Chất thải rắn, chất thải nguy hại Bắc Ninh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG KHOA MÔI TRƯỜNG KỲ THI KẾT THÚC HỌC PHẦN HỌC KỲ NĂM HỌC Tên chủ đề bài tập lớn Thiết kế hệ thống quản lý chất thải rắn giai đoạn 2025 2035 cho khu vực Bắc Ninh Họ và tên học viênsinh viên Mã học viênsinh viên Lớp Tên học phần Quản lý chất thải rắn và chất thải nguy hại Giáo viên hướng dẫn MỞ ĐẦU MỞ ĐẦU Hiện nay, các ngành sản xuất kinh doanh, dịch vụ ở các đô thị; các khu công nghiệp ngày càng được mở rộng và phát triển đã thúc đẩy quá trình tăng trưởng.

MỞ ĐẦU

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

KHOA MÔI TRƯỜNG

KỲ THI KẾT THÚC HỌC PHẦN

HỌC KỲ NĂM HỌC

Tên chủ đề bài tập lớn: Thiết kế hệ thống quản lý chất thải rắn giai đoạn 2025-

2035 cho khu vực Bắc Ninh

Họ và tên học viên/sinh viên:

Mã học viên/sinh viên:

Lớp:

Tên học phần: Quản lý chất thải rắn và chất thải nguy hại

Giáo viên hướng dẫn:

MỞ ĐẦU

Hiện nay, các ngành sản xuất kinh doanh, dịch vụ ở các đô thị; các khu công nghiệp ngày càng được mở rộng và phát triển đã thúc đẩy quá trình tăng trưởng về các mặt kinh tế -

xã hội, góp phần đảm bảo an sinh xã hội, đời sống người dân được nâng cao Tăng trưởng kinh tế - xã hội góp phần tích cực cho sự phát triển của đất nước, mặt khác cũng tạo ra một lượng lớn chất thải rắn Theo Báo cáo môi trường quốc gia năm 2011 do Bộ Tài nguyên và Môi trường công bố tháng 8 năm 2012, ước tính mỗi năm cả nước có hàng triệu tấn chất thải chất thải rắn phát sinh từ nhiều nguồn khác nhau, trong đó khoảng 45% tổng khối lượng là chất thải rắn đô thị, 17% tổng khối lượng là chất thải rắn công nghiệp Đến năm 2017, tỷ trọng chất thải rắn đô thị lên đến 51%, chất thải rắn công nghiệp lên đến 22%, phần còn lại là các loại chất thải rắn nông nghiệp – nông thôn, chất thải rắn y tế

và các loại khác

Nguyên nhân của tình trạng trên là do công tác quy hoạch còn yếu kém, giám sát còn lỏng lẻo, biện pháp cưỡng chế hành vi vi phạm pháp luật về môi trường chưa đủ mạnh và

có sức răn đe Để đảm bảo việc phát triển kinh tế đi đôi với bảo vệ môi trường thì việc quản lý chất thải nói chung và chất thải rắn nói chung là việc hết sức cần thiết

Theo Quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội tỉnh Bắc Ninh đinh hướng đến năm 2022, Bắc Ninh trở thành thành phố trực thuộc Trung ương với đô thị hiện đại - văn minh - sinh thái

- giàu bản sắc Trong đó thành phố Bắc Ninh là thành phố duy nhất trực thuộc tỉnh Bắc Ninh và được công nhận là đô thị loại I vào năm 2017 Cùng với sự gia tăng số lượng và quy mô các ngành nghề sản xuất, sự hình thành các khu dân cư tập trung, nhu cầu tiêu dùng hàng hóa, nguyên vật liệu và năng lượng ngày càng tăng Những sự gia tăng đó đã tạo điều kiện kích thích các ngành sản xuất, kinh doanh và dịch vụ mở rộng và phát triển nhanh chóng, đóng góp tích cực cho sự phát triển kinh tế - xã hội Tuy nhiên, sự phát triển mạnh mẽ này đã tạo ra một lượng lớn chất thải vào môi trường, đặc biệt là chất thải rắn như chất thải sinh hoạt, chất thải công nghiệp, chất thải y tế, chất thải xây dựng, chất thải nguy hại…

Quản lý lượng chất thải rắn trên là một thách thức vô cùng to lớn và là một trong những dịch vụ môi trường đặc biệt quan trọng không chỉ vì chi phí rất lớn mà còn vì những lợi ích và tiềm tàng đối với sức khoẻ cộng đồng và đời sống của người dân Do đó, để đảm bảo hài hòa phát triển kinh tế theo hướng bền vững, phát triển xã hội và đảm bảo môi

trường đó là quy luật của sự phát triển Do đó tôi tiến hành thực hiện đề tài “Quy hoạch

quản lý chất thải rắn sinh hoạt trên địa bàn thành phố Bắc Ninh, tỉnh Bắc Ninh giai đoạn 2025 - 2035”.

– HIỆN TRẠNG CHẤT THẢI RẮN TẠI THÀNH PHỐ BẮC NINH

Ⅰ

1 Nguồn gốc phát sinh chất thải rắn

Thành phố Bắc Ninh hiện nay thuộc tỉnh Bắc Ninh bao gồm 19 đơn vị hành chính gồm

16 phường và 3 xã Diện tích tự nhiên là 8.260,88 ha Theo niên giám thống kê tháng 12/2018, dân số toàn thành phố là 223 616 người Khối lượng chất thải rắn ngày càng tăng do tác động của sự gia tăng dân số, sự phát triển kinh tế- xã hội, sự thay đổi tính chất tiêu dùng trong thành phố Bắc Ninh Trong đó, CTRSH trên địa bàn thành phố Bắc Ninh phát sinh từ nhiều nguồn khác nhau trong đó có một số nguồn phát thải chính như sau:

- Chất thải rắn sinh ra từ khu dân cư là: rác thực phẩm, giấy, carton, nhựa, túi nilon, vải,

da, rác vườn, gỗ, thủy tinh, lon, thiếc, nhôm, kim loại, tro, lá cây, chất thải đặc biệt nhu pin, dầu nhớt xe, lốp xe, ruột xe, sơn thừa…

- Khu thương mại, khách sạn, rác sinh ra gồm: rác thực phẩm, giấy, carton, nhựa, túi nilon, vải, da, rác vườn, gỗ, thủy tinh, lon, thiếc, nhôm, kim loại, tro, lá cây, chất thải đặc biệt như pin, …

- Cơ quan công sở,văn phòng :rác sinh ra chủ yếu: giấy, nhựa, lon, rác thực phẩm, thủy tinh …

- Khu xây dựng rác sinh ra bao gồm vôi vữa, bê tông, cốt thép, gạch ngói vỡ, ống dẫn nước, thạch cao, mái tôn, bao bì đựng các loại vật liệu xây dựng…

- Khu công cộng phát sinh rác thực phẩm, giấy, carton, nhựa, túi nilon, vải, da, rác vườn, tre, rơm rạ, gỗ, thủy tinh, lon, thiếc, nhôm, kim loại, tro, lá cây, …

- Từ các hoạt động công nghiệp, nông nghiệp có thể phát sinh rác vườn, tre, rơm rạ, gỗ, thủy tinh, lon, thiếc, nhôm, kim loại, tro, lá cây, , lon, thiếc, nhôm, kim loại,…

Sơ đồ nguồn phát sinh chất thải rắn

2 Thành phần phát sinh chất thải rắn

Bảng 1: Thành phần của chất thải rắn sinh hoạt

1 Các chất dễ cháy

Giấy Các vật liệu làm từ giấy bột và giấy Túi giấy, mảnh bìa, giấy

vệ sinh,…

Thực phẩm Các chất thải từ đồ ăn, thực phẩm Rau, vỏ quả, thịt, cá thừa

Cỏ, gỗ củi, rơm rạ Các vật liệu và sản phẩm được làm

từ gỗ, tre nứa, rơm rạ,…

Bàn ghế, đồ chơi, bàn chải,…

Chất dẻo Các vật liệu và sản phẩm được làm

từ chất dẻo

Vòi nước, dây điện,…

Da và cao su Các vật liệu và sản phẩm được làm

từ da và cao su

Bóng, giày, ví,…

2 Các chất không cháy

Các kim loại sắt Các vật liệu và sản phẩm được chế

tạo từ sắt mà dễ bị nam châm hút

Vỏ hộp, dây điện, hàng rào, dao, nắp lọ

Các kim loại phi sắt Các vật liệu không bị nam châm hút Vỏ nhôm, giấy bao gói,

Nhà dân, khu

dân cư

Nơi vui chơi, giải trí

Cơ quan trường học

Bệnh viện, cơ sở

y tế

Rác thải

Chợ, bến xe,

nhà ga

Cơ quan địa phương

KCN, nhà máy,

xí nghiệp Giao thông, xây

dựng

đồ đựng

Thủy tinh Các vật liệu và sản phẩm được chế

tạo từ thủy tinh

Chai lọ, đồ đựng bằng thủy tinh, bóng đèn

Đá và sành sứ Bất cứ các vật liệu không cháy

ngoài kim loại và thủy tinh

Vỏ chai, ốc, xương, gạch, đá, gốm

3 Các chất hỗn hợp Tất cả các vật liệu khác không phân

loại trong bảng này Loại này có thể chưa thành hai phần: kích thước lớn hơn 5 mm và loại nhỏ hơn 5 mm

Đá cuội, cát, đất, tóc

3 Hiện trạng công tác thu gom

Chất thải rắn sinh hoạt phát sinh từ các hộ dân tại các xã/phường, tổ dân phố, chợ, trung tâm thương mại,…được các tổ thu gom vận chuyển về trạm trung chuyển, sau đó tại đây rác thải có thể được ép bằng xe chuyên dụng sau đó được vận chuyển về bãi xử lý rác thải sinh hoạt chung của thành phố Thời gian thu gom rác thải sinh hoạt tại thành phố Bắc Ninh định kỳ 2 lần/ngày, nhiệm vụ thu gom vận chuyển được giao cho Công ty TNHH MTV Môi trường và Công trình đô thị Bắc Ninh thực hiện

Hầu hết rác thải sinh hoạt không được phân loại tại nguồn mà thu gom lẫn lộn; hiệu suất thu gom rác thải sinh hoạt trên địa bàn thành phố trung bình đạt khoảng 80% Phần còn lại, chưa được thu gom đang trôi nổi ở địa bàn các thôn, khu phố gây ô nhiễm môi trường

và làm mất mỹ quan đô thị

Tỷ lệ thu hồi các chất có khả năng tái chế và tái sử dụng như giấy vụn, kim loại, nhựa, thuỷ tinh, sắt thép còn rất thấp và chủ yếu là tự phát, manh mún, không được quản lý Các điểm tập kết CTRSH thường cạnh các trục đường giao thông chính của các phường, các tổ dân phố, trục đường chính Phương tiện thu gom CTRSH đến trạm trung chuyển 100% là xe ô tô; thu gom CTRSH hộ gia đình ra điểm tập kết 100% là xe đẩy tay

4 Hệ số phát sinh, khối lượng riêng

Khối lượng riêng của rác sẽ rất khác nhau tuỳ theo vị trí địa lý, mùa trong năm, thời gian lưu trữ, Do đó, khi chọn giá trị khối lượng riêng cần phải xem xét cả những yếu tố này

để giảm bớt sai số kéo theo cho các phép tính toán Khối lượng riêng của các sinh hoạt ở các khu đô thị lấy tứ các xe ép rác thường dao động trong khoảng tử 300 đến 700kg / m3,

và giá trị đặc trưng của thành phố Bắc Ninh là 400 kg/m3

Tính toán số liệu CTRSH trên địa bàn thành phố đến năm 2035 ta có các số liệu đầu vào:

Tỷ lệ thu gom rác thải sinh hoạt trên địa bàn thành phố năm 2020 hiện là 80%, dự báo từ năm 2025 đến năm 2035 tỷ lệ thu gom là 100% để đạt tỷ lệ thu gom CTRSH đúng theo khu vực đô thị tại Việt Nam

Tiêu chuẩn rác thải bình quân theo đầu người hiện tại là 0,7 kg/người/ngày đêm, đến năm

2035 sẽ tăng lên là 1 kg/người/ngày đêm

–

Ⅱ DỰ BÁO DÂN SỐ VÀ LƯỢNG RÁC THẢI PHÁT SINH, LƯỢNG RÁC THẢI THU GOM

Hiện nay, ở thành phố Bắc Ninh lượng CTRSH được sinh ra chủ yếu do hoạt động hàng ngày của người dân Vì vậy, sự gia tăng khối lượng CTRSH được ước tính theo tốc độ gia tăng dân số Công thức Euler dự báo lượng gia tăng dân số được thể hiện như sau:

N t = N 0 (1+r) n

Trong đó:

Nt: Tổng dân số cần tính toán

N0: Dân số thành phố năm hiện tại

r: Tốc độ gia tăng dân số (r= 2,65%)

n: Khoảng thời gian dự báo

Khối lượng CTRSH phát = Hệ số phát thải CTRSH * Tổng dân số (kg/ngày)

sinh trong 1 ngày đêm

Tổng khối lượng CTRSH

phát sinh trong 1 năm

=

Bảng 2: Dự báo dân số và lượng rác phát sinh, lượng rác thu gom

thải (kg/người.ngày)

Lượng rác thu gom (kg/ngày)

Lượng rác thu gom trong 1 năm ( tấn/

năm)

– TÍNH TOÁN HỆ SỐ THU GOM

Ⅲ

1 Đề xuất thu gom

Sơ đồ thu gom không phân loại tại nguồn

Hình thức thu gom được sử dụng là thu gom rác không phân loại tại nguồn Rác sẽ được

thu gom sơ cấp bằng xe đẩy tay có dung tích 660l Tần xuất thu gom 1 lần/ ngày và tập

trung tại các điểm tập kết

Thu gom thứ cấp: sử dụng xe ép rác thu gom tại các điểm tập kết đến khu xử lý, bãi tái chế, khu chôn lấp Loại xe: loại xe ép 30m2

2 Tính xe đẩy tay

Số xe đẩy tay được xác định theo công thức:

N = = = 716 (xe) Trong đó:

N: số xe đẩy tay (xe)

M: khối lượng CTR (kg/ngày)

t: thời gian lưu trữ rác, t = 1 (ngày)

v: thể tích xe đẩy tay; 0,66(m2)

k: hệ số đầy, k=0,9

D: khối lượng riêng của CTR, D= 400 (kg/m3)

3 Tính xe ép rác

Sử dụng xe ép rác có dung tích 30m3 Số xe đẩy tay làm chất đầy 1 chuyến là:

Ct= = = 111 (xe) Trong đó:

Ct là số xe đẩy tay tối đa được chất đầy 1 chuyến

V là thể tích xe ép rác, V= 30 m3

r là tỷ số nén của xe ép rác, r=2

v là thể tích xe đẩy tay, v=0,66m3

f là hệ số sử dụng đã được chất đầy tải, f= 0.9

→ Số tuyến thu gom là 7 tuyến

4 Tuyến thu gom

Tính toán thời gian yêu cầu cho một chuyển đối với xe có thủng cố định

Tcần thiết= Tlấy tải + Tbãi + Tvận chuyển

Trong đó Tlấy tải = Ct× (uc) + (np- 1) × (dbc)

Trong đó: C : số xe đẩy tay đổ bỏ lên 1 chuyến thu gom (xe/chuyến)

uc : thời gian lấy tải trung bình cho 1 xe đẩy tay (h/xe)

np : số điểm tập kết xe đẩy tay trên 1 chuyến thu gom (điểm/chuyến)

dbc : thời gian trung bình hao phí để lái xe giữa các điểm tập kết (l/điểm )

dbc= a ’ + b ’ ×x

với a’; b’ là hệ số thực nghiệm

x là khoảng cách lái xe trung bình giữa hai điểm tập kết

Tbãi = Tbốc dỡ + T chờ= 0,167 (h)

Tvận chuyển= a+b (x1+ x2)

a, b là hằng số thực nghiệm

x1, x2 là khoảng cách từ điểm cuối tới bãi đỗ và từ bãi đỗ đến điểm đầu của tuyến Tính toán thời gian công tác trong ngày có tính đến hệ số không sản xuất W là:

H= (h) Trong đó:

H là thời gian công tác trong ngày có tính đến hệ số không sản xuất W (h)

n là số tuyến thug om

W là hệ số không sản xuất, chọn W=01,5

 Thời gian cần thiết để tuyến 1 thu gom là:

Tcần thiết= Tlấy tải + Tbãi + Tvận chuyển

Tcần thiết= 6,34 + 0.167+ 0.19= 6,7 (h)

H= = = 7,88(h)

Tcần thiết= Tlấy tải + Tbãi + Tvận chuyển

Tcần thiết= 5,8 +0,167+ 0,2= 6,16 (h)

H= = = 7,24(h)

Tcần thiết= Tlấy tải + Tbãi + Tvận chuyển

Tcần thiết= 6+ 0,167+ 0,22= 6,38(h)

H= =(h)

Tcần thiết= Tlấy tải + Tbãi + Tvận chuyển

Tcần thiết= 6,2+0,167+0,21= 6,57(h)

H= = (h)

Tcần thiết= Tlấy tải + Tbãi + Tvận chuyển

Tcần thiết= 6,8+0,167+ 0,18= 7,14h)

H= = 8 (h)

Tcần thiết= Tlấy tải + Tbãi + Tvận chuyển

Tcần thiết= 6,4+0,167+ 0,2= 6,76 (h)

H= = (h)

Tcần thiết= Tlấy tải + Tbãi + Tvận chuyển

Tcần thiết= 6,04+ 0,167+ 0,26= 6,46 (h)

H= = (h)

– TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH XỬ LÝ

Ⅳ

1 Đề xuất sơ đồ công nghệ

Sơ đồ quy trình sản xuất compost bằng phương pháp ủ hiếu khí.

2 Thuyết minh

Chất thải rắn được thu gom chuyên chở bằng xe chuyên dụng, qua trạm cân để xác định khối lượng Toàn bộ lượng rác được chuyển qua sàng phân loại, phân loại rác theo kích thước, tính chất của rác thành phần rác có kích thước lớn hoặc bị bọc trog lớp túi nilon được tiến hành xé bao và tiếp tục được phân loại trên sàng phân loại bằng thủ công Túi nilon được tách riêng và đem đi xử lý, có thể chôn lấp hoặc đốt Thành phần chất thải hữu cơ dễ phân hủy được sử dụng làm nguyên liệu sản xuất phân hữu cơ Các thành phần kim loại được tách ra khỏi hỗn hợp rác sản phẩm phân

CTR

Ủ chính

Độ ẩm, đảo trộn

Độ ẩm, nhiệt độ,

chế phẩm

Đảo trộn

Ủ hiếu khí

Vận chuyển Thu gom

Mùn hữu cơ

Phân hữu cơ Thêm nguyên liệu

loại được sử dụng làm nguyên liệu tái chế Thành phần chất thải không thể tái chế được đưa đến hố chôn lấp hoặc lò đốt Rác tiếp tục được nghiền nhỏ lại đồng đều kích thước bằng máy cắt Bổ sung chế phẩm sinh học và tiến hành thổi khí cưỡng bức giúp quá trình phân hủy hiếu khí diễn ra nhanh hơn Bổ sung vi sinh, chất dinh dưỡng: Thành phần chất thải hữu cơ dễ phân hủy được bổ sung thêm vi sinh, chất dinh

dưỡng, độ ẩm phù hợp để tạo điều kiện tối ưu cho quá trình phân hủy của vi sinh vật Sau khi bổ sung phụ gia, hỗn hợp nguyên liệu hữu cơ được nạp vào bể ủ với thời gian

ủ lên men Tinh chế mùn compost Kiểm tra chất lượng mùn compost và đóng góp vận chuyển đến kho thành phẩm để lưu trữ và tiêu thụ trên thị trường

3 Tính toán công thức

Lượng rác hữu cơ năm 2025 là 259.924 kg/ngđ và năm 2035 là 345.939 kg/ngđ Lượng rác hữu cơ dùng để làm compost năm 2025 là 68.639kg/ngđ Và năm 2035 là 127.85kg/ngđ Công suất thiết kế nhà máy compost là 70.000 kg/ngđ và có thể nâng công suất lên 130.000 kg/ngđ

Thành phần CTR hữu cơ đem làm sản phẩm compost chứa những chất hữu cơ có rác thải thực phẩm khả năng phân hủy sinh học trong thời gian ngắn

Với thành phần 100% là các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học cùng độ ẩm là 70% Khối lượng khô rác hữu cơ

100

Vậy khối lượng khô thật sự có trong CTR là:

=

Bảng 3: Tỷ lệ % và khối lượng các nguyên tố của mẫu CTR Thành phần

nguyên tố

Tỷ lệ khối lượng

(%)

Khối lượng

Khối lượng nước có trong mẫu CTR:

Mnước = 100 kg – 30 kg = 70 (kg) Khối lượng nguyên tố H trong nước:

(kg) Tổng khối lượng nguyên tố H = 2,22 + 7,78 = 10 (kg)

Khối lượng nguyên tố O trong nước:

(kg) Tổng khối lượng nguyên tố O = 11,01+ 62,2 = 73,21 (kg)

Công thức phân tử của mẫu CTR:

x : y : z : t : u =

x : y : z : t : u = : : :

x : y : z : t : u = 40: 167 : 76 : 1

Vậy công thức phân tử của nguyên liệu làm compost: C40H167O76N

Giả định tính chất của nguyên liệu (CTR) sử dụng làm compost có thành phần như sau:

- Tỷ lệ C/N = 22/1

- Hàm lượng tro 5%;

- Độ ẩm 70%

Từ kết quả này không thể tiến hành ủ compost ngay mà phải tiến hành phối trộn với các thành phần khác để đạt kết quả cần thiết có tỷ lệ C/N = 25/1và độ ẩm từ 5060% Để thuận tiện cho việc tính toán, phần này chỉ đề cử phối trộn với một loại vật liệu duy nhất là vỏ trấu

Tính chất của trấu sử dụng phối trộn

- Tỷ lệ C/N = 80: 1 (phòng thí nghiệm);

- Hàm lượng N chiếm 2% khối lượng khô;

- Độ ẩm: 10 – 20%, chọn 20% (phòng thí nghiệm)

Phần trăm thành phần cacbon (C) có trong CTR được tính theo công thức:

Gọi X (kg) là khối lượng trấu cần sử dụng để trộn với khối lượng giả sử là 1 (kg) CTR (khối lượng tính theo khối lượng khô)

Hàm lượng nitơ (N) có trong X (kg) vỏ trấu = 0,02 X (kg)

Hàm lượng cacbon (C) có trong X (kg) vỏ trấu = 80 (0,02 X) (kg)

Hàm lượng C trong 1 (kg) CTR hữu cơ = 0,53 (kg)

Hàm lượng N trong 1 (kg) CTR hữu cơ = 0,53: 22 = 0,024 (kg)

Hỗn hợp sau khi trộn cần đạt tỷ lệ C/N = 25: 1

(kg) Với mẫu rác 100 kg có khối lượng khô là 30 kg Vậy khối lượng vỏ trấu cần thiết:

Mtrấu = 30 kg 0,064 kg = 1,9 (kg) Vậy tổng khối lượng trấu cần cho mỗi ngày

Mtrấu= =1,33(tấn)