a. Những yêu cầu chính khi thiết kế khu xử lý rác thải
- Thiết kế các hạng mục công trình khu xử lý rác thải phải phù hợp với quy hoạch tổng thể các công trình trong khu vực;
- Giải pháp thiết kế phải có tính khả thi về chi phí đầu tư và chi phí vận hành.
b. Giải pháp thiết kế các hạng mục công trình
* Thiết kế khu chôn lấp rác theo tiêu chuẩn
Khu chôn lấp rác được bố trí 4 ô chôn lấp rác hữu cơ, 5 ô chôn lấp rác vô cơ và 1 ô chôn lấp rác cũ. Mỗi ô chôn lấp rác đều bố trí hệ thống thu gom nước rỉ rác, hệ thống thu gom khí bãi rác theo đúng các quy định, tiêu chuẩn, quy chuẩn - TCXDVN 261:2001. Xung quanh các ô chôn lấp rác có hệ thống thu gom nước mưa chảy tràn.
Tính toán diện tích ô chôn lấp
Hình III-1. Hình dạng ô chôn lấp
Hố chôn lấp được thiết kế như hình trên. Ta có thể tích hố chôn lấp
=1/3h1 { a1b1 + ab + (a1b1ab)1/2 + 1/3h2 { a2b2 + ab + (a2b2ab)1/2}(*) - Dung tích ô chôn lấp yêu cầu trong 1 ngày:
Vô.ng = Rtb x 0,7 (m3/ng.đ)
Trong đó: Rtb: Lượng rác thải còn tồn đọng.
Giả sử lượng rác tồn đọng đến năm 2015 là khoảng 29.500 m3. Do lượng rác thải này chủ yếu là rác hữu cơ đã được đổ nhiều năm nên lượng rác thải phân hủy qua khảo sát chỉ còn 50%. Nên lượng rác tồn đọng là:
29.500 x 0,5 =14.750 m3
0,7 là hệ số đầm nén rác
Vô.ng = 14.750 x 0,7 = 10.325 (m3) Thể tích lớp vật liệu che phủ:
Thể tích lớp vật liệu che phủ tạm thời. Theo thiết kế chiều cao của 1 lớp rác là 1m, trong đó lớp vật liệu che phủ là 20 cm. Số lớp rác là 5 lớp.
Vậy thể tích lớp vật liệu che phủ tạm thời: Vpt = Vô x 0,8/5= 10.325 x 0,8/5 = 1.652 (m3)
Thể tích lớp đất che phủ cuối cùng: Lớp đất che phủ dày 60 cm. Trong khi đó chiều cao tổng cộng của lớp đất che phủ thạm thời là 0,8m. Do đó thể tích lớp đất che phủ cuối cùng:
Vpc = Vpt x 0,6/0,8 = 1.652 x 0,6/0,8 = 1.239 (m3) → Thể tích sử dụng ô chôn lấp:
Vyc: Thể tích chôn lấp yêu cầu. Vyc = Vô + Vpt + Vpc = 10.325 + 1.652 + 1.239 = 13.216 (m3)
Hố chôn lấp được tính toán như công thức (*) Trong đó: - h1 = 3,4 m; h2 = 4 m. - Vhố = 13.216 m3 a1 = a – 2h1 = a – 10 a2 = a – 2h2cotg600 = a – 11.55 b1 = b – 2h1 = b – 10 b2 = b – 2h2cotg600 = b – 11.55 Như vậy ta có a = 60 m, b = 35 m; a1 = 53,2 m, b1 = 28,2 m ; a2 = 52 m, b2 = 27 m Vậy diện tích ô chôn lấp rác cũ yêu cầu:
Syc = 60 × 35 = 2100 (m2)
Vậy diện tích ô chôn lấp thiết kế: 2100 m2.
* Tính toán diện tích ô chôn lấp rác hữu cơ
- Dung tích ô chôn lấp yêu cầu trong 1 ngày: Vô.ng = x 0,7 (m3/ng.đ)
Trong đó: Rtb: lượng rác trung bình phát sinh trong một ngày thu gom được, cần phải xử lý tại khu vực.
Tổng lượng rác trung bình thu gom được cần phải xử lý tính từ năm 2015 đến năm 2025: R = 78 tấn/ng.đ. Theo số liệu được cung cấp rác hữu cơ chiếm 69% tổng lượng rác thu gom được, rác vô cơ chiếm 39% tổng lượng rác thu gom được (cho tỉ lệ tái chế là 90%). Vậy, khối lượng rác hữu cơ trung bình một ngày thu gom được cần phải xử lý: Rtb = 78 x 69% = 53,87 tấn/ng.đ.
Gn: Tỷ trọng rác sau khi đã đầm nén. Gn = 0,58 (tấn/m3) 0,7 là hệ số đầm nén rác
Vô.ng = x 0,7 = 65,02 (m3 /ng.đ)
Thiết kế ô chôn lấp rác hữu cơ cho 1 năm chôn lấp. Vậy lượng rác cần chôn lấp: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Vô = 65,02 × 365 = 23.731 (m3) Thể tích lớp vật liệu che phủ:
Thể tích lớp vật liệu che phủ tạm thời. Theo thiết kế chiều cao của 1 lớp rác là 1m, trong đó lớp vật liệu che phủ là 20 cm. Số lớp rác là 5 lớp.
Vậy thể tích lớp vật liệu che phủ tạm thời: Vpt = Vô x 0,8/5= 37.997 x 0,8/5 = 3.797 (m3)
Thể tích lớp đất che phủ cuối cùng: Lớp đất che phủ dày 60 cm. Trong khi đó chiều cao tổng cộng của lớp đất che phủ thạm thời là 0,8m. Do đó thể tích lớp đất che phủ cuối cùng:
Vpc = Vpt x 0,6/0,8 = 6.079 x 0,6/0,8 = 2.847,7 (m3) → Thể tích sử dụng ô chôn lấp:
Vyc: Thể tích chôn lấp yêu cầu. Vyc = Vô + Vpt + Vpc = 23.731 + 3.797 + 2.847,7 = 30.375,7 (m3)
Vậy cần thể thích ô chôn lấp rác hữu cơ được chọn là 30.500 (m3) Hố chôn lấp được tính toán như công thức (*)
Trong đó: - h1 = 3,4 m; h2 = 4 m. - Vhố = 30.500 m3 a1 = a – 2h1 = a – 6,8 a2 = a – 2h2cotg600 = a – 12,4 b1 = b – 2h1 = b – 6,8 b2 = b – 2h2cotg600 = b – 12,4 Như vậy ta có a = 65 m, b = 64 m; a1 = 58,2 m, b1 = 57,2 m ; a2 = 52,6 m, b2 = 51,6 m Vậy diện tích 01 ô chôn lấp rác hữu cơ yêu cầu: Syc = 65 × 64 = 4.160 (m2)
Vậy diện tích ô chôn lấp thiết kế: 4.160 m2.
* Tính toán diện tích ô chôn lấp rác vô cơ
Dung tích ô chôn lấp yêu cầu trong 1 ngày: Vô.ng = Rtb/Gn x k (m3/ng.đ)
Trong đó: Rtb: lượng rác trung bình phát sinh trong một ngày thu gom được, cần phải xử lý tại khu vực.
Như đã nêu ở trên lượng rác vô cơ chiếm 31% tổng lượng rác thu gom được (trong đó chiếm khoảng 60% là rác có thể tái chế được). Vậy, khối lượng rác vô cơ trung bình một ngày thu gom được cần phải xử lý:
- Rtb = 78 x 31% x 40% = 9,672 tấn/ng.đ. (tính với lượng rác vô cơ cần chôn lấp).
- Gn: Tỷ trọng rác sau khi đã đầm nén. Gn = 0,58 tấn/m3. - k là hệ số đầm nén rác (k = 0,7)
Vô.ng = 11,625/0,58 x 0,7 = 11,67 (m3 /ng.đ)
- Thiết kế ô chôn lấp rác vô cơ cho 2 năm chôn lấp. Vậy lượng rác cần chôn lấp:
Vô = 11,67 x 365 x 2 = 8.521 m3
- Thể tích lớp vật liệu che phủ:
Thể tích lớp vật liệu che phủ tạm thời. Theo thiết kế chiều cao của 1 lớp rác là 1m, trong đó lớp vật liệu che phủ là 20 cm. Số lớp rác là 5 lớp.
Vậy thể tích lớp vật liệu che phủ tạm thời: Vpt = Vô x 0,8/5= 8.521 x 0,8/5 = 1.363 (m3)
Thể tích lớp đất che phủ cuối cùng: Lớp đất che phủ dày 60 cm. Trong khi đó chiều cao tổng cộng của lớp đất che phủ tạm thời là 0,8 m. Do đó thể tích lớp đất che phủ cuối cùng:
Vpc = Vpt x 0,6/0,8 = 1.363 x 0,6/0,8 = 1.022 (m3) → Thể tích sử dụng ô chôn lấp
Vyc: Thể tích chôn lấp yêu cầu. Vyc = Vô + Vpt + Vpc = 8.521 + 1.363 + 1.022 = 10.906 m3.
Vậy cần thể thích ô chôn lấp rác vô cơ 10.906 (m3)
Hố chôn lấp được thiết kế như hình trên. Ta có thể tích hố chôn lấp (*) Trong đó: - h1 = 3,4 m; h2 = 4 m. - Vhố = 10.906 m3 Như vậy ta có a = 40 m, b = 37 m; a1 = 33,2 m, b1 = 30,2 m ; a2 = 27,6 m, b2 = 24,6 m Vậy diện tích 01 ô chôn lấp rác vô cơ yêu cầu: Syc = 40 × 37 = 1.480 (m2)
Vậy diện tích ô chôn lấp thiết kế: 1.480 m2.
Thiết kế ô chôn lấp
Ô chôn lấp rác thiết kế dạng hình thang, diện tích với mỗi loại rác là khác nhau. Ô chôn lấp được thiết kế kiểu nửa chìm, nửa nổi với chiều sâu đào là 4 m, chiều cao đắp là 3,4 m.
Yêu cầu kỹ thuật của các ô chôn lấp phải tuân thủ theo các tiêu chuẩn: TCVN 6696:2000 Chất thải rắn - Bãi chôn lấp hợp vệ sinh - Yêu cầu chung về bảo vệ môi trường; TCXDVN 261:2001 Bãi chôn lấp chất thải rắn - Tiêu chuẩn thiết kế. Thiết kế ô chôn lấp rác sinh hoạt như sau: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
* Kết cấu thành, đáy và các vách ngăn
- Kết cấu vững chắc, đủ khả năng chịu tải, bảo đảm an toàn, không xảy ra sụt lún và vỡ bờ trong quá trình vận hành chôn lấp cũng như sau khi đóng bãi.
- Sức chịu tải của đáy ô chôn lấp phụ thuộc vào tải trọng máy móc, thiết bị vận hành, tải trọng chất thải trong bãi, tải trọng các lớp phủ trung gian và lớp phủ bề mặt. Tải trọng yêu cầu của đáy ô chôn lấp không nhỏ hơn 1kg/cm2.
- Đáy ô chôn lấp thiết kế đảm bảo độ dốc để dễ dàng cho việc thu gom và tiêu thoát nước rác. Độ dốc đáy ô chôn lấp thiết kế theo độ dốc 1%. Khu vực gần ống thu gom nước rác có độ dốc thiết kế 3%.
- Đảm bảo chống thấm nước rác. Thành và đáy ô chôn lấp được thiết kế lớp vải chống thấm dày 1,5 cm để đảm bảo hệ số thấm tối đa 10-7 cm/s.
* Kết cấu lớp chống thấm
Trong quá trình xử lý, vận hành bãi chôn lấp vần đề nước rò rỉ là vấn đề rất đáng lo ngại khi chúng thấm xuống tầng nước ngầm của khu vực bãi chôn lấp. Như vậy vấn đề chống thấm phải được đặt ra hàng đầu. Nguyên tắc của việc chống thấm như sau:
- Kết cấu chống thấm phải đảm bảo hiệu quả thu nước rò rỉ cao, thời gian sử dụng lớn hơn 10 năm.
- Vật liệu chống thấm phải không bị ăn mòn (hoặc ăn mòn chậm) do các chất ô nhiễm trong nước thải và các chất xâm thực từ đất, có độ bền chống thấm hóa học trên 10 năm.
- Vật liệu chống thấm phải có độ bền cơ học tốt, chống lại các lực nén, ép, uốn, lún khi vận hành bãi chôn lấp, đặc biệt trong thời gian hoạt động chôn lấp.
- Kết cấu chống thấm phải thuận lợi cho việc gia công và sử dụng. Các vật liệu chống thấm phải rẻ tiền, có sẵn trên thị trường hoặc dễ gia công với nguồn nguyên liệu đã có và không gây tác động phụ với môi trường cũng như con người.
- Vật liệu sử dụng làm lớp lót đáy bãi rác phải có tốc độ thấm < 10-7
cm/s
Đối với khu vực bãi chôn lấp chất thải rắn của khu dân cư, lớp lót ở đáy có cấu tạo từ dưới lên trên như sau:
- Lớp đất nền nguyên thủy được đầm chặt; - Lớp đất sét dày 0,6m đầm chặt;
- Lớp màng địa kỹ thuật chống thấm HDPE dày 2mm; - Lớp sỏi thoát nước dày 0,3m;
- Lớp vải địa kỹ thuật;
- Lớp đất dày 0,6m đầm chặt; - Lớp rác.
Hệ thống các tầng bảo vệ màng chống thấm nói trên được thiết kế có độ dốc bề mặt tối thiểu 3%.
* Kết cấu chống thấm mặt vách hố:
Về cơ bản kết cấu chống thấm vách hố chôn lấp cũng bao gồm các lớp giống như kết cấu chống thấm đáy hố. Tuy nhiên, mặt vách hố ít phải chịu lực so với mặt đáy và không có hệ thống thu gom nên kết cấu mặt vách hố có độ dày thấp hơn.
Kết cấu chông thấm mặt vách hố
STT Lớp Vật liệu Độ dày Chức năng
1 Lớp đất hiện hữu
đầm chặt Đất hiện hữu Chịu lực, chống lún 2 Lớp đất sét nén Đất sét 60cm Hỗ trợ chông thấm và
chống lún 3 Lớp polyme
chống thấm HDPE 2mm
Không cho nước thấm qua vách, thu gom nước xuống đáy hố
* Lớp phủ bề mặt
Hệ thống lớp phủ bề mặt có nhiệm vụ ngăn chặn và hạn chế lượng nước mưa thâm nhập vào trong bãi rác. Mặt khác, nó còn ngăn chặn các loại động vật đào hang. Hệ thống lớp bao phủ không được thấm nhanh hơn hệ thống lớp lót. Nó phải hoạt động với chi phí bảo trì nhỏ nhất và tăng cường sự thoát nước trên bề mặt, đồng thời giảm thiểu sự xói mòn. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Cấu tạo từ trên xuống của hệ thống lớp bao phủ bề mặt như sau:
- Lớp đất trồng dày 0,6m được sử dụng để trồng cỏ và cây xanh nhằm tạo thảm thực vật;
- Lớp vải lọc địa chất 2mm; - Lớp sỏi thoát nước dày 0,3m;
- Lớp màn tổng hợp (được bảo vệ cả 2 mặt bởi lớp nền ở cả trên và dưới). Màn có độ dày 20mm, có độ dốc tối thiểu 3%;
- Lớp đất sét dày 0,6m, có hàm lượng sét > 30% đảm bảo độ ẩm tiêu chuẩn và được đầm nén cẩn thận;
- Lớp đất phủ cuối dày 0,4m;
CHƯƠNG V: HỆ THỐNG THU GOM, XỬ LÝ CHẤT THẢI TỪ KHU CHÔN LẤP