- Tài khoản môi trường Kế tốn tồn bộ chi phí
CHÔN LẤP VÀ TIÊU HỦY CHẤT THẢI RẮN ĐÔ THỊ
7.7.2. Thoát tán và thu gom khí
Khí metan ở các bãi thải có thể coi là một nguồn gây nguy hiểm, khơng an tồn 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 phịng ngừa an tồn cho tất cả những người điều hành hoặc làm việc trên bãi chơn lấp, nhất là các khu vực thốt tán khí ga, các khu vực có thể tích tụ khí ga, các ống dẫn thốt nước, nơi xử lý khí và nơi có hệ thống tập trung khí metan là rất cần thiết. Việc khơng ngừng tạo ra khí ga ở trong bãi chơn lấp có nghĩa là sự nguy hiểm vẫn cịn đang tiếp tục và cần phải có sự quan tâm đặc biệt đến hệ thống thơng 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 thốt khí bị động và hệ thống thốt khí chủ động. Sơ đồ của hai hệ thống này được thể hiện ở hình 7.11.
Hệ thống thốt khí bị động: Đối với những bãi chôn lấp quy mô nhỏ và vừa, người ta thường thiết kế một hệ thống thốt khí bị động. Đây là một hệ thống dựa trên các quá trình tự nhiên để đưa khí vào khí quyển hoặc ngăn cản khơng 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 khơng bị khơ và nứt tạo ra các khe thốt khí. Phía trong tường có đào rãnh thốt khí, được phủ đáy bằng một lớp sỏi, đá đường
kính 20 – 40 cm. Từ các giếng khoan, khí được dẫn tới rãnh thốt khí để đưa vào khơng khí bằng các rãnh nhỏ hơn hoặc ống nhựa, ống cao su…
Khu vực thốt 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 thốt khí ở xa nơi chơn lấp thì phải thiết kế hệ thống máy hút khí để đưa khí theo hệ thống ống ra nơi thốt khí. Những yêu cầu cần đạt được trong hệ thống thốt 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 ln được giữ khơ để việc thốt khí thực hiện dễ dàng.
- Hệ thống thốt khí ga đơn giản là khoan giếng vào lớp phế thải sâu tối thiểu là 1m rồi đặt ống thu, thốt khí. Chiều cao ống thốt khí phải cao hơn đỉnh lớp đất tối thiểu là 0,20 m để khí thốt thẳng ngay trên bãi chơn lấp.
Hệ thống thơng khí chủ động: Hệ thống thu hồi khí chủ động có thể được thiết kế ở những
bãi chơn 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 thốt vào những tịa 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 thơng thường từ 70
– 100m. Giới hạn bán kính của giếng thu hồi khí được xác định theo cơng thức: q h D Q R . . . π = (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.
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 ngồi ra cịn tạo đủ khơng khí cần thiết để chống lại việc dị 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.
Ngồi 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 ngồi và làm chậm q trình sản sinh khí metan. Mặt khác việc phun nước vào rác thải sẽ giữ cho độ ẩm của rác đảm bảo khơng cho khí metan thốt vào khơng 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 ngồi 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 khơng 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 khơng khí lọt vào hệ
thống thu khí. Sức ép của áp suất nước bên trên khí phun ra khoảng 60cm nước là hồn tồn 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 qt về khả năng rút được khí ga ở bãi chơn lấp bằng phương pháp dùng sức nén của áp suất khơng 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 chơn lấp mới phải hợp nhất cả hai hệ thống làm một.
Xây dựng một hệ thống thu hồi khí ga cho bãi chơn 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 chơn lấp. Để sử dụng được khí ga như một nguồn năng lượng có giá trị cịn phải qua các cơng đoạn xử lý khác theo cơng nghệ riêng.
Chỉ dẫn an tồn đối với khí metan: trong trường hợp chưa có khí thốt 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.
Các thành phần hydrosunphit (H2S), methyl mecaptans (CH3SH) trong khí gây mùi thối khác biệt. Mùi này sẽ được loại bỏ nếu khí được thốt 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 chơn lấp rác thải đơ thị cần phải được đưa vào các quy định an tồn sau:
1. Khơng 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 ln 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 cịn 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 cứu.
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 chơn 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 phịng tránh xa những nơi này. Trong hồn cảnh cho phép có thể xây tường, rào chắn để đảm bảo an tồn.
7.8. ĐĨNG BÃI VÀ SỬ DỤNG LẠI MẶT BẰNG BÃI CHÔN LẤP RÁC THẢI ĐÔ
THỊ