4.2.1. Nguyên tắc lựa chọn công nghệ
Khi tiến hành lựa chọn công nghệ xử lý chất thải rắn cần tuân theo những nguyên tắc sau:
- Tiếp cận với những công nghệ tiên tiến và những kinh nghiệm trong xử lý CTR ở trong và ngoài nước (phải hiểu rõ công nghệ trước khi chọn).
- Công nghệ đơn giản nhưng không lạc hậu. bảo đảm xử lý có hiệu quả. an toàn và không gây ô nhiễm môi trường.
- Giá thành có thể chấp nhận trong điều kiện của địa phương. - Cố gắng tận thu những giá trị của CTR để tái tạo tài nguyên.
4.2.2. Các tiêu chí cơ bản để đánh giá công nghệ khi lựa chọn
Để đảm bảo những nguyên tắc chỉ đạo đó. cần phải dựa vào các tiêu chí cơ bản sau đây khi đánh giá công nghệ:
- Sự thích hợp với điều kiện thực tế của địa phương (khối lượng. thành phần. tính chất CTR. điều kiện tự nhiên. tài chính. trình độ phát triển kinh tế – xã hội và khoa học kỹ thuật. nhu cầu của thị trường tiêu thụ sản phẩm.v.v...)
- Tiêu chí môi trường: Mức độ và hiệu quả giải quyết nhiệm vụ vệ sinh môi trường của công nghệ (dựa theo tiêu chí môi trường và đánh giá nhanh tác động môi trường).
- Tiêu chí kinh tế: Ý nghĩa thiết thực của công nghệ xử lý định chọn trong nền kinh tế quốc dân và riêng của địa phương.
- Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của công nghệ xử lý bao gồm: + Vốn đầu tư ban đầu
+ Chi phí vận hành. bảo dưỡng
+ Hiệu quả và thời gian hoàn vốn của công trình xử lý + Số lượng việc làm được tạo ra
+ Mức tiêu thụ năng lượng điện. nước + Thời gian xây dựng và hoạt động
+ Công suất xử lý ở mức cao nhất và trung bình + Nhân công và mức độ cơ giới hoá sản xuất
SVTH: NGUYỄN HỮU LINH B1404263 42
4.2.3. Phương pháp lựa chọn công nghệ
Có nhiều phương pháp lựa chọn công nghệ xử lý CTR. trong đó thường dùng: Phương pháp phân tích và phương pháp đánh giá cho điểm. Trong đồ án này tôi chọn phương pháp đánh giá cho điểm
Căn cứ vào cơ sở dữ liệu của địa phương và các tài liệu khác liên quan đến công nghệ xử lý CTR tiến hành đánh giá cho điểm từng công nghệ theo từng tiêu chí. Thang điểm đánh giá từng tiêu chí tuỳ nhóm đánh giá chọn. Công nghệ có điểm cao nhất sẽ là công nghệ được lựa chọn Để đánh giá cho điểm từng công nghệ cần lập ma trận về sự phù hợp của công nghệ với điều kiện của địa phương. yêu cầu bảo vệ môi trường. định hướng công nghệ xử lý thông qua các tiêu chí
4.3. ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN VÀ LỰA CHỌN
Dựa vào điều kiện tự nhiên. kinh tế xã hội cũng như những cơ sở để lựa chọn phương pháp ủ phân thích hợp và hiệu quả cho huyện Trà Ôn.
Tôi đề xuất phương pháp các phương án như sau::
4.3.1.Đề xuất Phương án 1 Hình 4.1. Sơ đồ phương án 1 Rác hữu cơ Nghiền Sàn phân loại Compost thành phẩm Thành phần không phân hủy Phân compost Phối trộn N. P. K Ủ luống tĩnh thông khí cưỡng bức 90 ngày Thành phần
chưa phân hủy
Đóng bao
SVTH: NGUYỄN HỮU LINH B1404263 43
Thuyết minh quy trình:
Tiếp nhận:
Rác sau khi được phân loại thành rác hữu cơ sẽ được chuyển đến nới tiếp nhận của hệ thống ủ phân compost. Tại đây. rác sẽ được nghiền nhỏ.
Công đoạn ủ hiếu khí 1 giai đoạn:
Sau khi nghiền nhỏ các thành phần hữu cơ sẽ được chất thành luống. Bên dưới nền luống ủ có lót phân compost để thấm hút nước ri sinh ra từ quá trình ủ. nhằm hạn chế nước rỉ cũng như giữ lại các dưỡng chất hoàn tan trong nước rỉ. Bề mặt luống ủ cũng phủ lớp phân compost để giảm mùi hôi. giữ ẩm. giữ nhiệt. đồng thời bổ sung vi sinh cho mẻ ủ. Một hệ thống ống khoan lỗ và quạt hút. không khí được hút từ ngoài vào xuyên qua lớp phân compost trên mặt luống ú rồi vào các ống theo lỗ. sau đó thoát ra ngoài. Không khí thoát ra ngoài được thổi vào một đống phân compost đã hoai để lọc mùi hôi. Thời gian ủ là 90 ngày cho mỗi mẻ ủ. Nước rỉ ra trong quá trình ủ được thu gom bằng các đường mương dẫn ở một bên của bể trước khi chảy ra bể tập trung. Lượng nước rỉ này sẽ được sử dụng để hoàn lưu lại bể ủ để đảm bảo ẩm độ cho quá trình phân hủy của VSV.
Sau đó rác được sàng để loại bỏ các thành phần chưa phân hủy. thành phần không phân hủy và đưa chúng đến bãi chôn lấp hợp vệ sinh sau đó ta thu được phân compost hoàn chỉnh.
Bổ sung dưỡng chất và đóng gói.
Để phân có chất lượng tốt ta cần kiêm tra. bổ sung các dưỡng chất cần thiết (N.P.K) cho phù hợp với từng loại cây trồng.
Sau khi bổ sung đầy đủ các loại dưỡng chất cần chiết. ta có phân compost thành phẩm. Phân này được đóng gói. có thể sử dụng ngay hoặc trữ trong kho.
SVTH: NGUYỄN HỮU LINH B1404263 44
Phương án 2
Hình 4.2. Sơ đồ phương án 2
Thuyết minh quy trình:
Tiếp nhận:
Rác sau khi được phân loại thành rác hữu cơ sẽ được chuyển đến nới tiếp nhận của hệ thống ủ phân compost. Tại đây. rác sẽ được nghiền nhỏ.
Công đoạn ủ thô:
Rác hữu cơ Nghiền Sàn phân loại Compost thành phẩm Sàn phân loại Ủ chín 40 ngày Phân compost Phối trộn N. P. K Ủ hiếu khí 20 ngày Thành phần
chưa phân hủy
Đóng bao
Thành phần không phân hủy
SVTH: NGUYỄN HỮU LINH B1404263 45 Sau khi nghiền nhỏ. các thành phần hữu cơ sẽ được đưa vào hệ thống ủ. Thời gian ủ được thiết kế là 20 ngày cho mỗi mẻ ủ. Trong quá trình ủ thì không khí được cung cấp thường xuyên bằng máy để đảm bảo cho vi sinh vật hoạt động mạnh nhất. Nước rỉ sinh ra trong quá trình ủ được thu gom về một bên của bể sau đó sẽ được sử dụng lại để tưới lên các bể với mục đích đảm bảo độ ẩm cho quá trình phân hủy của vi sinh vật.
Sau khi ủ hiếu khí 20 ngày. rác được sàng để loại bỏ các thành phần chưa phân hủy. các thành phần này sẽ được hoàn lưu trở lại bể lới mục đích làm chất mồi cho các mẻ ủ tiếp theo.
Công đoạn ủ chín:
Phần lọt qua sàng được chuyển qua khu vực ủ chín trong 40 ngày để quá trình khoáng hóa tiếp tục diễn ra. Hoàn tất quá trình sang sau ủ thô. nguyên liệu ủ được đưa ra ngoài để ủ theo luống. Trong quá trình ủ. nguyên liệu sẽ được xới đảo bằng máy. Sau khi 40 ngày kết thúc. ta thu được phân compost hoàn chỉnh.
Sau khi ủ chín trong 40 ngày. ta sàng một lần nữa để loại bỏ những thành phần không phân hủy. những thành phần này sẽ được chuyển đến bãi chôn lắp hợp vệ sinh.
Bổ sung dưỡng chất và đóng gói.
Để phân có chất lượng tốt ta cần kiêm tra. bổ sung các dưỡng chất cần thiết (N.P.K) cho phù hợp với từng loại cây trồng.
Sau khi bổ sung đầy đủ các loại dưỡng chất cần chiết. ta có phân compost thành phẩm. Phân này được đóng gói. có thể sử dụng ngay hoặc trữ trong kho.
SVTH: NGUYỄN HỮU LINH B1404263 46
Phương án 3
Hình 4.3 Sơ đồ phương án 3
Thuyết minh quy trình:
Tiếp nhận:
Rác sau khi được phân loại thành rác hữu cơ sẽ được chuyển đến nới tiếp nhận của hệ thống ủ phân compost. Tại đây. rác sẽ được nghiền nhỏ.
Công đoạn ủ thô:
Sau khi nghiền nhỏ. các thành phần hữu cơ sẽ được đưa vào hệ thống ủ. Thời gian ủ được thiết kế là 20 ngày cho mỗi mẻ ủ. Trong quá trình ủ thì không khí được cung cấp thường xuyên bằng máy để đảm bảo cho vi sinh vật hoạt động mạnh nhất.
Rác hữu cơ Nghiền Sàn phân loại Compost thành phẩm Sàn phân loại Nuôi trùng quế Phân compost Phối trộn N. P. K Ủ hiếu khí 20 ngày Thành phần
chưa phân hủy
Đóng bao
Thành phần không phân hủy
SVTH: NGUYỄN HỮU LINH B1404263 47 Nước rỉ sinh ra trong quá trình ủ được thu gom về một bên của bể sau đó sẽ được sử dụng lại để tưới lên các bể với mục đích đảm bảo độ ẩm cho quá trình phân hủy của vi sinh vật.
Sau khi ủ hiếu khí 20 ngày. rác được sàng để loại bỏ các thành phần chưa phân hủy. các thành phần này sẽ được hoàn lưu trở lại bể lới mục đích làm chất mồi cho các mẻ ủ tiếp theo.
Công đoạn nuôi trùn quế
Sau khi ủ 20 ngày rác được đưa sang công đoạn nuôi trùn quế. trong quá trình trùn quế phát triển chúng sử dụng chất hữu cơ khó phân hủy làm thức ăn và thải ra phân trùn chứa các chất dinh dưỡng cho cây trồng. Sau khi ủ chín trong 30 ngày Sau đó ta sàng để loại các thành phần không phân hủy và đưa chúng đến bãi chôn lấp hợp vệ sinh sau đó ta thu được trùn quế và lượng phân compost hoàn chỉnh.
Bổ sung dưỡng chất và đóng gói.
Để phân có chất lượng tốt ta cần kiêm tra. bổ sung các dưỡng chất cần thiết (N.P.K) cho phù hợp với từng loại cây trồng.
Sau khi bổ sung đầy đủ các loại dưỡng chất cần chiết. ta có phân compost thành phẩm. Phân này được đóng gói. có thể sử dụng ngay hoặc trữ trong kho.
4.3.2. Phân tích và lựa chọn phương án
Phân tích ưu khuyết điểm từng phương án
Bảng 4.1. Ưu và khuyết điểm các phương án
Phương án 1 Phương án 2 Phương án 3
Ưu điểm
-Chi phí đầu tư rất thấp -Không cần nhiều máy móc. thiết bị. -Vận hành đơn giản -Ít tốn nhân công -Dễ qui hoạch mỡ rộng Ít tốn diện tích
Vốn đầu tư ban đầu thấp
Ít nhạy cảm với điều kiện thời tiết.
Khả năng kiểm soát quá trình ủ tốt
Chất lượng phân cao
Tạo ra nhiều sản phẩm: trùn quế. phân compost.
Phân compost có nhiều dưỡng chất cho cây trồng.
Thời gian tạo sản phẩn ngắn hơn
SVTH: NGUYỄN HỮU LINH B1404263 48 Khuyết điểm Tốn nhiều diện tích Hệ thống phân phối khí dễ tắt nghẽn. cần bảo trì thường xuyên
Thời gian ủ dài
Cần chi phí vận hành để thông khí
Xáo trộn luống ủ gây thất thoát nito và gây mùi
Thiết kế. vận hành phức tạp
Hệ thống phân phối khí dễ tắt nghẽn. cần bảo trì thường xuyên
Cần nhiều nhân công
Kỹ thuật vận hành và ký thuật nuôi phải tốt.
Có rủi ro ở khâu nuôi trùn quế. dẽ phát sinh sự cố.
Chi phí đầu tư ban đầu
Đánh giá và lựa chọn:
Để lựa chọn công nghệ xử lý cho huyện Trà Ôn tôi căn cứ vào các tiêu chí:
Khả thi về kỹ thuật: Đây là tiêu chí hàng đầu nên tôi gia trọng điểm là 0.5 -Hiệu quả xử lý tốt
-Công nghệ đơn giản nhưng không lạc hậu. -Độ an toàn. ít gặp sự cố
-Vận hành và bảo trì dễ dàng
Khả thi về kinh tế: Tôi chọn điểm gia trọng là 0.3 -Chi phí đầu tư ban đầu
-Chi phí vận hành và bảo trì
Chi phí này dự tính sao cho có thể chấp nhận trong điều kiện địa phương
Phù hợp với điều kiện địa phương: Tôi chọn điểm gia trọng là 0.2 -Diện tích: như quy hoạch của huyện
-Nhân công: số lượng có thể đáp ứng. trình độ khoa học kĩ thuật và năng lực cán bộ. nhân công.
-Khí hậu: thiết kế phù hợp với khí hậu nóng ẩm. mưa nhiều -Nhu cầu về thị trường:
Khả thi về môi trường:
-Do đây là công trình xử lý môi trường nên tính khả thi về mặt môi trường là điều hiển nhiên ta không xét đến.
SVTH: NGUYỄN HỮU LINH B1404263 49
Bảng 4.2 Bảng điểm của từng phương án xử lý:
Chỉ tiêu
Gia trọng
Phương án 1 Phương án 2 Phương án 3 Điểm Kết
quả Điểm Kết
quả Điểm Kết quả
-Hiệu quả xử lý tốt 0.2 3 0.6 4 0.8 4 0.8
Công nghệ đơn giản 0.1 4 0.4 3 0.3 3 0.3
-Độ an toàn. ít gặp sự cố 0.05 4 0.2 3 0.15 2 0.1 -Vận hành và bảo trì dễ dàng 0.15 4 0.6 4 0.6 4 0.6
-Chi phí đầu tư ban đầu 0.2 4 0.8 3 0.6 3 0.6
-Chi phí vận hành và bảo trì 0.1 4 0.4 3 0.3 3 0.3
-Diện tích 0.2 2 0.4 4 0.8 3 0.6
Tổng điểm 1 3.4 3.55 3.3
* Chú thích:Thang điểm được chia theo mức độ đáp ứng các yêu cầu lựa chọn: + Mức đáp ứng cao: 4 điểm
+ Mức đáp ứng khá: 3 điểm
+ Mức đáp ứng trung bình: 2 điểm + Mức đáp ứng thấp: 1 điểm
Qua bảng điểm ta thấy phương án 2 có tổng số điểm cao nhất. Phương án này rất phù hợp với điều kiện thực tế của địa phương cũng như các công nghệ trong nước hiện nay.
SVTH: NGUYỄN HỮU LINH B1404263 50
CHƯƠNG 5
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH CỦA NHÀ MÁY COMPOST
5.1 XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG CTR HỮU CƠ ĐẾN NĂM 2030
Khối lượng rác thải phát sinh đến năm 2030 được tính theo công thức sau:
Theo Lê Quang Trí (2010) công thức toán học dùng để dự báo dân số là công thức Euler. được biểu diễn như sau:
Nn = N0(1+ K)n Trong đó:
Nn: dân số tại năm thứ n (người). N0: dân số tại năm lấy làm gốc (người) K: Tốc độ gia tăng dân số (giả sử là 1.03 %)
Khối lượng CTR là thông số quan trọng để xác định công suất của nhà máy sản xuất compost. Hiện tại. tổng lượng rác phát sinh là khoảng 145 tấn/ngày nhưng tỉ lệ thu gom là 69.14%.Do đó:
Khối lượng chất thải sinh hoạt thu gom được:
145× 69.14% = 100.25 (tấn/ngày)
Thành phần phần trăm khối lượng chất thải rắn hữu cơ có trong lượng rác sinh hoạt thu gom được là 63.47 %.Khối lượng chất thải rắn hữu cơ có thể chế biến compost:
SVTH: NGUYỄN HỮU LINH B1404263 51
Bảng 5.1 Dự đoán khối lượng rác hữu cơ phát sinh đến năm 2030
Năm Gia tăng dân số tự nhiên (%) Dự báo dân số Lượng rác thu gom (tấn/ngày) Thành phần phân hủy sinh học (tấn/ngày) 2015 1.03% 152650 100.25 64 2016 1.03% 154222 101.03 64.12 2017 1.03% 155811 102.07 64.78 2018 1.03% 157416 103.12 65.45 2019 1.03% 159037 104.18 66.13 2020 1.03% 160675 105.26 66.81 2021 1.03% 162330 106.34 67.49 2022 1.03% 164002 107.44 68.19 2023 1.03% 165691 108.54 68.89 2024 1.03% 167398 109.66 69.60 2025 1.03% 169122 110.79 70.32 2026 1.03% 170864 111.93 71.04 2027 1.03% 172624 113.08 71.77 2028 1.03% 174402 114.25 72.51 2029 1.03% 176198 115.43 73.26 2030 1.03% 178013 116.62 74.02
SVTH: NGUYỄN HỮU LINH B1404263 52
5.2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KHU TIẾP NHẬN RÁC
Tổng lượng CTR sinh hoạt cần cho nhà máy hoạt động là khoảng 120 tấn/ngày. Tuy nhiên. để đảm bảo lúc nào nhà máy cũng có nguyên liệu để hoạt động hay những lúc gặp sự cố nhà máy ngưng hoạt động trong một thời gian. nhất là các khoảng thời gian cần cho việc duy tu sửa chữa máy móc thiết bị làm lượng CTR vận chuyển về sẽ tồn đọng lại. Vì vậy. khu tiếp nhận được thiết kế có thể lưu rác trong 3 ngày. do đó công suất của khu tiếp nhận:
Q = 120 3 = 360 (tấn)
Với khối lượng riêng của rác thải hữu cơ là 395 kg/m3 (0.395 tấn/m3) (Báo cáo hiện trạng môi trường tỉnh Đồng Tháp giai đoạn 2011- 2015 ). thể tích khu tiếp nhận:
V = 360
0.395 = 911 (𝑚 3)
Chọn chiều cao rác có thể đạt được trong khu tiếp nhận tối đa là 3 m. vậy diện tích cần thiết của khu tiếp nhận là: S1 = 911
3 = 304 (m2)
Kích thước khu tiếp nhận được thiết kế: L B = 16m 20m = 320 (m²)
Khu tiếp nhận được xây dựng có mái che bằng tôn trên có gắn các quạt thông gió tự nhiên. có tường bao xung quanh. Ngoài ra. tại đây có thêm các hệ thống thu. dẫn nước rò rỉ từ CTR đến bể chứa trung tâm của trạm xử lý cũng như việc phun chế phẩm