4.3.1 Tính diện tích bãi chơn lấp:
Số liệu, điều kiện tính tốn:
+ Tổng lượng rác thu gom trong 20 năm: 1.338.122.008 kg = 1.338.122 tấn. + Khối lượng rác đem chơn lấp = 95% khối lượng thu gom:
1.338.122 x 0,95 = 1.271.216 tấn.
+ Rác thải được đƣa đên bãi chơn lấp sẽ được đầm nén kỹ để tỷ trọng đạt tới 0,52 – 0,8 tấn/m3, chọn d = 0,8 m3.
+ Ơ chơn lấp được tiến hành lấp 1 lớp rác 2- 2,2 m (chọn 2m) thì phủ 1 lớp phủ trung gian (bằng đất) dày 0,2m.
+ Giả sử ơ chơn lấp cĩ tiết diện đứng gồm 2 hình thang.
a2 h2 600 a 450 h1 a1
Hình 4 . 1 Tiết diện đứng của ơ chơn lấp Thể tích rác thải cần chiếm chỗ là: Wtc = Mtg / b
Trong đĩ:
Wtc : thể tích rác thải cần chiếm chỗ trong bãi chơn lấp b : tỷ trọng chất thải rắn, b = 0,8 tấn/m3
Wtc = 1.338.122 × 0,95 /0,8 = 1.589.019,9 (m3)
Chọn chiều cao lý thuyết của ơ chơn lấp là D = 15 m= 1500 cm, lớp chất thải rắn (rác) dr = 200 cm và lớp đất phủ xen kẽ dd = 20
cm. Số lớp rác chơn lấp (L) trong 1 ơ chơn lấp: L = D/ (dr+ dd)
= 1500/(200 + 20)
= 6,82 lớp. Lấy trịn 6 lớp rác Chiều cao hữu dụng chứa rác:
d1 = dr × L = 2 × 6 = 12 (m) Chiều cao của các lớp đất phủ:
d2 = dd × L
= 0,2 × 5 = 1 m
Diện tích hữu dụng cần thiết để chơn hết lượng rác tính tốn: Stc = Wtc/d1
= 132.418,33( m2) = 13,2 (ha)
Nếu diện tích đất sử dụng xây dựng các cơng trình phụ trợ là 25% thì tổng diện tích bãi chơn lấp sẽ là 13,2 x (1+0.25)= 16,5ha.
4.3.2 tính tốn diện tích các ơ chơn lấp:
Theo số liệu tính tốn, khơi lượng chất thải rắn từ năm 2011 – 2030 là 1.338.122 tấn và thời gian sử dụng bãi chơn lấp là 20 năm. Diện tích sử dụng để chơn lấp là 13,2 ha, sẽ xây dựng 12 ơ chơn lấp cĩ diện tích, kích thước bằng nhau. Các ơ chơn lấp sẽ được sử dụng theo thứ tự đánh số từ 1 đến 12, ơ này lấp đầy sẽ sử dụng ơ tiếp theo.
Khối lượng chất thải rắn chơn trong một ơ: 1.271.216 / 12 = 105.934,7 (tấn)
Thể tích chất thải rắn trong một ơ: 105.934,7 / 0,8= 132.418,3 (m3) Thể tích của một ơ chơn lấp cĩ thể tính như sau:
Vơ = VI + VII (***)
VI = 1/3 h1{a1b1 + ab + (a1b1ab )1/2} VII = 1/3 h2 {a2b2 + ab + (a2b2ab)1/2}
Trong đĩ:
VI : Thể tích phần chìm của ơ chơn lấp. VII : Thể tích phần nổi của ơ chơn lấp
h1 : Chiều cao phần chìm của ơ chơn lấp (lấy = 5m) h2 : Chiều cao phần nổi của ơ chơn lấp (lấy = 10m)
a,b : Chiều dài, chiều rộng miệng ơ chơn lấp a1,b1 : Chiều dài, chiều rộng đáy dưới ơ chơn lấp a2,b2 : Chiều dài, chiều rộng đáy trên ơ chơn lấp
Ta cĩ: a1 = a - 2h1 = a - 10 a2 = a - 2h2 cotg600 = a - 11,55 b1 = b- 2h1 = b - 10 b2 = b - 2h2 cotg600 = b – 11,55 Vơ = Vrác + Vvật liệu phủ Vvật liệu phủ / Vrác = d2 × 100% / d1 = 100 / 12= 8,3 % Nên: Vvật liệu phủ = 8,3% Vrác Vơ = 108,3% Vrác = 132.418,3 × 1,083 = 143.409 (m3) Chọn: a = 110 m b = 100m diện tích Sơ = 11.000 (m2) = 1,1 ha Ta sẽ cĩ: a1 = 100 m b1 = 90m
a2 = 98,45m b2 = 88,45m
Tính Vơ theo cơng thức (***) ta cĩ: Vơ = 148.233,1 (m3)
Vậy 12 ơ chơn lấp cĩ diện tích là: 11.000 × 12 = 132.000 (m2)
= 13,2 (ha) Thi cơng ơ chơn lấp cĩ:
- Chiều dài mặt ơ: 110m - Chiều dài đáy ơ: 100m - Chiều rơng mặt ơ: 100m - Chiều rộng đáy ơ: 90m
- Chiều cao ơ: 5m (phần chìm).
4.3.3 Lớp chống thấm:
Lớp lĩt đáy: (bố trí từ dưới lên)
+ Đất nền ở đáy và 2 bên thành được đầm nén kỹ. + Lớp đất sét dày: 0,6m (hệ số thấm nước >10-7cm/s). + Lớp vải địa chất chống thấm: 0,002 m.
+ Lớp cát dày: 0,2m
+ Lớp sỏi và đường ống thu gom nước rỉ rác dày: 0,2m
+ Lớp vải địa chất 2 (cho nước rỉ rác chảy qua được) dày: 0,002m + Lớp đất bảo vệ dày: 0,3m
Tổng chiều dày: 1,304m. Lớp phủ bề mặt: (bố trí từ dưới lên)
+ Lớp đất sét dày: 0,6m.
+ Lớp vải địa chất chống thấm dày: 0,002m. + Lớp cát thốt nước dày: 0,2m
+ Lớp đất trồng cỏ dày: 0,4m Tổng chiều dày: 1,202 m.
Lớp rác và đất phủ trung gian theo tính tốn phần trên dày: 13m.
Tổng chiều cao của ơ chơn lấp: 13 + 1,304 + 1,202 = 15,506 (m)
Ống thu khí Lớp phủ bề mặt ` Lớp đất trồng Lớp cát thoát Lớp vải địa chất lớp chống thấm HDPE Lớp đất 0,6m Lớp rác thứ n Lớp rác và đất phủ Lớp phủ trung gian (0,2m) Lớp rác thứ Lớp đáy chống thấm Lớp rác thứ 1 Lớp đất bảo vệ L(ơ0ù,p3mva) ûi địa chất 2 Lớp sỏi + đường ống (0,2m) Lớp cát
Hình4. 2 Cấu tạo ơ chơn lấp
Lớp vải địa chất Lớp chống thấm HDPE 1.5mm
Lớp sét chống thấm
1
4.3.4.1 Lượng nước rỉ rác sinh ra:
Nước rỉ rác sinh ra chủ yếu là do nước cĩ sẵn trong rác chảy ra do bị nén, nước mƣa khi chưa lấp đầy ơ chơn lấp, một phần nhỏ là do quá trình phân hủy các chất trong chất thải.
Số liệu tính tốn:
+ Khối lượng rác trung bình ngày: M = 1.338.122 / (20 ×365) = 183,3 tấn/ngày. + Lượng mƣa ngày trong tháng lớn nhất:
Lượng mƣa: 2500mm/năm, tháng 11 mƣa nhiều nhất: 2500 × 0,3 = 750 mm/ tháng. Lượng mƣa ngày lớn nhất: P = 750/30 = 25mm/ngày = 0,025 m/ngày.
+ Độ ẩm trung bình
Bảng 4. 5 Thành phần rác thải đơ thị ở Thành phố Huế
STT Thành phần Khối lượng m (%) Độ ẩm p (%) 1 Thực phẩm thừa 79 70 2 Giấy 6 6 3 Nhựa, linon 9,03 2 4 Cành cây, mảnh vụn 1,2 10
5 Vải, cao su, hữu cơ tổng hợp 0,15 2
6 Thủy tinh 2,13 2
7 Lon, đồ hộp 1,05 3
8 Khác 1,48 8
Độ ẩm trung bình trƣớc khi nén: W2 = 8 �� × ��= 56,16%
Độ ẩm trung bình sau khi nén (tỷ trọng: 0,272 lên 0,8 tấn/m3) Độ ẩm sau khi nén: W1 = 25%.
+ Hệ số thốt nước bề mặt: R = 0,015
+ Lượng nước bốc hơi hàng ngày: E = 5mm/ngày =0,005m/ngày + Diện tích cơng tác mỗi ngày:
V = 183,3/0,8 = 229,13 (m3).
Chiều cao 1 lớp rác = 2m diện tích cơng tác: A = 299,13 / 2 = 114,6 (m2) Lượng nước rỉ rác sinh ra:
C = M(W2 – W1) + (P(1-R)-E) A
= 183,3 × (56,16-25)/100 + (0,85 ×0,025 – 0,005) 114,6 = 58,98 m3/ngày.
4.3.4.2 Hệ thống thu gom nước rỉ rác:
Thốt nước mặt:
+ Xây dựng đê bao để ngăn nước mƣa chảy tràn cĩ thể ngấm vào ơ chơn lấp hoặc làm sĩi mịn bờ ơ chơn lấp. Xây đê cao 2,5m, chiều rộng bề mặt 2,5m.
+ Đào và xây rãnh thốt nước bề mặt xung quanh bãi chơn lấp.
Thốt nước tại đáy bãi:
+ Hệ thống thu gom nước rị rỉ được sử dụng là hệ thống thu gom nước ở đáy BCL được biểu diễn theo hình sau:
ống thu gom nước rỉ rác Tầng thu nước rỉ rác 1% 1% 3% 3% 10m 10m Tầng chống thấm
+ Đáy ơ chơn lấp dốc tối thiểu 1% về phía đường ống thu gom, xung quanh ống thu gom bán kính 10 m cĩ độ dốc 3%.
+ Sử dụng ống cĩ đường kính 15 – 20 cm. Cứ 100mm ống sẽ được khoan lỗ để thu nước, khoảng cách giữa 2 lỗ khoan là 6mm, kích thước lỗ khoan phải phù hợp với kích thước hạt cát nhỏ nhất.
+ Cuối đường ống cĩ hố ga tập trung nước rỉ rác, đặt máy bơm để hút lên hệ thống xử lý.
4.3.4.3 Một số cơng nghệ xử lý nước rỉ rác:
Nước rỉ rác cĩ chứa các chất ơ nhiễm với nồng độ rất cao, quá trình xử lý khá phức tạp, phải kết hợp nhiều phương pháp xử lý như sinh học, hĩa – lý… thì đầu ra mới cĩ thể đạt tiêu chuẩn.
Ở Việt Nam, trên thực tế việc kiểm sốt nước rỉ rác chưa được tốt, chỉ một vài bãi chơn lấp áp dụng cơng nghệ tiên tiến mới cĩ thể xử lý nhưng giá thành xây dựng và vận hành khá cao.
Bảng 4. 6 Thành phần hĩa học nước rị rỉ từ bãi chơn lấp mới và lâu năm Chỉ tiêu Bãi chơn lấp mới (chưa đến 2 năm)
Khoảng (mg/l) Điển hình (mg/l)
BOD5 2.000 – 30.000 10.000 100 – 200
TOC 1.500 – 20.000 6.000 80 – 160
COD 3.000 – 60.000 18.000 100 – 500
TSS 200 – 2000 500 100 – 400
Nitơ hữu cơ 10 – 800 200 80 – 120
Ammonia 10 – 800 200 20 – 40
Nitrate 5 – 40 25 5 – 10
Tổng phospho 5 – 100 30 5 – 10
Artho phospho 4 – 80 20 4 – 8
pH 4,5 – 7,5 6 6,6 – 7,5 Độ cứng 300 – 10.000 3.500 200 – 500 Ca2+ 200 – 3.000 1.000 100 – 400 Mg2+ 50 – 1.500 250 50 – 200 K+ 200 – 1.000 300 50 – 400 Na+ 200 – 2.500 500 100 – 200 Cl - 200 – 3.000 500 100 – 400 SO42- 50 – 1.000 300 20 – 50 Tổng sắt 50 – 1.200 60 20 – 200 (Nguồn: Tchobanoglous và cộng sự, 1993) Sau đây là một số cơng nghệ xử lý nước rỉ rác:
Cơng nghệ 1:
Dịng vào Hồ sinh học Bể lắng thứ cấp Bể xứ lí bằng Ca(OH)2 Bể phản ứng Lắng Bể UASB Tháp tách NH3
Thiết bị đơng keo tụ
Bể điều hịa Bể lắng cát Bể SBR Bể lọc than hoạt tính Bể khử trùng Dịng ra
Hình 4. 4 Một sơ đồ cơng nghệ xử lý nước rỉ rác
Hình 4. 5 Một sơ đồ cơng nghệ xử lý nước rỉ rác
Cơng nghệ 3:
Kiềm hĩa Bể tách NH3
Trung hịa & kết lắng Nước rỉ rác Bể/ hồ tiếp nhận Xả cặn Xả cặn Lắng Aeroten Khí Bùn hồi lƣu Bể kỵ khí ƠXY HĨA BẰNG Cánh đồng lọc
Hình 4 . 6 Một sơ đồ cơng nghệ xử lý nước rỉ rác
Nhận xét chun g :
Cả 3 cơng nghệ đều được áp dụng xử lý nước thải cĩ nồng độ ơ nhiễm cao, nhất là COD, BOD, NH4+, mùi và chất lơ lửng. Do tải lượng hữu cơ cao nên nước rỉ rác thơiờng được xử lý kết hợp kỵ khí và hiếu khí nhưng trong nước rỉ rác cĩ thể chứa các chất độc hại (tùy thuộc vào thành phần chất thải đem chơn lấp) nên quá trình sinh học cĩ thể khơng cĩ hiệu quả tối đa. Chính vì vậy nên áp dụng phương pháp keo tụ tạo bơng trƣớc khi xử lý sinh học, một phần chất hữu cơ sẽ được tách ra khỏi nước thải, chất lơ lửng keo tụ cĩ thể kéo theo một số chất vơ cơ, hữu cơ độc hại với vi sinh vật.
Một số chất hữu cơ khĩ phân hủy sinh học thì nên áp dụng phương pháp oxy hĩa hĩa học khác. Ở cơng nghệ 3, áp dụng phương pháp oxy hĩa Fenton, ở đây dùng tác nhân H2O2 và xuc tác Fe2+ để khống hĩa các hợp chất bền khĩ phân hủy sinh học. Nhưng phương pháp này tốn kém về hĩa chất vì phải thực hiện ở pH thấp.
Tùy thuộc vào tiêu chuẩn đầu ra, kinh tế mà một bãi chơn lấp cĩ thể lựa chọn một trong các phương án trên, nếu đặt vấn đề mơi trường nên hàng đầu thì cĩ thể áp dung phương án thứ 3 là xử lý triệt để nhất.
UV
bazo
Nước vào Điều chỉnh pH Ơxy hĩa Fenton H2O2 Fe2+ Trung hịa và lắng Nước ra Bùn
4.3.5 Tính tốn lượng khí gas sinh ra, thu gom, xử lý khí:4.3.5.1 Tính tốn khí sinh ra: 4.3.5.1 Tính tốn khí sinh ra:
Bảng 4. 7 Tỷ lệ thành phần các khí chủ yếu sinh ra từ bãi chơn lấp
Thành phần Thể tích khơ (%)
CH4 45 – 60
CO2 40 – 60
N2 2 – 5
O2 0,1 – 1
Mercaptans, hợp chất chứa lƣu huỳnh 0 – 1
NH3 0,1 – 1 H2 0 – 0,2 CO 0 – 0,2 Các khí khác 0,01 – 0,6 Tính chất Giá trị Nhiệt độ (0F) 100 – 120 Tỷ trọng 1,01 – 1,06 Bảng 4. 8 Thành phần chất thải rắn đơ thị STT Thành phần Khối lượng m (%) Độ ẩm p (%)
Phân hủy nhanh
1 Thực phẩm thừa 79 70
3 Cành cây, mảnh vụn 1,2 10
Phân hủy chậm
4 Vải, cao su, hữu cơ tổng hợp 0,15 2
Chất trơ
5 Thủy tinh 2,13 2
6 Lon, đồ hộp 1,05 3
7 Khác 1,48 8
8 Nhựa, linon 9,03 2
Nhận xét: Trong lượng chất thải đem chơn lấp chủ yếu là chất phân hủy sinh hoc nhanh và chất được xem là trơ về mặt sinh học, hĩa học cịn chất phân hủy sinh học chậm chỉ chiếm 0,15% khối lượng. Trong tính tốn lượng khí gas sinh ra thì chất phân hủy sinh học chậm cần đến 15 năm để phân hủy 50% khối lượng nên trong phần tính tốn này sẽ bỏ qua phần phân hủy sinh học chậm, chỉ tính tốn lượng khí sinh ra do phân hủy chất phân hủy sinh hoc nhanh (phân hủy 75% khối lượng trong vịng 5 năm).
Chất phân hủy sinh học nhanh gổm thực phẩm thừa, giấy, cành cây, lá cây, các mảnh vụn từ rác vƣờn, rác chăm sĩc cây cảnh đường phố. Tổng khối lượng chiếm 86,2% khối lượng thu gom.
Khối lượng các chất phân hủy sinh học nhanh: M = 1.338.112 x 0,862 = 1.153.461( tấn) Khối lượng phân hủy sau 5 năm:
Mph = 1.153.461 x 0,75 = 865.096 (tấn) Độ ẩm chung các chất phân hủy nhanh:
W = 79 x 0,7 + 6 x 0,06 + 1,2 x 0,1 = 55,78 %
Khối lượng khơ của lượng chất phân hủy sinh học nhanh: Mkhơ= 865.096 x (1- 0,5578) = 382.545 (tấn)
Tổng lượng khí sinh ra trong quá trinh phân hủy nhanh là 14 ft3/lb = 0,8746 m3/kg khối lượng khơ.
Tổng lượng khí sinh ra: 382.545 x 1000 x 0,8746 = 334.573.857 (m3)
Thu gom bằng cách thi cơng các giếng thu gom khí. Các giếng này được khoan sâu vào lớp chất thải 1 – 1,5 m.
Khoảng cách giữa các giếng thu khí lựa chọn theo tiêu chuẩn (50m – 70m) , chọn là 60m, bố trí các giếng theo hình tam giác đều.
Sau khi thu gom, khí gas phải được xử lý, cĩ thể thiêu đốt trực tiếp nhưng sẽ khơng hiệu quả kinh tế. Khí gas nên sử dụng phục vụ cho các mú đích khác như dân sinh, đốt, sấy các nguyên liệu, các cơng đoạn sản xuất của ngành kinh tế khác, lượng khí sinh ra tương đối lớn thì cĩ thể đầu tƣ cơng nghệ sản xuất điện bằng nhiệt sinh ra khi đốt khí gas.
Hình4.8 Sơ đồ cấu tạo giếng thu khí gas
4.4 Dự trù kinh tế bãi chơn lấp:
Bãi chơn lấp cĩ 12 ơ chơn lấp, mỗi ơ cĩ diện tích 1,1 ha. Bả ng 4. 8 Dự trù kinh tế một ơ chơn lấp STT Tên hạng mục
cơng trình Đơn vị Khối lượng
Đơn giá (vnđ) Thành tiền (vnđ) 1 Đào đất lịng hố chơn rác m3 49.916,5 3.500 174.707.600 2 Đầm nén đáy hố chơn m2 9.000 2000 18.000.000
3 Đê bao xung quanh hố chơn m3 2.625 15.000 39.375.000 4 Lớp chơng thấm đáy m2 9.000 52.000 468.000.000 5 Lớp chống thấm vách m2 2.000 52.000 104.000.000 6 Lớp chống thấm bề mặt m2 12.676.9 52.000 659.198.800 7 Vải địa kỹ thuật
đáy m2 9.000 4.000 36.000.000
8 Vải địa kỹ thuật
phù bề mặt m2 12.676.9 4.000 50.707.600 9 Cát và sỏi m3 6.141.6 5.000 30.707.900 10 Lớp đất sét đáy, vách, phủ bề mặt m3 35.827.7 6.000 214.967.000 11 Hố thu gom nước
rỉ rác Cái 1
3.000.00
0 3.000.000
Tổng cộng 1.798.633.900
12 ơ chơn =1.798.633.900 × 12 = 21.583.966.800 (đồng) Kinh phí máy mĩc, thiết bị và nhân cơng: 4.950.000.000 đồng. Chi phí đền bù: 500.000.000 đồng
Trong đĩ:
- Xe ủi, san nền: 2 xe - Xe đào đất: 1 xe - Nhân sự: 12 người.
Tổng cộng: 27.033.966.800 đồng.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ:
Phương án chơn lấp hợp vệ sinh cĩ thể giải quyết vấn đề chất thải rắn của Thành phố Huế nĩi riêng và nước ta nĩi chung trong hiện tại và tương lai nếu cĩ sự đầu tƣ thích hợp về vốn