/ngày
Chọn số lượng hầm ủ mỗi ngày là 2 hầm, thể tích chứa của mỗi hầm là V = 260 :2 =130 m3
Kích thước mỗi hầm ủ: L*W*H = 6,5m*7m*3m
Thời gian ủ nguyên liệu tại mỗi hầm theo qui định là 40 ngày (6 tuần), vậy tổng số hầm cần thiết cho nhà máy, vậy tổng số hầm cần thiết cho nhà máy hoạt động liên tục là : 40*2 = 80 hầm
Tổng diện tích khu vực ủ phân com post: S = 80*45,5 = 3640 m2
Khối lượng nguyên liệu cung cấp cho mỗi hầm ủ trong ngày: Mhầm = 78:2 = 39 tấn/ngày
Sắp xếp một dãy cĩ 10 hầm ủ nằm sát nhau, giữa cĩ 1 ngăn chứa thiết bị cấp khí. Hầm được xây dụng bằng bê tơng cốt thép bố trí trong nhà cĩ mái che. Dưới đáy mỗi đều cĩ hệ thống cấp khí và hệ thống thu nước rỉ rác.
11.4.6 Tính tốn hệ thống cấp khí
a) Xác định thể tích khí
Trước khi chưa cĩ nguyên liệu 2 cửa đều mở để nạp đầy nguyên liệu sau đĩ sẽ đĩng lại và bắt đầu thổi khí cưỡng bức. Khối lượng khơng khí thật sự cần thiết phải cung cấp cho mỗi luống ủ trong suốt qua trình ủ được tính như sau:
Ta cĩ 1 kg CTR cần lượng oxy là 0,4 kg (tài liệu quản lý chất thải rắn). Do đĩ tổng lượng khí cần cung cấp cho mỗi hầm ủ trong 1 ngày trong tổng số 15 ngày cấp khí:
Qoxy = (39 x 0,4 x 103) / 35= 445.7kgO2/ng
Vì oxy chiếm 21% trong khơng khí nên lượng khí cần cung cấp cho hầm ủ mỗi ngày là: 445,7 : 0,21 = 2122,4 kgO2/ngđ
Khối lượng riêng của khơng khí là 1,3 kg/m3, thể tích khơng khí cần: V + 2122,4 :1,3 = 1632,6m3/ngđ = 0,0193m3/s.
b) Hệ thống phân phối khí
Việc thồi khí cho bể ủ được thực hiện liên tục trong 20 giờ/ngày trong 5 ngày đầu cho đến khi nhiệt độ thực sự ổn định, sau đĩ thổi khí theo chế độ 2 giờ thổi 1 lần. Vậy lượng khí cho 5 ngày đầu là:
Q = 1632,6 * 10/24 = 680,25m3/ngđ
Lượng khí cần cung cấp cho những ngày thổi theo chu kỳ 2 giờ/lần là: Q = 1632,6 * 2/24 = 136,05 m3/ngđ
Chọn đường kính ống cấp khí là d = 200 mm. Vậy tốc độ cấp khí trong 5 ngày đầu là với thời gian cấp liên tục 20 giờ.
Vận tốc cấp khí trong thời gian cịn lại, chọn thời gian thổi khí mỗi lần hoạt động là 1 h. Vận tốc cấp khí v2 =136,05 *4/(3600*(0,2)2) = 3,78 m/s Bảng 11.1: Kích thước cơng trình STT Cơng trình Kích thước (Lm*Wm*Hm) 1 Kho tiếp nhận 10,5*10,5*3
2 Kho vật liệu phối trộn 5*2*2 3 Khu phối trộn vật liệu 15,5*14
4 Kích thước 1 hầm ủ 6,5*7*3
5 Khu vực ủ hiếu khí 40*45,5
6 Hệ thống phân phối khí D = 200 mm
v1 = 0,945 m/s; v2 =3,78m/s Q = 317,5
CHƯƠNG 12