Khí metan ở các bãi thải có thể coi là một nguồn gây nguy hiểm, không an toàn nếu không được phát tán hoặc thu gom để chuyển thành nguồn năng lượng khác, vì nó dễ gây cháy, nổ
và ngạt thở đối với người hay động thực vật ở bãi chôn lấp và các khu vực xung quanh. Vì vậy vấn đề phòng ngừa an toàn cho tất cả những người điều hành hoặc làm việc trên bãi chôn lấp, nhất là các khu vực thoát tán khí ga, các khu vực có thể tích tụ khí ga, các ống dẫn thoát nước, nơi xử lý khí và nơi có hệ thống tập trung khí metan là rất cần thiết. Việc không ngừng
tạo ra khí ga ở trong bãi chôn lấp có nghĩa là sự nguy hiểm vẫn còn đang tiếp tục và cần phải
có sự quan tâm đặc biệt đến hệ thống thông khí khi thiết kế.
Hai loại hệ thống cơ bản được thiết kế để kiểm soát và thu hồi năng lượng từ khí metan là : hệ thống thoát khí bị động và hệ thống thoát khí chủ động. Sơ đồ của hai hệ thống này được
thể hiện ở hình 7.11.
Hệ thống thoát khí bị động: Đối với những bãi chôn lấp quy mô nhỏ và vừa, người ta thường thiết kế một hệ thống thoát khí bị động. Đây là một hệ thống dựa trên các quá trình tự nhiên để đưa khí vào khí quyển hoặc ngăn cản không cho nó chuyển động vào các khu vực
không mong muốn. Hệ thống này được xây dựng bằng các tường đất sét không thấm nước
dầy từ 0,7 – 1 m để ngăn chặn khí thấm qua. Tường đất sét được đắp từ đáy khoang chứa kéo
dài lên tận lớp đất phủ và luôn được giữ ẩm sao cho nó không bị khô và nứt tạo ra các khe thoát khí. Phía trong tường có đào rãnh thoát khí, được phủ đáy bằng một lớp sỏi, đá đường
kính 20 – 40 cm. Từ các giếng khoan, khí được dẫn tới rãnh thoát khí để đưa vào không khí
bằng các rãnh nhỏ hơn hoặc ống nhựa, ống cao su…
Khu vực thoát khí bị động phải cách biệt hẳn các khu dân cư, các khu sản xuất công nghiệp. Thông thường khu vực này được xây dựng ngay cạnh bãi chôn lấp và được quy định
là vùng cấm. Nếu khu vực thoát khí ở xa nơi chôn lấp thì phải thiết kế hệ thống máy hút khí để đưa khí theo hệ thống ống ra nơi thoát khí. Những yêu cầu cần đạt được trong hệ thống
thoát khí bị động bao gồm:
- Tường đất sét phải luôn được giữ ẩm, chống được nứt nẻ.
- Hệ thống mương rãnh thoát phải sạch sẽ và khô ráo, không được để rác, đất lấp vào lòng
mương rãnh.
- Lớp sỏi, đá và hệ thống ống dẫn khí (nếu có) phải luôn được giữ khô để việc thoát khí thực
hiện dễ dàng.
- Hệ thống thoát khí ga đơn giản là khoan giếng vào lớp phế thải sâu tối thiểu là 1m rồi đặt ống thu, thoát khí. Chiều cao ống thoát khí phải cao hơn đỉnh lớp đất tối thiểu là 0,20 m để
khí thoát thẳng ngay trên bãi chôn lấp.
Hệ thống thông khí chủ động: Hệ thống thu hồi khí chủ động có thể được thiết kế ở những
bãi chôn lấp phế thải lớn, có nhiều phế thải. Chúng thường được xây dựng ở những nơi được
xem là có khả năng nguy hiểm nếu như khí thoát vào những tòa nhà ở gần đó hoặc ở những nơi mà sự thu khí ga được xem là có hiệu quả.
Khoảng cách đặt giếng thu gom khí: Khoảng cách đặt giếng thu hồi khí thông thường từ 70
– 100m. Giới hạn bán kính của giếng thu hồi khí được xác định theo công thức:
q h D Q R . . . (7.7) Trong đó: R : bán kính thu hồi (m) Q : sản lượng khí (m3/h) D : tỷ trọng của rác thải (tấn/m3) h : chiều sâu của rác thải (m)
q : tốc độ tạo khí (m3/tấn.giờ)
Thực tế cho thấy nếu chiều sâu lớp rác h = 15m, bán kính thu hồi khí R = 25÷30m thì sản lượng khí thu được sẽ là Q = 20m3/h. Công thức (7.7) chỉ áp dụng với những bãi chôn lấp đã
đầy. Nếu đủ điều kiện tạo khí củng như đảm bảo khoảng cách các giếng thu khí từ 70 – 100m thì một giếng thu khí có thể đạt được sản lượng từ 40 – 200m3/h. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Phương pháp đặt các ống thu khí phun thẳng là khoan các giếng vào rác thải đã được chôn
lấp sâu tối thiểu là 1m, tối đa có thể khoan sâu tới đáy lớp lót. Nếu rác thải đã đóng kết thành khối vững chắc, người ta có thể đặt trực tiếp ống thu khí ga vào giếng khoan bằng ống nhựa PVC đường kính tối thiểu là 50mm. Xung qunh ống là các tầng đá lọc đảm bảo độ rỗng để thu được tối đa lượng khí ga tạo thành và ngoài ra còn tạo đủ không khí cần thiết để chống lại
việc dò khí. Để khí đi vào ống nhựa được dễ dàng, người ta khoan lỗ xung quanh ống nhựa
khoảng cách là 15cm. Khi rác kết thành khối vững chắc thì phải đóng các ống thép củng được khoan lỗ xung quanh vào giếng khoan. Ống thép phải có đường kính lớn hơn ống nhựa.
Hình 7.12 thể hiện chi tiết giếng thu khí ga. Đối với từng loại bãi chôn lấp khác nhau, các phương pháp đặt các ống thu khí củng khác nhau.
Ngoài hệ thống thu hồi khí ga thẳng đứng như đã trình bày ở trên, ở những bãi chôn lấp đắp
cao theo kiểu cầu vồng có thể áp dụng phương pháp đặt hệ thống thu hồi khí kiểu nằm ngang. Kích thước ống và vị trí đặt ống tương tự như phương pháp phun thẳng. Hệ thống thu
khí nằm ngang ít được áp dụng.
Để đảm bảo việc thu hồi khí ga được tốt hơn, người ta còn thiết kế hệ thống phun nước vào bãi chôn lấp nhằm đảm bảo độ thủy phân của rác thải, giữ không cho oxy lọt vào các túi khí tạo ra các vi sinh vật ưa khí và kéo theo vi sinh vật kỵ khí ra ngoài và làm chậm quá trình sản
sinh khí metan. Mặt khác việc phun nước vào rác thải sẽ giữ cho độ ẩm của rác đảm bảo
không cho khí metan thoát vào không khí. Ngược lại nếu độ ẩm quá cao sẽ ảnh hưởng trực
tiếp đến độ ẩm trong khí thu hồi, để khắc phục tình trạng này người ta thiết kế hệ thống rút nước thải từ bãi chôn lấp (nước tro). Hệ thống thu hồi nước tro được đặt ở phía ngoài và thấp hơn bãi chôn lấp. Nhiều hệ thống rút nước tro qua xử lý lại được bơm phun trở lại cho
phế thải.
Hệ thống rút khí nối với các bơm chân không hay quạt gió bằng một hệ thống ống dẫn đến nơi xử lý thường có hiện tượng ngưng tụ nước ở thành ống vì vậy cần có những vị trí thải nước thích hợp trên hệ thống thu hồi khí. Điểm cần chú ý trong việc thiết kế hệ thống thu hồi
khí là chỉ nên thiết kế hệ thống rút được khoảng từ 20 – 70% thể tích khí tạo ra từ bãi thải vì thực tế cho thấy nếu rút quá 70% thể tích khí tạo ra, sẽ có hiện tượng không khí lọt vào hệ
thống thu khí. Sức ép của áp suất nước bên trên khí phun ra khoảng 60cm nước là hoàn toàn phù hợp cho việc tạo khí ở phía dưới.
Để thiết kế hệ thống thu hồi khí ga có hiệu quả, cần có cách nhìn tổng quát về khả năng rút được khí ga ở bãi chôn lấp bằng phương pháp dùng sức nén của áp suất không khí cao để xác định vị trí tập trung của khí ga và kiểm tra mức độ phun thẳng lên được của khí ga.
Nếu xây dựng bãi chôn lấp mới gần với bãi chôn lấp đã đầy và có hệ thống thu hồi khí ga
thì việc thiết kế hệ thống thu hồi khí ga cho bãi chôn lấp mới phải hợp nhất cả hai hệ thống
làm một.
Xây dựng một hệ thống thu hồi khí ga cho bãi chôn lấp cần phải sử dụng số tiền vốn khá
lớn, vì vậy kiểm tra xác định chắc chắn khả năng thu hồi khí ga ở bãi chôn lấp là rất cần thiết
và phải được chứng minh cụ thể.
Lưu ý rằng: phần này mới chỉ giới thiệu về việc thu hồi khí ga ở bãi chôn lấp. Để sử dụng được khí ga như một nguồn năng lượng có giá trị còn phải qua các công đoạn xử lý khác theo
công nghệ riêng.
Chỉ dẫn an toàn đối với khí metan: trong trường hợp chưa có khí thoát tán hoặc thu hồi khí
thì ở các vị trí có khả năng tập trung khí có thể gây ra cháy, nổ - do vậy cần phủ lên rác một
lớp đất dầy để giảm khí tập trung. Khí ga có thể loại bỏ khí oxy trong đất và trong phế thải
làm rễ cây không phát triển được (bị nghẹt thở), nếu bãi chôn lấp được phủ một lớp đất dầy
1m trở lên thì tình trạng trên sẽ được khắc phục. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Các thành phần hydrosunphit (H2S), methyl mecaptans (CH3SH) trong khí gây mùi thối
khác biệt. Mùi này sẽ được loại bỏ nếu khí được thoát tán hoặc đốt cháy. Có thể sử dụng một
lớp lọc bằng đá dầy 1 – 2m để làm giảm mùi.
Trong quy trình quản lý bãi chôn lấp rác thải đô thị cần phải được đưa vào các quy định an
toàn sau:
1. Không được để một người làm việc trên bãi chôn lấp như đắp đất lên nơi chưa phủ kín
phế thải, đào mương hoặc làm sạch mương rãnh… mà phải luôn có ít nhất là hai
người và phải được trang bị bảo hộ lao động đầy đủ. Trong trường hợp một trong hai
người bị ngạt khí ga, người còn lại có thể đưa người kia về nơi an toàn. Người làm việc trên bãi chôn lấp phải được đào tạo riêng về sự nguy hiểm của khí và cách cấp
2. Phải có biển báo, rào chắn hoặc ít nhất là có dây thừng bao quanh các thiết bị phun khí
ga hoặc các giếng khoan đặt thiết bị thu khí.
3. Cấm hút thuốc hoặc đốt lửa trên bãi chôn lấp khí đã có các giếng khoan hoặc khi đã lắp đặt các thiết bị thu khí hay thu hồi khí trên bãi thải.
4. Khi đã có hệ thống thu hồi khí trên bãi chôn lấp, phải kiểm tra nghiêm ngặt để xác định rõ mức độ giảm ô nhiễm ở bãi thải và các khu vực lân cận, củng như ngăn chặn
khả năng gây cháy, nổ ở nơi tập trung khí metan, đồng thời tìm mọi biện pháp giảm
các hiện tượng trên đến mức tối thiểu.
5. Những nơi khí metan có khả năng tập trung tới 5 – 15%, cần lắp đặt thiết bị đo để báo trước sự tập trung khí metan mà tìm cách khắc phục hoặc báo cho mọi người đề phòng tránh xa những nơi này. Trong hoàn cảnh cho phép có thể xây tường, rào chắn để đảm
bảo an toàn.