Để thuâ ̣n tiê ̣n và phát huy hiê ̣u quả ta ̣i khu vƣ̣c nông thôn , xe cải tiến thùng cao đƣơ ̣c sƣ̉ du ̣ng làm phƣơng tiê ̣n thu gom rất phù hợp . Đây là mô ̣t trong nhƣ̃ng phƣơng tiê ̣n tƣ̣ chế của ngƣời dân. Ngoài mục đích phu ̣c vu ̣ cho sản xuất nông nghiê ̣p thì xe cải tiến đƣơ ̣c sƣ̉ du ̣ng thêm để vâ ̣n chuyển rác thải.
Đối với chất thải rắn sinh hoạt tại xã Quảng Ngọc, phƣơng tiện thu gom đƣợc sử dụng là xe đẩy tay 3 bánh loại 500 lít và xe tải chuyên dụng vận chuyển rác về khu xử lý tập trung.
Xe đẩy tay:
Thông thƣờng trọng lƣợng riêng của rác sinh hoạt chƣa nén ép trung bình là 300 kg/m3 = 0,3 tấn/m3. Khi rác đƣợc thu gom và đƣa lên xe vận chuyển thì rác đƣợc ép sơ bộ trên xe, tạm tính trọng lƣợng riêng của rác trên xe là 500 kg/m3 = 0,5 tấn/m3. Dung tích xe đẩy tay là 500 lít/xe, tƣơng đƣơng 0,5 m3/xe.
Theo tính tốn nhƣ trên tổng khối lƣợng rác thải sinh hoạt phát sinh thu gom đƣợc tại xã Quảng Ngọc, huyện Quảng Xƣơng, tỉnh Thanh Hóa trong giai đoạn đến năm 2020 là 2,7 tấn/ngày, trong đó rác hữu cơ chiếm 1,9 tấn và rác vô cơ chiếm 0,8 tấn.
- Xã Quảng Ngọc:
+ Với lƣợng chất thải rắn hữu cơ thu gom đƣợc là 1,9 tấn/ngày thì thể tích rác cần thu gom mỗi ngày là: 1,9/0,5 = 3,8 m3. Nhƣ vậy, với lƣợng rác cần thu gom là 3,8 m3/ngày thì số lƣợt xe đẩy tay cần đi là: 3,8/0,5 ~ 8 lƣợt xe/ngày.
Với việc vạch tuyến thu gom và tần suất thu gom nhƣ trên, bố trí mỗi xe thu gom rác hữu cơ mỗi ngày thu gom 1 lƣợt, công nhân mỗi ngƣời thu gom 1 lần/ngày. Do đó số xe thu gom cần thiết để thu gom hết rác hữu cơ trong ngày là: 8/1 = 8 xe. Số công nhân cần thiết để thu gom hết rác hữu cơ trong 1 ngày là: 8/1 ~ 8 công nhân.
+ Đối với chất thải rắn vô cơ phát sinh 0,8 tấn/ngày thì thể tích rác cần thu gom mỗi ngày là: 0,8/0,5 = 1,6 m3. Nhƣ vậy, với lƣợng rác cần thu gom là 1,6 m3/ngày thì số lƣợt xe đẩy tay cần đi là: 1,6/0,5 ~ 4 lƣợt xe/ngày.
Bố trí mỗi xe thu gom rác vơ cơ mỗi ngày thu gom 1 lƣợt, công nhân mỗi ngƣời thu gom 1 lần/ngày. Do đó số xe thu gom cần thiết để thu gom hết rác vô cơ trong ngày là: 4/1 = 4 xe. Số công nhân cần thiết để thu gom hết rác vô cơ trong 1 ngày là 4/1= 4 công nhân.
Các công nhân thu gom rác vô cơ vào các buổi sáng đồng thời thu gom rác hữu cơ vào các buổi chiều nên số công nhân thu gom rác ở xã Quảng Ngọc cần bố trí là 12 công nhân.
Xe tải chở rác:
Với thể tích rác cần thu gom nhƣ trên và hiện trạng hệ thống hạ tầng giao thông của xã, cần thiết đầu tƣ 01 xe tải vận chuyển rác thải về khu chôn lấp rác của xã, loại xe tải có thể tích thùng chứa là 4m3. Ngồi ra cũng cần trang bị các dụng cụ bảo hộ lao động của công nhân thu gom nhƣ: bao tay, quần áo, giày dép, khẩu trang, …cho đội ngũ công nhân thu gom và vận hành.
3.4. Tính tốn cơng suất thiết kế xây dựng hệ thống xử lý chất thải rắn sinh hoạt xã Quảng Ngọc, huyện Quảng Xƣơng, tỉnh Thanh Hóa Ngọc, huyện Quảng Xƣơng, tỉnh Thanh Hóa
Dựa trên số liệu về thành phần chất thải rắn sinh hoạt tại xã Quảng Ngọc, huyện Quảng Xƣơng, tỉnh Thanh Hoá (Tại Bảng 3.11 và Bảng 3.12, mục 3.2 chƣơng 3), các hạng mục chính có cơng suất thiết kế tính đến năm 2030 nhƣ sau:
Cơng suất thiết kế của khu xử lý chất thải rắn tập trung là: 6,12 tấn/ngày; Công suất ủ mùn hữu cơ: 4,89 tấn/ngày;
Công suất chôn lấp: Lƣợng chất thải rắn cần chôn lấp đến năm 2030 là 46.441 kg/ngày = 16.951 tấn/năm, tƣơng đƣơng với 33.902 m3.
Các hạng mục cơng trình đƣợc tính tốn, thiết kế xây dựng trên cơ sở đáp ứng đƣợc công suất xử lý chất thải rắn sinh hoạt là 6,12 tấn/ngày.
3.4.1. Nhà tập kết và phân loại rác
- Khu phân loại rác:
Theo TCXDVN:2009 về quy hoạch xây dựng cơ sở xử lý chất thải rắn, diện tích khu tiếp nhận và phân loại đƣợc tính theo cơng thức nhƣ sau:
FPL =W t k h (m2) Trong đó:
- W: Khối lƣợng chất thải rắn đƣa đến nhà phân loại; W = 6,12 (tấn/ngày); - t: Thời gian lƣu tối đa, t = 5 (ngày);
- ρ: Tỉ trọng chất thải rắn, ρ = 0,5 (tấn/m3); - h: Chiều cao chứa rác, h = 1,0 m;
Thay các số liệu vào cơng thức trên, tính đƣợc diện tích của khu phân loại rác là: FPL = 91,8 (m2). Chọn diện tích khu phân loại rác là 100 m2.
- Khu chứa rác tái chế:
Diện tích khu tái chế đƣợc tính theo cơng thức nhƣ sau: FTC = (m2) Trong đó:
- WTC: Khối lƣợng thành phần tái chế đƣợc, WTC = 0,19 (tấn/ngày); - t: Thời gian lƣu tối đa, t = 15 (ngày);
- TC : Tỷ trọng trung bình các thành phần tái chế, TC = 0,65 (tấn/m3); - h: Chiều cao chứa rác, h = 1 (m);
- k: Hệ số diện tích dành cho các cơng trình phụ trợ, lấy k = 1,5;
Thay các số liệu vào cơng thức trên tính đƣợc FTC = 6,58 (m2). Chọn diện tích khu chứa rác tái chế là 10 m2.
- Khu lưu trữ chất thải nguy hại:
Lƣu trữ tạm thời chất thải nguy hại trƣớc khi đƣợc vận chuyển về khu xử lý chất thải nguy hại tập trung.
Diện tích mặt bằng khu lƣu trữ là 10 m2, kích thƣớc LxB = 5x2 (m). Tổng diện tích cần thiết của nhà phân loại và chứa rác tái chế là:
100+10+10 = 120 (m2)
Thiết kế nhà phân loại và chứa rác tái chế có diện tích 120 m2, kích thƣớc LxB=12m x 10m; chia thành các khu: khu tập kết và phân loại rác hữu cơ, khu tập kết và phân loại rác vô cơ, khu chứa rác tái chế và khu lƣu trữ chất thải nguy hại.
3.4.2. Nhà ủ rác
Rác hữu cơ đƣợc ủ trong các bể ủ, thời gian ủ là 32 ngày. Thể tích rác hữu cơ sau khi phân loại đƣợc đƣa vào ủ là:
V =
g R
.1000 (m3)
Trong đó:
- R: Khối lƣợng chất thải rắn hữu cơ đƣa vào ủ, R = 4,89 (tấn); - g: Trọng lƣợng riêng chất thải rắn, g = 550 (kg/m3)
Tính toán thiết kế khu ủ mùn:
Chất thải rắn hữu cơ đƣợc xử lý bằng phƣơng pháp ủ yếm khí tùy tiện. Vì vậy phải xây dựng và có phƣơng pháp vận hành hợp lý để có thể đảm bảo số bể ủ.
Xây dựng bể ủ có kích thƣớc hxd=1m, bxd=2m, lxd=4m. Chiều cao hữu dụng của bể ủ là 1m, dung tích hữu dụng của mỗi bể ủ là 9m3. Vậy số bể cần thiết để ủ hết khối lƣợng rác của một ngày là:
n = 9/8,89 ≈ 1 (bể)
Nhƣ vậy, số bể ủ cần thiết để chứa đƣợc lƣợng rác trong 32 ngày là: N = n T (bể)
Trong đó:
- N: Tổng số bể ủ cần thiết phải có, (bể)
- n: Số bể cần thiết để ủ khối lƣợng rác trong một ngày, n = 1 bể - T: Chu kỳ ủ, T = 32 (ngày). Do đó N = 132 = 32 (bể)
Thiết kế thêm 02 bể dự trữ. Do đó tổng số bể ủ cần xây dựng là 34 bể. Vậy hệ số chu kỳ trong năm là:
365 365 11 32 T Trong đó:
- : Là số lần ủ trong một năm (hay gọi là hệ số chu kỳ ủ), (lần) - 365: Số ngày trong năm
Diện tích mặt bằng mỗi bể ủ là: Fb = b l (m2) = 6 3 18 (m2)
Thiết kế chia số bể làm 2 dãy, mỗi dãy có 17 bể, hai dãy bể ủ cách nhau 4m để đảm bảo giao thông thuận tiện cho công nhân vận hành.
Chiều dài của một dãy là:
L = SB x B1B + ST x bT (m) Trong đó:
- SB: Số bể 1 dãy; SB = 17 (bể); - B1B: Chiều rộng 1 bể, B1B = 2 (m); - ST: Số tƣờng ngăn, ST = 18;
- bT: Chiều rộng của tƣờng ngăn, bT = 22 cm = 0,22 (m). Vậy: L = SB x B1B + ST x bT = 17x2+18x0,22 = 37,96 (m).
3.4.3. Nhà kho và sàng rác
Khối lƣợng mùn có đƣợc sau q trình ủ là 1,59 tấn/ngày.đêm Vậy diện tích kho chứa mùn hữu cơ là:
FPHC = ((W*t)/( ρ*h))*k = ((1,59*15)/(0,5*1))*1,2 = 57,24 (m2) Trong đó:
- W: Khối lƣợng phân hữu cơ. W = 1,59 (tấn/ngày); - t: Thời gian lƣu tối đa, t = 15 (ngày);
- ρ: Tỉ trọng mùn, ρ = 0,5 (tấn/m3); - h: Chiều cao khu chứa, h = 1 m;
- k: Hệ số diện tích dành cho các cơng trình phụ trợ, lấy k = 1,2.
Thay các số liệu vào cơng thức trên tính đƣợc FPHC = 57,24 (m2). Chọn diện tích kho chứa mùn cần thiết là 60 m2, diện tích hữu dụng đặt máy sàng mùn hữu cơ là 25 m2. Do đó, diện tích cần thiết của nhà kho và sàng phân loại là 85 m2 và kích thƣớc LxB=10m x 8,5m.
3.4.4. Khu chôn lấp rác
Tổng lƣợng rác cần chơn lấp trong vịng 15 năm là 16.951 tấn, tƣơng đƣơng với 16.951 /0,5 = 33.902 m3. Dựa vào kết quả khảo sát địa chất, để đảm bảo hiệu quả cho q trình chơn lấp rác, thiết kế ơ chơn lấp với tổng chiều cao trung bình là 6,2 m. Do rác đƣa vào các ô chôn lấp đều là rác vô cơ trơ, vật liệu xây dựng nên sẽ khơng có các lớp đất phủ trung gian, ơ chơn lấp thiết kế nửa chìm nửa nổi.
Thiết kế tổng diện tích các ơ chơn lấp là 5.430 m2. Trong đó ơ chơn lấp số 1 có diện tích 1.930 m2, ơ chơn lấp số 2 có diện tích 1.680 m2, ơ chơn lấp số 3 có diện tích 1.820 m2.
Theo tính tốn với diện tích ơ chơn lấp nhƣ trên thì ơ chơn lấp hoạt động đƣợc trong vịng 15 năm.
Cấu trúc đáy các ơ chơn lấp gồm các lớp sau: - Lớp đá dăm 2x4, dày 200mm; - Lớp màng chống thấm HDPE; - Lớp đất tự nhiên.
3.4.5. Khu xử lý nƣớc thải
Nƣớc thải phát sinh từ cả 2 công đoạn: ủ tạo mùn và chơn lấp. Trong đó cơng đoạn ủ đƣợc tiến hành trong nhà có mái che nên lƣợng nƣớc rỉ rác sinh ra chính là lƣợng nƣớc có sẵn trong rác, cịn cơng đoạn chơn lấp đƣợc thực hiện ngồi trời nên có cả sự thâm nhập của nƣớc mƣa vào các lớp đất.
Tính tốn lƣu lƣợng nƣớc thải cần xử lý:
+ Nước thải từ cơng đoạn ủ mùn hữu cơ:
Vì rác đƣợc ủ trong nhà có mái che nên lƣợng nƣớc thải phát sinh tại đây chính là lƣợng ẩm lấy đƣợc từ rác. Cơng thức tính lƣợng nƣớc thải phát sinh trong công đoạn này nhƣ sau:
Q1 = M1*(W11 – W12)
Trong đó:
- Q1: Lƣợng nƣớc thải phát sinh từ khu ủ rác, m3/ngày; - M1: Khối lƣợng rác đem ủ, tấn/ngày;
- W11: Độ ẩm của rác trƣớc khi ủ, %; - W12: Độ ẩm của rác sau khi ủ, %;
Theo bảng số liệu về khối lƣợng và thành phần chất thải rắn sinh hoạt tại xã Quảng Ngọc, đến năm 2030 lƣợng rác đem đi ủ là M1 = 4,89 tấn/ngày.
Thơng thƣờng rác có độ ẩm W11 = 68% và rác sau khi ủ có độ ẩm W12 = 30%. Vậy lƣu lƣợng nƣớc thải phát sinh ở công đoạn ủ rác là:
Q1 = 4,89*(0,68 – 0,3) = 1,86 (m3/ngày).
Thực tế về mùa khô, lƣợng nƣớc thải này đƣợc tận dụng quay trở lại tƣới cho các ô ủ duy trì độ ẩm rác, do đó lƣợng nƣớc thải phát sinh trong công đoạn này là Q1=0 m3/ngày.
+ Nước thải từ công đoạn chôn lấp:
Công thức tính lƣợng nƣớc thải trong ô chôn lấp nhƣ sau: Q3 = M3*(W31 –W32) + [P*(1-R) - E]*A
Trong đó:
- Q3: Là lƣu lƣợng nƣớc thải sinh ra từ ô chôn lấp, m3/ngày; - M3: Thể tích rác đem chơn lấp trung bình ngày, m3/ngày; - W32: Độ ẩm của rác sau khi nén, %;
- W31: Độ ẩm rác trƣớc khi nén, %; lấy W31 = 40% (Do đây chủ yếu là thành phần rác vô cơ)
- P: Lƣợng mƣa ngày trong tháng lớn nhất, m/ngày;
Theo báo cáo quy hoạch phát triển xã Quảng Ngọc đến năm 2020, phần điều kiện tự nhiên thì P = 403 mm/ngày.= 0,4 m/ngày
- R: Hệ số thoát nƣớc bề mặt. Theo bảng 7.6 giáo trình quản lý chất thải rắn - Trần Hiếu Nhuệ thì R = 0,15.
- E: Lƣợng bốc hơi, m/ngày.
Thông thƣờng E nằm trong khoảng từ 5-6 mm/ngày, lấy E = 5mm/ngày = 0,005 m/ngày.
- A: Diện tích chơn lấp rác mỗi ngày, m2.
Theo số liệu tính tốn đến năm 2030 lƣơ ̣ng rác đem đi chôn lấp tại xã Quảng Ngọc trung bình mỗi ngày là 4,82 (tấn/ngày.đêm).
Với tỉ trọng rác chƣa lu nèn là 0,5. Nên thể tích rác trung bình là: M3=4,82/0,5= 9,64(m3/ngày).
Lấy hệ số lu nèn là 0,8. Tỉ trọng rác sau lu nèn là 0,5/0,8 = 0,625. Thể tích rác trung bình mỗi ngày sau lu nèn là: 4,82/0,625 = 7,712 (m3).
Với chiều cao lớp rác là 2m, diện tích rác chơn lấp mỗi ngày: A=7,712/2=3,856 (m2).
Do vâ ̣y, áp dụng công thức trên tính đƣợc lƣợng nƣớc thải phát si nh trung bình mỗi ngày là 4 m3 nhƣ bảng 3.14 dƣới đây:
Bảng 3.14. Lượng nước thải phát sinh trung bình mỗi ngày
Q3 M3 W31 W32 P R E A
4 9,64 0,4 0,15 0,403 0,15 0,005 3,856 Lấy hệ số an toàn là k = 1,5. Tổng lƣu lƣợng nƣớc thải cần xử lý là:
Q = (Q1 + Q2 + Q3)*k = (0 + 0 + 4)*1,5 ≈ 6 (m3/ngày). Thiết kế khu xử lý nƣớc thải có cơng suất Q = 10 m3/ngày
Công nghệ xử lý nƣớc thải:
Do nƣớc rỉ rác từ các bể ủ đã đƣợc thu gom về bể chứa và bơm tuần hoàn trở lại bể ủ nhằm tăng cƣờng độ ẩm cho q trình ủ vào mùa khơ, do đó phần nƣớc thải cịn lại (phát sinh từ ô chôn lấp) mức độ ơ nhiễm khơng cao vì hầu hết là rác khô, trơ,
không chứa rác hữu cơ. Lƣợng nƣớc này sẽ đƣợc thu gom và dẫn thẳng về bể chứa của hệ thống xử lý nƣớc thải.
Theo số liệu tham khảo tại các dự án xử lý chất thải rắn khác đã thực hiện thì nồng độ các chất ô nhiễm trong nƣớc thải khu xử lý rác xã Quảng Ngọc có thể lấy nhƣ bảng 3.15 sau:
Bảng 3.15. Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải
STT Thông số Đơn vị Thông số
đầu vào 25:2009/BTNMT Cột B2, QCVN 1 BOD mg/l 150 50 2 COD mg/l 468 300 3 TSS mg/l 185 100* 4 Tổng N mg/l 87 60 5 Amoni (NH4+, tính theo N) mg/l 46 25 6 Tổng P mg/l 20 6* Ghi chú:
- QCVN 25:2009/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nƣớc thải của bãi
chôn lấp chất thải rắn;
- QCVN 24:2009/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nƣớc thải công nghiệp;
- Cột B2: Quy định nồng độ tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm trong nƣớc thải của bãi chôn lấp chất thải rắn xây dựng mới kể từ ngày 01 tháng 01 năm 2010 khi xả vào các nguồn nƣớc khơng dùng cho mục đích cấp nƣớc sinh hoạt.
*: Lấy theo quy chuẩn QCVN 24:2009/BTNMT, cột B
Từ các thơng số trên cho thấy: Nƣớc thải có hàm lƣợng BOD, COD, TSS, tổng N và tổng P vƣợt so với tiêu chuẩn thải cho phép. Đặc biệt các chỉ tiêu BOD cao gấp 3 lần; COD cao gấp 1,56 lần; TSS cao gấp 1,85 lần so với tiêu chuẩn cho phép. Thành phần ô nhiễm trong nƣớc thải chủ yếu là các chất hữu cơ dễ phân hủy. Vì đây là khu xử lý CTR tập trung, trong đó có các ơ chơn lấp, diện tích mặt bằng dành cho khu xử lý nƣớc thải là khá lớn. Do đó đề xuất cơng nghệ xử lý nƣớc thải cho khu xử lý CTR sinh hoạt xã Quảng Ngọc theo phƣơng pháp tự nhiên. Việc sử dụng các hồ sinh học để