Các thông số thiết kế bể ủ được chọn theo các giá trị trong bảng sau:
Bảng 5.2 Yêu cầu kỹ thuật
Thông số thiết kế Điều kiện tối ưu
Kích thước vật liệu 13 – 50 mm
Độ ẩm 50 – 70 %
Nhiệt độ 40 – 600C
Tỷ lệ chất dinh dưỡng (C/N) 20 – 40
(Nguồn: Lê Hoàng Việt và Nguyễn Hữu Chiếm. 2013)
Giả sử khối lượng rác sau khi nghiền bị thất thoát là không đáng kể. ta có: Tổng khối lượng chất thải cần vận chuyển về các bể ủ mỗi ngày: 75 tấn/ngày Khối lượng riêng rác là: 0.395 tấn/m3
Thể tích hỗn hợp cần ủ mỗi ngày: 190 395 , 0 75 u V (m3/ngày)
Sau mẻ ủ đầu tiên. ta sẽ hoàn lưu 15% vật liệu để làm chất mồi cho mẻ ủ tiếp theo. nên thể tích mỗi ngày là: V= 190 + (190 ×15%) =218.5 (m3/ngày)
Chọn số lượng bể ủ mỗi ngày là 2 bể.
Thể tích chứa của mỗi bể là: 109,25 2 5 , 218 ham V (m3/ngày)
Ta chọn chiều cao lớp vật liệu ủ là : 3 m. Khi vận hành. để vật liệu không bị rơi ra ngoài nên chiều cao hơn chiều cao lớp vật liệu ủ là 0.2 m.
Vậy tổng chiều cao của 1 bể : H = 3 + 0.2 = 3.2 m.
Kích thước của mỗi bể ủ: L B H = 9 m 4 m 3.2 m = 115.2 (m3/ngày)
thời gian ủ nguyên liệu tại mỗi bể theo quy định là 20 ngày. Để đảm bảo cho nhà máy hoạt động đối phó với những ngày có lượng rác phát sinh đột biến. ta thiết kế dự trù thêm 2 bể ủ. Vậy tổng số bể cần thiết cho nhà máy hoạt động liên tục:
Số ngày ủ tại mỗi bể số bể ủ trong ngày + 2 bể dự trù = 20 2 + 2= 42 (bể ủ) Khối lượng nguyên liệu cung cấp cho mỗi bể ủ trong một ngày:
Mbể =
2 75
SVTH: NGUYỄN HỮU LINH B1404263 55 Thiết kế. sắp xếp 42 bể ủ thành 3 dãy. một dãy có 14 bể nằm sát nhau. mỗi dãy cách nhau 5m. Bể được xây dựng bằng bê tông cốt thép có bề dày là 10 cm.bố trí trong nhà có mái che. Dưới đáy mỗi bể có hệ thống cung cấp khí và hệ thống thu nước rò rỉ sinh ra trong quá trình phân hủy CTR.
Nước rò rỉ được thu và dẫn về bể tập trung của trung tâm xử lý nước thải tại khu liên hợp xử lý chất thải rắn.
Ta có tổng diện tích khu vực ủ phân compost:
S5 = Dài× Rộng = (9×3+5×2)×(1.5+4×14) = 2127.5 (m2)
Bảng 5.3 Tổng kết số liệu tính toán về bể ủ thô
Thông số Đơn vị Giá trị
Tổng lượng rác đem ủ Tấn/ngày 75
Số bể ủ Cái/ngày Cái/nhà máy 2 42 Kích thước bể ủ: - Chiều dài - Chiều rộng - Chiều cao m m m 9 4 3 Lượng rác trong 1 bể ủ tấn 37.5
SVTH: NGUYỄN HỮU LINH B1404263 56
Hình 5.2 Mặt bằng khu ủ thô 5.6 XÁC ĐỊNH THỂ TÍCH KHÍ
Trước khi chưa có nguyên liệu. 2 cửa trước và sau đều mở. nguyên liệu được nạp đầy. 2 cửa này được đóng lại và bắt đầu thổi khí cưỡng bức. Việc thổi khí cho bể ủ được điều khiển tự động nhờ tín hiệu nhiệt độ trong khối ủ phản hồi về bảng điều khiển của trung tâm. Khối lượng không khí thật sự cần thiết phải cung cấp cho mỗi luống ủ trong suốt quá trình ủ được tính toán như sau.
Lượng không khí (oxy) cần thiết cho quá trình phân hủy được tính toán dựa vào phương trình phản ứng giữa oxy và công thức phân tử của nguyên liệu làm compost Phương trình phản ứng:
C23H38O17N + 22.5 O2 → 23CO2 + 16H2O + NH3 600 720
(Trong đó 600 và 720 lần lượt là khối lượng nguyên tử C23H38O17N và O2) Từ phương trình ta có 1 kg CTR cần lượng oxy: Moxy =
600 ) ( 1 720 kg = 1.2 (kg) Vì oxy chiếm 21 % không khí nên lượng khí cần cung cấp:
1.2×100
SVTH: NGUYỄN HỮU LINH B1404263 57 Với khối lượng riêng của không khí là 1.3 kg/m3. thể tích không khí cần:
Vkk 3 , 1 71 , 5 = 4.39 (m3)
Thực tế thì do lượng oxy xung quanh mẻ ủ không ổn định ở mức 21%. Vì vậy ta chọn hệ số an toàn cấp khí n=2.
Lượng không khí cần cung cấp cho 1kg chất thải rắn Vtt=2×4.39 = 8.78 m3 Tổng lượng khí cần cung cấp cho hầm ủ trong một ngày:
Qkk = 75×10³×8.78 = 658500 (m3/ngày) = 27437.5 (m3/giờ)
5.7 KHU VỰC Ủ CHÍN VÀ ỔN ĐỊNH MÙN COMPOST
Khu vực hoạt động có vai trò không chỉ là nơi ổn định mùn và ủ chín mà còn có vai trò điều hòa sản phẩm cuối cùng khi bị ứ đọng thị trường. khi nhà máy tạm ngưng hoạt động ở giai đoạn tinh chế cuối cùng để cho ra sản phẩm. trong khi đó các giai đoạn đầu vẫn diễn ra nhằm giải quyết vấn đề tồn đọng lại CTR trong nhà máy. Do vậy. đây cũng được xem là kho chứa nguyên liệu chưa thành phẩm cho đến khi nhà máy ổn định được thị trường bắt đầu hoạt động bình thường trở lại.
Mùn sau khi chuyển qua khu vực này sẽ được lưu lại trong vòng 40 ngày trước khi chuyển qua giai đoạn tinh chế thành phân compost. để đảm bảo phân compost đạt chất lượng tốt. Khu vực được thiết kế có mái che. không phân thành từng ngăn như bể ủ. xung quanh trống không có tường.
Giả sử thể tích nguyên liệu giảm 45% sau công đoạn ủ 20 ngày. vậy thể tích nguyên liệu ủ trong công đoạn này là:
V = 190×(100−45)
100 = 104,5 (m³)
Thể tích của khu vực dung để ủ trong 40 ngày là: Vủ = 104,5×40 = 4180 (m³)
Kích thước thích hợp cho việc ủ luống là 13 x 3 x 1.5 m. Chiều cao của luống ủ chỉ biến thiên từ 1.5 m đến 1.8m không nên vượt quá 2.3m để thuận lợi cho quá trình xới đảo và tránh nhiệt độ trong mẻ ủ tích lại quá cao và nguyên liệu ủ bị nén lại khó thông khí. ( Lê Hoàng Việt. Nguyễn Hữu Chiếm 2013)
Thiết kế luống:
-Chọn chiều cao của luống là 2,3m -Đáy lớn 5m. đáy nhỏ 3m
-Chiều dài mỗi luống là 25m Thể tích mỗi luống là
Vluống = (5+3)×2,3×25
2 = 230 (m³) Số luống ủ: n = 4180
SVTH: NGUYỄN HỮU LINH B1404263 58 Để đảm bảo cho nhà máy hoạt động phòng ngừa những ngày rác phát sinh đột biến và tạo điều kiện thuận tiện cho việc xới trộn luống ủ nên chọn số luống ủ là 20 luống.
Bố trí:
-Thiết kế 20 luống thành 4 dãy. mỗi dãy 5 luống.
-Khoảng cách giữa 2 dãy là 4m để thuận tiện cho xe đảo trộn. khoảng cách giữa 2 luống trong dãy là 2m.
Diện tích khu ủ chin là: Schín = Dài×Rộng = (25×5+4×2)×(5×4+3×4) = 4256 (m³)
Bảng 5.4 Tổng kết số liệu luống ủ chin:
Thông số Đơn vị Giá trị
Thể tích ủ m³/ngày 104,5 Kích thước luống: Số luống cái 20 Chiều cao m 2,3 Đáy lớn m 5 Đáy nhỏ m 3 Chiều dài m 25 Thể tích luống m³ 230 Hình 5.3 Mặt bằng khu ủ chín
SVTH: NGUYỄN HỮU LINH B1404263 59
5.8 HỆ THỐNG PHÂN LOẠI THÔ
Nguyên liệu sau ủ chín sẽ được xe xúc vận chuyển tới khu vực phân loại và nạp liệu vào phễu lắc trung gian của hệ thống phân loại thô. Phễu lắc được thiết kế có kích thước các lỗ bên trong là 100 mm 100 mm. các lỗ có nhiệm vụ giữ lại các hạt vật liệu có kích thước lớn hơn 100 mm trong suốt quá trình rung của phễu. Phần vật liệu không qua được phễu lắc sẽ được công nhân cào xuống thùng chứa bên dưới rồi đem đi chôn lấp nếu vật liệu không còn mục đích tái chế hay tái sử dụng cho bất kỳ việc gì. Phần lọt qua phễu lắc được xem như đạt yêu cầu ở giai đoạn này sẽ rơi vào băng tải chuyển đến thùng quay.
Thùng quay có kích thước lỗ bên trong nhỏ gấp đôi phễu lắc trung gian là 50 mm
50 mm. Khi thùng quay hoạt động nguyên liệu sẽ được xáo trộn theo chiều quay của thùng làm các vật liệu hữu cơ tách ra khỏi các vật liệu phi hữu cơ. Sau khi tách các vật liệu hữu cơ rơi xuống vít tải chuyển đến các thùng chứa đặt ngay phía cuối của vít tải. phần này sẽ được công nhân vận chuyển tới hệ thống phân loại tinh của giai đoạn tiếp theo. Vật liệu còn lại một số không có nguồn gốc hữu cơ. chủ yếu là những thành phần còn lại có kích thước lớn lớn hơn kích thước lỗ thùng quay sẽ trượt theo mặt sàng thùng quay rồi rơi xuống băng tải (băng tải đặt vuông góc với thùng quay). phần này được băng tải chuyển tới khu vực chứa chất thải phi hữu cơ. Khu vực phân loại thô có kích thước L W = 20 m 15 m. Hệ thống được thiết kế và cung cấp bởi công ty Menart (Bỉ).
Các thông số kỹ thuật như sau
Bảng 5.5 Thông số kỹ thuật 2 loại máy sàng
Thông số kỹ thuật Máy sàng thô (TR 1535) Máy sàng tinh (TR 1850) 1. Động cơ Động cơ Diesel 26 kW – 35 HP 26 kW – 35 HP 4 động cơ phục vụ thùng quay 5.50 kW 5.50 kW
1 động cơ điện kéo băng tải 7.50 kW 7.50 kW
2. Phễu lắc trung gian
Độ cao miệng nạp liệu 2.50 m 2.50 m
SVTH: NGUYỄN HỮU LINH B1404263 60
Công suất nạp 3.50 m3 3.50 m3
Kích thước lỗ sàng trong 100 mm x 100 mm 20 mm x 20 mm Băng chuyền trong phiễu:
dài 4.00 m 4.00 m
Băng chuyền trong phiễu:
rộng 1.10 m 1.10 m 3. Thùng quay Đường kính 1.50 m 1.50 m Độ dài 3.50 m 3.50 m Mắc lưới chuẩn 50 mm x 50 mm 10 mm x 10 mm Khoang 6 6 4. Băng chuyền Độ dài 8.00 m 8.00 m Rộng 1.10 m 1.10 m Độ nghiêng 30o 30o
5. Công suất máy sàng 10 – 30 m3/giờ 75 m3/giờ
5.9 HỆ THỐNG PHÂN LOẠI TINH
Máy phân loại tinh có nguyên tắc hoạt động giống như máy phân loại thô. Tuy nhiên. máy phân loại tinh có cấu tạo có phần khác là kích thước các lỗ mắt lưới nhỏ hơn so với máy sàng thô. Nguyên liệu từ các thùng chứa sau khi phân loại thô sẽ được vận chuyển qua máy sàng tinh. sau khi nguyên liệu qua máy sàng các tạp chất còn lẫn trong mùn hữu cơ như sành. sứ. nắp bia. đá. … sẽ được tách ra khỏi mùn. Mùn hữu cơ sau khi lọt qua các lỗ trên mặt sàng sẽ rơi xuống vít tải và chuyển tới máy tách kim loại.
SVTH: NGUYỄN HỮU LINH B1404263 61
5.10 CÔNG ĐOẠN THÀNH PHẨM
Sau giai đoạn sàng tinh. tiến hành bổ sung các chất dinh dưỡng (N.P.K) thích hợp cho từng loại cây trồng. thổ nhưỡng hay yêu cầu khách hàng... Hỗn hợp được trộn đều. phun ẩm chuyển vào đóng bao theo tháy tự động có in mác.
Loại bao 2kg và 10kg được chuyển vào kho bằng xe xúc lật. Tính lượng phân compost tạo thành
- Khối lượng chất hữu cơ đem đi ủ phân là:
Mu = 75000 kg
Qua quá trình ủ phân khối lượng phân compost thu được khoảng 50% khối lượng chất hữu cơ mang đi ủ. (Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn – Cục trồng trọt. 2010)
Mp = mu * 50% =75000*50% = 37500 kg
Tính lượng rác đem chôn lấp :
Ẩm độ chất hữu cơ trong thành phần rác thải đô thị 50%-80%. (Lê Hoàng Việt . 2005). Chọn ẩm độ chất hữu cơ trong thành phần chất thải là 60% và ẩm độ phân ủ chín sau sàng và đóng bao là 25%. Kết thúc giai đoạn ủ chín. phân sẽ tiến hành sàng. phân dưới sàng là phân compost.
Khối lượng nước trong hỗn hợp chất hữu cơ ban đầu: Mn=Mu * 60% = 75000 * 60% = 45000 kg
Khối lượng nước có trong sản phẩm phân compost với ẩm độ 25% là: Mnp = Mp *25% = 37500 * 25% = 9375 kg
Khối lượng nước mất đi trong quá trình ủ phân:
Mnước mất = Mn – Mnp = 45000 -9375 = 35625 kg
- Sau khi ủ phân sẽ được sàng lại. phần dưới sàng là phân thành phẩm. phần trên sàng sẽ được đem đi chôn lấp.
Vậy lượng đem chôn lắp (chất thải trên sàng) là:
Mchôn = Mu – Mp - Mnước mất = 75000 – 37500 – 35625 = 1875 kg
5.11 TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH PHỤ
Nhà bảo vệ:
Nhà bảo vệ được xây dựng theo kiểu một tầng. mái bằng với chiều cao trần là 2.8 m. Diện tích là 6 x 5 = 30 m2
SVTH: NGUYỄN HỮU LINH B1404263 62 Nhà hành chính được xây dựng 2 tầng. tầng 1 có các phòng: phòng tiếp khách. phòng kế hoạch. phòng theo dõi cân điện tử. tầng 2 gồm các phòng: phòng giáo đốc và phòng lớn để bàn họp hội nghị.
Kích thước: 9 x 9 = 81 m2
Nhà ăn và nhà nghỉ công nhân
Nhà nghỉ xây tường gạch có diện tích là 81 m2 nhà được chia thành 3 phòng kích thước 9 x 9 m cho công nhân ở.
` Nhà ăn được xây tương tự. không chia phòng. diện tích là 9 x 9 = 81 m2.
Phòng thí nghiệm
Kích thước: 10 x 5 = 50 m2
Phòng kỹ thuật
Kích thước: 5 x 5 = 25 m2
Khu nhà kho:
Nhà kho là nhà chứa sản phẩm và hóa chất. Nhà kho được xây dựng bằng khu thép. mái ton. nền bê tông cốt thép.
Ta có lượng phân thành phấm la 37500 kg/ngày. tỉ trọng cua 3 rác la 395 kg/m³ Thể tích phân mỗi ngày: 37500 : 395 = 94.9 m³
Ta sẽ lưu trử phân trong 5 ngày nên thể tích phân lưu trữ trong 5 ngày là: 94.9 x 5 = 474.5 m³
Chọn chiều cao luống phân thành phấm là 2m. diện tích của kho là: 474.5 : 2 = 237.25 m²
Dự trù thêm 20% diện tích để lắp dặt máy đóng bao. băng chuyền và dể đề phòng cho trường hợp hàng hóa ứ đọng không thể bán ra thị trường. diện tích cần xây là: 237.25 + 237.25*20% = 284.7 m²
Kích thước: 15 x 20 = 300 m2
Hàng rào và vành đai cây xanh
+ Đối với bãi xử lý nhất thiết phải có hàng rào quanh bãi. Hàng rào giai đoạn đầu nên sử dụng rào kẽm gai có kết hợp trồng cây xanh loại mọc nhanh. rễ chùm. giai đoạn sau xây tường.
+ Trồng cây xanh xung quanh bãi xử lý. chọn loại cây có tán rộng. không rụng lá. xanh quanh năm. Chiều cao của cây tính toán tối thiểu thường bằng chiều cao của bãi
SVTH: NGUYỄN HỮU LINH B1404263 63 chôn lấp. Trồng cây xanh ở các khoảng đất chưa được sử dụng và đất trống ở khu vực nhà kho và các công trình phụ trợ. cây xanh còn được trồng dọc hai bên đường dẫn từ đường giao thông chính vào bãi chôn lấp.
Các thông số để xây dựng nhà máy được tổng hợp vào bảng sau:
Bảng 5.6 Thông số kỹ thuật xây dựng nhà máy compost
Stt Thông số kỹ thuật Diện tích
(m2) L x B (Dài x rộng ) (m)
1 Khu tiếp nhận rác hữu cơ 320 16 x 20
2 Phân loại băng chuyền bằng tay 225 15 x 15
3 Khu nghiền rác 50 10 x 5
4 Hầm ủ thô 2127.5 37 x 58
5 Khu vực ủ chín 4256 133 x 32
6 Hệ thống phân loại thô 300 20 x 15
7 Hệ thống phân loại tinh 300 20 x 15
8 Nhà bảo vệ 30 6 x 5
9 Nhà điều hành 81 9 x 9
10 Phòng thí nghiệm 50 10 x 5
11 Phòng kỹ thuật máy móc thiết bị 25 5 x 5
12 Nhà nghỉ công nhân 81 9 x 9 13 Nhà ăn tập thể 81 9 x 9 14 Trạm điện 30 6 x 5 15 Khu vực đậu xe 400 20 x 5 16 Kho chứa thành phẩm 200 10 x 20 17 Kho thiết bị 60 12 x 5
SVTH: NGUYỄN HỮU LINH B1404263 64
* Chọn vị trí xây dựng nhà máy:
Vị trí:
- Địa điểm: QL 80. xã Tân Phú Đông. tp Sa Đéc.
- Tọa độ: X: 10.276457: Y: 10.5.741113
- -Phía Bắc giáp với QL 80;
- Phía Đông giáp với kênh nước;
- Phía Tây giáp với kênh nước;
- -Phía Nam giáp với đồng ruộng
Nguyên nhân
- Nằm cách xa khu dân cư sinh sống.
- Tiếp giáp với QL 80 dễ dàng cho khâu vận chuyển rác.
- Diện tích được chọn là khu đất nông nghiệp thuận tiện cho khâu giải tỏa đền bù nếu tiến hành xây dựng
- Khói bụi. mùi hôi từ khu ủ phân ít ảnh hưởng đến người dân sống gần khu vực.
- Tận dụng được nước từ các kênh giúp nhà máy hoạt động.