Chương III. Kết quả nghiên cứu
3.3. Lựa chọn phương án địa điểm và thiết kế bãi chôn lấp chất thải rắn sinh hoạt tại huyện Đô Lương
3.3.3. Thiết kế các công trình trong bãi chôn lấp
3.3.3.4. Lượng khí phát sinh và hệ thống thu gom khi rác
a.Tính toán lượng khí sinh ra từ bãi chôn lấp
Tính tống lượng khí sinh ra mỗi năm cho bãi chôn lấp thời gian hoạt động 20 năm. Khí bắt đầu sinh ra ở cuối năm thứ 1 kể từ khi vận hành BCL.
Thời gian phân hủy toàn bộ chất hữu cơ phân hủy nhanh 5 năm.
Thời gian phân hủy toàn bộ chất hữu cơ phân hủy chậm 15 năm.
Tổng lượng khí sinh ra từ chất hữu cơ phân hủy nhanh 0.8746 m3/kg khối lượng khô của CTR.
Tổng lượng khí sinh ra từ chất hữu cơ phân hủy chậm 0.9996 m3/kg khối lượng khô của CTR.
Chất hữu cơ phân hủy nhanh sử dụng mô hình tam giác
Thời gian Áp dụng công thức:
Tổng lượng khí sinh ra (m3/kg) = 1/2 thời gian phân hủy (năm) x tốc độ sinh khí cực đại (m3/kg.năm)
Tốc độ sinh khí cực đại =
Tốc độ phát sinh khí cực đại vào cuối năm thứ 1:
h = 2 = 0.34984 (m3/kg.năm) Tổng lượng khí phát sinh trong năm thứ 1:
Vn1 = 1/2 x 1 x 0.34984 = 0.26238(m3/kg) Tốc độ phát sinh khí vào cuối năm thứ 2:
h1 = 3/4 x h = 3/4 x 0.34984= 0.26238 (m3/kg.năm) Tổng lượng khí phát sinh trong năm thứ 2:
Vn2 = 1/2 [(h + h1) x 1] = 0.30611 (m3/kg)
Tương tự tính tốc độ phát sinh khí và tổng lượng khí sinh ra vào các năm 3,4,5 như sau:
Bảng 21. Tốc độ phát sinh khí và tổng lượng khí sinh ra của 1 kg chất hữu cơ phân hủy nhanh trong từng năm
Cuối năm Tốc độ phát sinh khí (m3/kg.năm)
Tổng lưọng khí sinh ra (m3/kg)
1 h 0.34984 Vn1 0.17492
2 3/4 h 0.26238 Vn2 0.30611
3 1/2 h 0.17492 Vn3 0.21865
4 1/4 h 0.08746 Vn4 0.13119
5 Vn5 0.04373
Tổng 0.8746
Lượng khí sinh ra đối với toàn bộ chất thải phân hủy nhanh đem đi chôn lấp:
Khối lượng khô chất thải phân hủy nhanh mang đi chôn lấp:
MPHN = 0.7099 x 655471 = 465318.86 tấn
Khối lượng chất thải phân hủy nhanh được phân hủy tại bãi chôn lấp là:
MPHN phân hủy = 0.75 x 465318.86 = 348989.14 tấn
Khối lượng rác trung bình tính cho 1 năm của chất phân hủy nhanh là:
348989.14 / 20 = 17449.45 tấn
Vậy tốc độ phát sinh khí và tổng lượng khí sinh ra trong 17449.45 tấn rác là:
Tổng lượng khí sinh ra trong năm thứ nhất:
0.17492 x 17449.45 x 103 = 3052257.79 m3 Tốc độ phát sinh khí thứ nhất:
0.34984 x 17449.45 x 103 = 6104515.59 m3/năm Tổng lượng khí sinh ra trong năm thứ hai:
0.30611 x 17449.45 x 103 = 5341451.14 m3 Tốc độ phát sinh khí trong năm thứ hai:
0.26238 x 17449.45 x 103 = 4578386.69 m3/năm Tính toán tương tự ta có bảng tổng kết quả sau:
Bảng 22. Tốc độ phát sinh và lượng khí sinh ra do CTR PHN của 20631.17 tấn rác trong 1 năm
Cuối năm Tốc độ phát sinh khí (m3/năm)
Tổng lương khí sinh ra (m3)
1 6104515.59 3052257.79
2 4578386.69 5341451.14
3 3052257.79 3815322.24
4 1526128.90 2289193.35
5 0 763064.45
Tổng 15261288.97
Chất hữu cơ phân hủy chậm Sử dụng mô hình tam giác
Áp dụng công thức:
Tốc độ sinh khí max =
Gọi hi : tốc độ phát sinh khí hàng năm (cuối năm thứ i); (i từ 1 đến 15) xi : Tổng lượng khí sinh ra trong năm thứ i đối với 1kg CT.PHC Tính toán ta được kết quả:
h5 = h = h/max = 2 x 0.9996/15 = 0.13328 (m3/kg/năm)
Tốc độ phát sinh và tổng lượng khí sinh ra trong năm thứ 1 đối với 1kg CT.PHC:
h1 = h/5 = 0.13328 / 5 = 0.026656 (m3/kg/năm) x1 = h1/2 = 0.013328 (m3/kg)
Tốc độ phát sinh và tổng lượng khí sinh ra trong năm thứ 2:
h2 = 2h/5 = 0.053312 (m3/kg/năm) x2 = 1/2 x (h1 + h2) = 0.039984 (m3/kg)
Tốc độ phát sinh và tổng lượng khí sinh ra trong năm thứ 3:
h3 = 3h/5 = 0.079968 (m3/kg/năm) x3 = 1/2 x (h2 + h3) = 0.06664 (m3/kg)
Tính toán tương tự cho các năm còn lại ta có bảng kết quả:
Bảng 23. Tốc độ phát sinh khí và tổng lượng khí sinh ra của 1kg chất hữu cơ phân hủy chậm trong từng năm
Cuối
năm H(m3/kg.năm) x(m3)
Cuối
năm H(m3/kg.năm) x(m3)
1 0.02666 0.013328 9 0.07997 0.086632
2 0.05331 0.039984 10 0.06664 0.073304
3 0.07997 0.06664 11 0.05331 0.059976
4 0.10662 0.093296 12 0.03998 0.046648
5 0.13328 0.119952 13 0.02666 0.033328
6 0.11995 0.126616 14 0.01333 0.019992
7 0.10662 0.113288 15 0 0.006664
8 0.0933 0.09996 0.086632
Lượng khí sinh ra đối với toàn bộ chất thải PHC mang đi chôn lấp:
Khối lượng chất thải phân hủy chậm mang đi chôn lấp mPHC = 0.0781 x 655471 = 51192.28 tấn
Khối lượng chất thải phân hủy chậm được phâp hủy tại bãi chôn lấp là:
mPHC phân hủy = 0.5 x 51192.28 = 25596.14 tấn
Khối lượng chất thải phân hủy chậm trung bình trong một năm là:
25596.14 /20 = 1279.80 tấn
Vậy tốc độ phát sinh khí và tổng lượng khí sinh ra 1279.80 tấn rác là:
Tổng lượng khí sinh ra trong năm thứ nhất:
0.013328 x 1279.80 x 103 = 170571.17 m3 Tổng lượng phát sinh khí trong năm thứ nhất:
0.026656 x 1279.80 x 103 = 34119.47 m3/năm Tổng lượng khí sinh ra trong năm thứ hai:
0.039984 x 1279.80 x 103 = 51171.52 m3 Tổng lượng phát sinh khí trong năm thứ hai:
0.05331 x 1279.80 x 103 = 68226.14 m3/năm Tương tự tính cho những năm còn lại ta có bảng kết quả sau:
Bảng 24. Tốc độ phát sinh và tổng lượng khí sinh ra qua các năm do CHC PHC Cuối
năm
Tốc độ phát sinh (m3/năm)
Lượng khí (m3)
Cuối năm
Tốc độ phát sinh (m3/năm)
Lượng khí (m3)
1 34119.47 17057.17 9 102345.61 110871.63
2 68226.14 51171.52 10 85285.87 93814.46
3 102345.61 85285.87 11 68226.14 76757.28
4 136452.28 119400.22 12 51166.40 59700.11
5 170571.74 153514.57 13 34119.47 42653.17
6 153512.01 162043.16 14 17059.73 25585.76
7 136452.28 144985.98 15 0 8528.59
8 119405.34 127928.81 0
Tổng lượng khí sinh ra 1279298.32 m3
Tốc độ phát sinh khí và lượng khí phát sinh mỗi năm do sự phân hủy 1kg chất thải rắn từ bãi chôn lấp được thể hiện ở Bảng 24.
Bảng 25. Tốc độ phát sinh khí và lượng khí phát sinh mỗi năm do sự phân hủy 1kg chất thải rắn từ bãi chôn lấp
Năm Lượng khí do PHN (m3)
Lượng khí do PHC (m3)
Tổng lượng khí đo CHC PHN + CHC PHC (m3)
1 3052257.79 17057.17 3069314.97
2 5341451.14 51171.52 5392622.66
3 3815322.24 85285.87 3900608.11
4 2289193.35 119400.22 2408593.57
5 763064.45 153514.57 916579.02
6 162043.16 162043.16
7 144985.98 144985.98
8 127928.81 127928.81
9 110871.63 110871.63
10 93814.46 93814.46
11 76757.28 76757.28
12 59700.11 59700.11
13 42653.17 42653.17
14 25585.76 25585.76
15 8528.59 8528.59
Tổng 15261288.97 1279298.32 16540587.29
Thông qua tính toán và các đồ thị trên ta thấy lượng khí phát sinh qua các năm là rất lớn nên cần phải có biện pháp thu hồi và xử lý loại khí này để tránh làm ô nhiễm bầu không khí xung quanh theo tiêu chuẩn TCVN 5938.
b. Hệ thống thu khí
Có 2 loại hệ thống thoát khí cơ bản là hệ thống thoát khí bị động (đối với BCL nhỏ) hoặc hệ thống thu gom khí gas chủ động bằng các giếng khoan thẳng đứng (đối với các BCK vừa và lớn). BCL CTR huyện Đô Lương là bãi chôn lấp thuộc loại vừa, ta vừa thiết kế hệ thống thoát khí chủ động.