- Khu vực thốt nước có độ dốc trung bình, đường phân thuỷ khơng rõ rệt, Ta coi tồn bộ là một lưu vực thoát nước,
m trung bình khô ướt
CH ON Chất thải thực phẩm486,4 37,6 2,
Giấy 43,4 6 44 0,3 Catton 4,4 5,9 44,6 0,3 Chất dẻo 60 7,2 22,8 0 Vải, hàng dệt 55 6,6 31,2 4,6 Cao su 78 10 0 2 Da 60 8 11,6 10 Lá cây, cỏ 47,8 6 38 3,4 Gỗ 49,5 6 42,7 0,2
Bảng 3.8. Thành phần khối lượng các chất trong CTR chôn lấp
Hợp chất Khối lượng (tấn) C H O N Chất thải thực phẩm 58531,0 7804,1 45849,3 3170,4 Giấy 132657,3 18339,7 134491,3 917,0 Catton 2398,6 3216,3 24313,3 163,5 Chất dẻo 39365,0 4723,8 14958,7 0,0 Vải,hàng dệt 9468,3 1136,2 5371,1 791,9 Cao su 3655,3 468,6 0,0 93,7 Da 2582,3 344,3 499,2 430,4 Lá cây, cỏ 33829,4 4246,4 26893,7 2406,3 Gỗ 7574,6 918,1 6534,1 30,6 PHN 234990,9 34524,7 238081,6 6687,8 PHC 55070,8 6672,9 20829,0 1316,0
Bảng 3.9. Thành phần số mol của các nguyên tố
Khối lượng
nguyên tử 12,01 1,00 16,00 14,01
Tổng số mol
Phân hủy nhanh 19566,27 34524,69 14880,1
0 477,36
Phân hủy chậm 4585,41 6672,92 1301,81 93,93
PHN 32 36 28 1
PHC 40 55 30 1
Cơng thức hóa học của chất hữu cơ phân hủy sinh học nhanh và chậm:
CHC phân hủy nhanh: C32H36O15N
CHC phân hủy chậm: C40H55O20N
3.5.2.2 Xác định lượng khí hình thành từ phân hủy nhanh(PHN) và phân hủy chậm (PHC)
Phân hủy nhanh:
CxHyOzNt + H2O → CH4 + CO2 + NH3
C32H36O15N + 16.25H2O → 16.375CH4 + 15.625CO2 + NH3 614 262 437.5
1 0.43 0.7 (tấn) Khối lượng riêng của CH4:
4 0.7167
CH
ρ =
kg/m3
Thể tích khí CH4 sinh ra khi chôn lấp 1tấn CTR khô PHN là
VCH4= = = 0.6 (m3) Khối lượng riêng của CO2:
2 1.9768
CO
ρ =
kg/m3
Thể tích khí CO2 sinh ra khi chơn lấp tấn CTR khô PHN là
VCO2= = = 0.35 (m3)
Tổng lượng khí sinh ra khi phân hủy 1 tấn chất thải rắn khô PHN là : VPHN khô = (VCO2+VCH4) × 1000 = (0.6+0.35) × 1000 = 950 (m3) Độ ẩm = (mướt PHC/ mkhô PHC + mướt PHC) x100%
= [412745.2/ (492472.5 + 412745.2)] x100% = 45.6%
Tổng lượng khí sinh ra khi phân hủy 1 tấn chất thải rắn ướt PHN là : VPHN ướt= VPHN khơ × ()= 950 × (1-0.456)= 516.8 (m3)
Tổng thể tích khí chất hữu cơ PHN là: 1466.8 m3
Phân hủy chậm
CxHyOzNt + H2O → CH4 + CO2 + NH3
C40H55O20N + 17H2O → 21.5CH4 + 18.5CO2 + NH3 789 387 518
1 0.5 0.67 (tấn) Khối lượng riêng của CH4 :ρCH4=0.7167 (kg/m3).
Thể tích CH4 sinh ra khi chôn lấp 1kg chất thải rắn khô PHC là.
VCH4= = = 0.7 (m3)
Khối lượng riêng của CO2: ρCO2=1.9768 (kg/m3)
Thể tích CO2 sinh ra khi chôn lấp 1kg chất thải rắn khô PHC là.
VCO2= = = 0.34 (m3)
Tổng lượng khí sinh ra khi phân hủy 1 tấn chất thải rắn khô PHC là. VPHC khô=(VCO2+VCH4) × 1000=(0,7+0,34) × 1000= 1040 (m3) Tổng thể tích khí sinh ra khi phân hủy 1 tấn chất thải rắn ướt PHC là:
VPHC ướt= VPHC khơ × ( )=1040 × (1-0.456) = 565.76 (m3)
Tổng thể tích khí chất hữu cơ PHC là: 1605.76m3
3.5.2.3 Xác định sự biến thiên khí theo thời gian
Việt Nam nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, độ ẩm cao, mưa nhiều, độ ẩm rác thải cao (30-60%), do vậy tốc độ phân hủy của CTR sau khi chôn lấp khá nhanh. Giả thiết phần hữu cơ sinh học nhanh phân hủy trong 5 năm, phần hữu cơ sinh học chậm phân hủy trong 20 năm
Phân hủy nhanh trong 5 năm
Tổng thể tích khí CHC PHN là: 1466.8 m3
Hình10 . Tốc độ phân hủy của CHC PHN
Tổng lượng khí sinh ra trong năm thứ 1: x1 = = = 293.36 (m3/kg)
Tốc độ phát sinh khí cuối năm thứ 2: h1= = × 586.72 = 440.04 (m3/kg/năm) Tổng lượng khí sinh ra trong năm thứ 2:
x2 = = = 513.38 (m3/kg)
Tốc độ phát sinh cuối năm thứ 3: h2 = = = 293.36 (m3/kg/năm) Tổng lượng khí sinh ra trong năm thứ 3:
x3 = = = 366.7 (m3/kg)
Tốc độ phát sinh khí cuối năm thứ 4: h3 = = = 146.68 (m3/kg/năm) Tổng lượng khí sinh ra trong năm thứ 4:
x4 = = = 220.02 (m3/kg)
Tốc độ phát sinh khí cuối năm thứ 5: h4 = 0 (m3/kg/năm) Tổng lượng khí sinh ra trong năm thứ 5:
x5 = = = 73.34 (m3/kg)
Bảng .10. Tốc độ phát sinh khí và tổng lượng khí sinh ra của CHC PHN
Tốc độ phát sinh khí hi (m3/kg/năm) Tổng lượng khí sinh ra (m3/kg) Cuối năm h 586.72 x1 293.36 1 h1 440.04 x2 513.38 2 h2 293.36 x3 366.7 3 h3 146.68 x4 220.02 4 h4 0 x5 73.34 5
Phân hủy chậm trong 20 năm (coi đạt max ở năm thứ 5)
Tổng thể tích khí chất hữu cơ PHC là: 1605.76 m3 Mơ hình tam giác :
Hình 11. Tốc độ phân hủy
của CHC PHC
Tổng lượng khí sinh ra trong năm thứ 5: x1 = = = 80.29 (m3/kg)
Tốc độ phát sinh khí cuối năm thứ 10: h1= = × 160.58 = 120.44 (m3/kg/năm) Tổng lượng khí sinh ra trong năm thứ 10:
x2 = = = 140.51(m3/kg)
Tốc độ phát sinh cuối năm thứ 15: h2 = = = 80.29 (m3/kg/năm) Tổng lượng khí sinh ra trong năm thứ 15:
x3 = = = 100.37 (m3/kg)
Tốc độ phát sinh khí cuối năm thứ 20: h3 = = = 40.15(m3/kg/năm) Tổng lượng khí sinh ra trong năm thứ 20:
x4 = = = 60.22 (m3/kg)
Bảng 3.11.Tốc độ phát sinh khí và tổng lượng khí sinh ra của CHC PHN
Tốc độ phát sinh khí hi (m3/kg/năm) Tổng lượng khí sinh ra (m3/kg) Cuối năm h 160.58 x1 80.29 5 h1 120.44 x2 140.51 10 h2 80.29 x3 100.37 15 h3 40.15 x4 60.22 20
Tổng khối lượng khí BCL sinh ra:
Mkhí = (VPHN +VPHC) × mctr =(1362,24 + 1605,76) × 946880,41= 2,8103,411,056 m3
3.5.2.4 Hệ thống thu gom khí bãi chơn lấp
Theo TCXDVN 261:2001, bãi chôn lấp có lượng chất thải tiếp nhận trên 50000 tấn/năm, phải thiết kế hệ thống ống thu gom khí rác bị động.
Phần ống nằm trong lớp đất phủ bề mặt bãi chôn lấp và phần nhô cao trên mặt bãi chôn lấp phải sử dụng ống thép tráng kẽm hoặc vật liệu có sức bền cơ học và hóa học tương đương. Phần nhơ lên phải lắp đặt cút nghiêng 900 tránh mưa rơi xuống làm tăng nước rỉ rác.
Ống thu khí này được lồng trong một ống lồng bảo vệ có đường kính từ 1-1,5m và ống lồng này cũng được đục lỗ xung quanh.Tại chân các ống được xây dựng bằng trụ đỡ bằng bê tông để bảo vệ hoặc có thể thay đổi trụ đỡ bằng lèn đá xung quanh, chiều cao tối thiểu là 0,5m.
Độ cao cuối cùng của ống thu gom khí rác phải lớn hơn bề mặt bãi tối thiểu 1,5m (tính từ lớp phủ trên cùng).
Hệ thống thu khí được bố trí thẳng đứng với tam giác đều, khoảng cách giữa 2 ống thu khí liên tiếp khoảng 50-70m. Chọn khoảng cách bằng 60m.
Số ống đứng đặt theo chiều dài, rộng của ơ chơn lấp được biểu diễn theo hình:
Hình12 : Sơ đồ bố trí hệ thống ống thu gom khí rác
- Các ống thu gom khí rác được lắp đặt trong q trình vận hành, nối ghép, nâng dần độ cao theo độ cao vận hành bãi. Đoạn ống nối ghép phải được hàn gắn cẩn thận. Phần ống nằm trong lớp đất phủ bề mặt bãi chôn lấp và phần nhô cao trên mặt bãi chôn lấp phải sử dụng ống thép tráng kẽm hoặc vật liệu có sức bền cơ học và hóa học tương đương.
- Độ cao cuối cùng của ống thu gom khí rác phải lớn hơn bề mặt bãi tối thiểu 2m (tính từ lớp phủ trên cùng).
- Hệ thống ống thu gom khí rác nên sử dụng ống nhựa đường kính tối thiểu 150mm.
• Thiết kế giếng chiết gas bị động.
• Việc xác định khoảng cách giữa các giếng chiết khí là một vấn đề rất quan trọng trong q trình chiết khí từ bãi chơn lấp một cách hiệu quả. Các giếng chiết khí này cần được sắp xếp ở những vị trí mà vùng ảnh hưởng của chúng chồng lấn lên nhau. - Khoảng cách giữa các giếng xả khí = (2 – 01/100) R (19.42)
Trong đó
- Khoảng cách các giếng chiết được cho bởi phương trình: D = =
Trong đó:
R: là bán kính ảnh hưởng của các giếng chiết khí (tùy thuộc loại che phủ, độ sâu bãi chôn lấp. độ tuổi và thành phần của chất thải). Chọn R= 40m.
: Là vùng chồng lấn được yêu cầu (một sự chồng lấn 27% khi lắp đặt các ống chiết khí ở các góc của một hình tam giác và một sự chồng lấn 100% có thể đạt được bằng cách lắp đặt các giếng chiết khí ở các góc của hình lục giác đều cạnh R. Một màng vuông sẽ cung cấp một độ chồng lấn khoảng 60%).
61 1 4 23 18 ,0 00
Vậy khoảng cách các giếng được thiết kế cách nhau khoảng 70m. Các giếng gas ở cùng một hố chôn lấp sẽ được nối vào ống gas chính, ống gas chính này sẽ dẫn gas đến hệ thống xử lý.
Các giếng thu gom khí rác được lắp đặt trong q trình vận hành, nối ghép, nâng dần độ cao theo vận hành bãi.
Hình 10 Thiết kế gas
- Vùng ảnh hưởng của một hệ thống chiết khí nên được xác định từ nghiên cứu thực địa. Cần lắp đặt giếng chiết khí bên trong bãi chơn lấp với các lỗ khoan thăm dị khí ở những khoảng cách đều đặn tính từ giếng.
7 5 5