Đồ án xử lý chất thải rắn phương pháp ủ compost

Các nguồn gốc phát sinh chất thải rắn: Nguồn gốc phát sinh, thành phần và tốc độ phát sinh của chất thải rắn là cơ sởquan trọng trong thiết kế, lựa chọn công nghệ xử lý và đề xuất các c

Sinh viên:Phạm Văn Tuấn

Đồ án xử lý chất thải rắn bằng phương pháp ủ compost

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI RẮN

I Tổng quan về chất thải rắn:

1 Định nghĩa chất thải rắn:

Chất thải rắn được hiểu là những vật ở dạng rắn do hoạt động của con người(sinh hoạt, sản xuất, tiêu dùng…) và động vật gây ra Đó là những vật đã bỏ đi,thường ít được sử dụng hoặc ít có ích và không có lợi cho con người

2 Các nguồn gốc phát sinh chất thải rắn:

Nguồn gốc phát sinh, thành phần và tốc độ phát sinh của chất thải rắn là cơ sởquan trọng trong thiết kế, lựa chọn công nghệ xử lý và đề xuất các chương trìnhquản lý chất thải rắn thích hợp

Có nhiều cách phân loại nguồn gốc phát sinh chất thải rắn khác nhau nhưng phânloại theo cách thông thường nhất là:

- Khu dân cư

- Khu thương mại

- Cơ quan, công sở

- Khu xây dựng và phá hủy các công trình xây dựng

- Khu công cộng

- Nhà máy xử lý chất thải

- Công nghiệp.

- Nông nghiệp

- Hộ gia đình, biệt thự, chung cư

- Nhà kho, nhà hàng, chợ, khách sạn, nhà trọ, các trạm sữa chữa và dịch vụ

- Trường học, bệnh viện, văn phòng, công sở nhà nước

- Khu nhà xây dựng mới, sữa chữa nâng cấp mở rộng đường phố, cao ốc, san nền xây dựng

- Đường phố, công viên, khu vui chơi giải trí, bãi tắm

- Nhà máy xử lý nước cấp, nước thải và các quá trình xử lý chất thải côngnghiệp khác

- Công nghiệp xây dựng, chế tạo, công nghiệp nặng, nhẹ, lọc dầu, hoá chất,nhiệt điện

- Đồng cỏ, đồng ruộng, vườn cây ăn quả, nông trại

- Thực phẩm dư thừa, giấy, can nhựa, thuỷ tinh, can thiếc, nhôm

- Giấy, nhựa, thực phẩm thừa, thủy tinh, kim loại, chất thải nguy hại

- Rác vườn, cành cây cắt tỉa, chất thải chung tại các khu vui chơi, giải trí Bùn,tro, chất thải do quá trình chế biến công nghiệp, phế liệu, và các rác thải sinhhoạt

- Thực phẩm bị thối rửa, sản phẩm nông nghiệp thừa, rác, chất độc hại

Bảng 1: Nguồn gốc các loại chất thải.

Nguồn phát sinh Nơi phát sinh Các dạng chất thải rắnKhu dân cư Hộ gia đình, biệt thự, chung

cư

Thực phẩm dư thừa, giấy, can nhựa, thủy tinh, nhôm.Khu thương

mại

Nhà kho, nhà hàng, chợ, khách sạn, nhà trọ, các trạm sửa chữa và dịch vụ

Giấy, nhựa, thực phẩm thừa, thủy tinh, kim loại, chất thải nguy hại

Cơ quan, công

Công trình xây

dựng

Khu nhà xây dựng mới, sửa chửa hữa nâng cấp mở rộng đường phố, cao ốc, san nền xây dựng

Gỗ, bê tông, thép, gạch, thạch cao, bụi

Dịch vụ công

cộng đô thị

Hoạt động dọn rác vệ sinh đường phố, công viên, khu vui chơi giải trí, bãi tắm

Rác cành cây cắt tỉa, chất thải chung tại khu vui chơi, giải trí

Các khu công

nghiệp

Công nghiệp xây dựng, chế tạo, công nghiệp nặng- nhẹ, lọc dầu, hóa chất, nhiệt điện

Chất thải do quá trình chế biến công nghiệp, phế liệu,

và các rác thải sinh hoạt

Nông nghiệp Đồng cỏ, đồng ruộng, vườn

cây ăn trái, nông trại

Thực phẩm bị thối rửa, sản phẩm nông nghiệp thừa, rác, chất độc hại

(Nguồn: Nguyễn Văn Phước - Giáo trình Quản Lý Chất Thải Rắn)

3 Thành phần chất thải rắn:

- Ở các đô thị Việt Nam, tốc độ phát sinh rác thải tùy thuộc vào từng loại đô thị

và dao động từ 0,35 kg/người/ngày đến 1,2 kg.người/ngày

- Theo điều tra, lượng chất thải rắn trung bình phát sinh từ các đô thị thành phốnăm 1996 là 16.237 tấn/ngày; năm 1997 là 19.315 tấn/ngày, đến năm 1998 thì đạtgiá trị 22.210 tấn/ngày Hiệu suất thu gom từ 40%-67% ở các thành phố lớn và từ 20%-40% ở các đô thị nhỏ

Kết quả điều tra ban đầu về chất thải rắn nguy hại (CTRNH) cho thấy: Ô nhiễmchất thải rắn tập trung chủ yếu ở các khu công nghiệp vùng Đông Nam Bộ, TP HồChí Minh, Hà Nội Các làng nghề tiểu thủ công nghiệp như: luyện kim, dệt,nhuộm, nhựa, cao su…

Theo số liệu thống kê năm 2007 của Cục Bảo vệ môi trường, tổng khối lượng

phát sinh CTRNH tại 64 tỉnh thành trong cả nước là 16.927,80 tấn/ngày, tương

đương 6.170.868 tấn/năm Như vậy, trung bình tại mỗi đô thị của các tỉnh, thànhphố trong cả nước phát sinh 264,5 tấn/ngày Trong đó, TP Hồ Chí Minh là nơi cókhối lượng phát sinh lớn nhất với khoảng 5.500 tấn/ngày chất thải rắn sinh hoạt(CTRSH) (đô thị có khối lượng phát sinh CTRSH ít nhất là thị xã Bắc Kạn với12,3 tấn/ngày)

Khối lượng phát sinh trung bình tại các đô thị của các vùng dao động khá lớn,lớn nhất là vùng Đông Nam Bộ với 839,13 tấn/ngày/đô thị tương đương306.280,63 tấn/năm (chiếm khoảng 65% CTRNH trên cả nước), tiếp đến là vùngđồng bằng Sông Hồng với 389,3 tấn/ngày/đô thị tương đương 142.094,5 tấn/năm( chiếm khoảng 32% CTRNH trên cả nước) Thấp nhất là Vùng Tây Bắc với 43,9tấn/ngày/đô thị tương đương 16.023,5 tấn/năm

Tại Hà Nội, tổng lượng rác thải sinh hoạt đô thị của thành phố vào khoảng2.800 tấn/ngày, ngoài ra chất thải công nghiệp, chất thải xây dựng, chất thải y tếvới khối lượng 2.000 tấn/ngày Trong đó, chất thải rắn sinh hoạt chiếm tỷ trọng lớnnhất trong các loại, khoảng 60%, chất thải xây dựng chiếm khoảng 25%, chất thảicông nghiệp 10% và lượng chất thải phân bùn bể phốt là 5%

Tại TP Hồ Chí Minh, lượng rác thải lên tới gần 4.000 tấn/ngày, chỉ có 24/142 cơ

sở y tế lớn là có xử lý nước thải, khoảng 3.000 cơ sở sản xuất gây ô nhiễm thuộcdiện phải di dời

Tại các bệnh viện, tỷ lệ phát sinh chất thải rắn y tế được phân cấp theo từngtuyến, loại bệnh viện, cơ sở y tế Lượng chất thải rắn bệnh viện phát sinh trong quátrình khám chữa bệnh mỗi ngày vào khoảng 429 tấn chất thải rắn y tế, trong đólượng chất thải rắn y tế nguy hại phát sinh ước tính khoảng 34 tấn/ngày

thải ở Việt Nam:

- Hợp phần có thành phần hữu cơ cao (50,27% - 62,22%)

- Chứa nhiều đất cát, sỏi đá vụn, gạch vỡ, vỏ sò, sành sứ…

- Độ ẩm cao, nhiệt trị thấp (900kcal/kg)

- Lượng bùn cặn cống thường lấy theo định kì hàng năm, ước tính trung bình chomột ngày là 822 tấn Tổng lượng chất thải rắn phát sinh và tỉ lệ thu gom được thểhiện trong bảng 2 dưới đây

- Trọng lượng riêng của chất thải rắn đóng vai trò quyết định trong việc lựa chọnthiết bị thu gom và phương thức vận chuyển Số liệu này dao động theo mật độ dân

cư và thành phần kinh tế hoạt động chủ yếu ở từng đô thị:

Bảng 2: Lượng chất thải tạo thành và tỉ lệ thu gom trên toàn quốc từ năm

Bảng 3: Thành phần chất thải rắn ở một số đô thị năm 1998

(% theo tải lượng).

Thành phần Hà Nội Hải Phòng Hạ Long Đà Nẵng Tp HCMChất hữu cơ 50,1 50,58 40,1-44,7 31,50 41,25

Giấy, carton, giẻ vụn 4,2 7,52 5,5-5,7 6,81 24,83

- Khối lượng riêng

Trọng lượng riêng của chất thải rắn là trọng lượng của một đơn vị vật chấttính trên một đơn vị thể tích (kg/m3) Bởi vì chất thải rắn có thể ở các trạng tháinhư xốp, chứa trong các container, nén hoặc không nén được…nên khi báo cáo giá trị trọng lượng riêng phải chú thích trạng thái mẫu rác một cách rõ ràng.

Trọng lượng riêng thải đổi phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: vị trí địa lý, mùatrong năm, thời gian lưu trữ chất thải…trọng lượng riêng của một chất thải đô thịđiển hình là khoảng 500 lb/yd3 (300kg/m3)

Ghi chú: 1lb = 0,4536 kg, 1yd3 = 0,764m3.

- Độ ẩm:

Độ ẩm của chất thải rắn được định nghĩa là lượng nước chứa trong một đơn

vị trọng lượng chất thải ở trạng thái nguyên thủy

Độ ẩm chất thải rắn được biển diễn bằng hai phương pháp: trọng lương ướt

và trọng lượng khô

- Kích thước và cấp phối hạt:

Kích thước và cấp phối hạt đóng vai trò rất quan trọng trong việctính toán, thiết kế các phương tiện cơ khí như thu hồi vật liệu, đặc biệt là sử dụngcác sàn lọc phân loại bằng máy hoặc phân chia bằng phương pháp từ tính

- Khả năng giữ nước tại thực địa (hiện trường)

Khả năng giữ nước tại hiện trường của chất thải rắn là toàn bộ lượng nước

mà nó có thể giữ lại trong mẫu chất thải dưới tác dụng kéo xuống của trọng lực

Là một chỉ tiêu quan trọng trong việc tính toán xác định lượng nước rò rỉ từ bãirác Khả năng giữ nước tại hiện trường thay đổi phụ thuộc vào áp lực nén và trạngthái phân hủy của chất thải (ở khu dân cư và các khu thương mại thì dao động

trong khoảng 50 – 60%)

II Phân loại chất thải rắn:

Chất thải rắn rất đa dạng, vì vậy có nhiều cách phân loại khác nhau như:

1 Phân loại theo công nghệ quản lý – xử lý:

Phân loại chất thải rắn theo dạng này, người ta chia ra các loại: Các chất cháyđược, các chất không cháy được, các chất hỗn hợp

Bảng 4: Phân loại theo công nghệ xử lý

- Các vật liệu và sản phẩm được chế tạo từ gỗ, tre, nứa, rơm

- Các vật liệu và sản phẩm được chế tạo từ da và cao su

- Các túi giấy, các mảnh bìa, giấy vệ sinh…

- Vải, len…

- Các rau, quả, thực phẩm…

- Đồ dùng bằng gỗ như: bàn, ghế, tủ…

- Phim cuộn, túi chất dẻo, chai lọ chất dẻo, bịch nylon…

mà dễ bị nam châm hút.

- Các vật liệu không bị nam châm hút

- Các vật liệu và sản phẩm được chế tạo từ thủy tinh

- Các vật liệu không cháy khác ngoài kim loại và thủy

- Hàng rào, dao, nắp lọ…

- Vỏ hộp nhôm, đồ đựng bắng kim loại…

- Chai lọ, đồ dùng bằng thủy tinh, bóng đèn…

- Vò trai, ốc, gạch đá,gốm, sành, sứ…

3/ Các chất hỗn

hợp

- Tất cả các loại vật liệu khác không phân loại ở phần 1 và phần 2 đều thuộc loại này Loại này có thể chia làm 2 phần với kích thước >5mm và <5mm

- Đá cuội, cát, đất, tóc…

(Nguồn: Bảo vệ môi trường trong xây dựng cơ bản, Lê Văn Nãi, nhà xuất bản

Khoa học Kỹ thuật, 1999.)

2 Phân loại theo quan điểm thông thường:

- Rác thực phẩm: Bao gồm phần thừa thải, không ăn được sinh ra trong quátrình lưu trữ, chế biến, nấu ăn…đặc điểm quan trọng của loại rác này là phân hủynhanh trong điều kiện thời tiết nóng ẩm Quá trình phân hủy thường gây ra mùihôi khó chịu

- Rác rưởi: Bao gồm các chất cháy được và các chất không cháy được, sinh

ra từ các hộ gia đình, công sở, hoạt động thương mại…các chất cháy được như

giấy, carton, plastic, vải, cao su, da, gỗ…và chất không cháy được như thủy tinh,

- Chất thải nông nghiệp: Vật chất loại bỏ từ các hoạt động nông nghiệp nhưgốc rơm, rạ, cây trồng, chăn nuôi Hiện nay chất thải này chưa được quản lý tốtngay ở các nước phát triển vì đặc điểm phân tán về số lượng và khả năng tổ chứcthu gom

- Chất thải nguy hại: bao gồm chất thải hóa chất, sinh học dễ cháy, dễ nổhoặc mang tính phóng xạ theo thời gian có ảnh hưởng đến đời sống conngười, động thực vật Những chất này thường xuất hiện ở thể lỏng, khí và rắn.Đối với chất thải loại này, việc thu gom, xử lý phải hết sức cẩn thận

Vấn đề quản lý chất thải rắn trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng làmột trong những tiêu chí trong công tác bảo vệ môi trường

Bên cạnh sự phát triển công nghiệp và hiện đại hóa, sự phát triển đô thị và các khu công nghiệp sẽ phát sinh chất thải rắn của công nghiệp, bệnh viện và rác thải

đô thị

Nếu không được xử lý đúng cách, những loại chất thải do con người tống ramôi trường có thể gây ra nhiều loại bệnh tật, là con đường truyền nhiễm nguyhiểm, phá hoại đến cả môi trường sống…tác nhân gây nguy hại môi trường củachất thải rắn là rất lớn Vì vậy, vấn đề hiện nay là chúng ta cần đưa ra những giảipháp quản lý và xử lý chất thải rắn hiệu quả, ứng dụng những tiến bộ khoa họctrong và ngoài nước, góp phần giảm thiểu ảnh hưởng của chất thải rắn đến môitrường sống nói chung và môi trường không khí nói riêng, vì sức khỏe của conngười và của cả xã hội

CHƯƠNG II

DỰ BÁO KHỐI LƯỢNG VÀ THÀNH PHẦN CHẤT THẢI RẮN PHÁT

SINH TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ SAU 5 NĂM

2.1 Cơ sở dự báo khối lượng và thành phần chất thải rắn sinh hoạt phát sinh.

Khối lượng chất thải rắn sinh hoạt được tính toán dựa theo các thông số sau:

Quy mô dân số

Tiêu chuẩn thải rác

Tỷ lệ thu gom

 Quy mô dân số:

dân số của thành phố hiện tại là: 1.000.000 người

Tỉ lệ tăng dân số :1,3 %

Tỉ lệ tăng dân số cơ học:0,15 %

 Tiêu chuẩn thải rác : 0,90 kg/ng.ngđ

 Tăng thêm mỗi năm:0.001 kg/ng.ngđ

 Tỷ lệ thu gom:100%

2.2 Khối lượng chất thải rắn phát sinh trong các năm của thành phố.

Dân số năm đầu của thành phố là 1000000 dân Tỉ lệ gia tăng dân số tự nhiên củathành phố qua các năm dao động 1,1% - 1,3%, tỷ lệ gia tăng dân số cơ học từ 0,1%

- 0,2% Cũng theo dự báo này ta có tỷ lệ gia tăng dân số trung bình quân từng nămnhư sau:

Năm thứ nhất: 0,9 kg/người.ngđ

N là số dân trong năm ( người)

g là hệ số phát sinh rác thải (kg/người.ngđ)

Dân số qua các năm được tính theo công thức:

N2=N1+N1.q Trong đó:

- q là tỷ lệ gia tăng dân số mỗi năm

- N1 là số dân của năm trước đó

Bảng 2.1 Khối lượng chất thải rắn sinh hoạt phát sinh trong 6 năm.

Năm Tỷ lệ tăng

dân số(%)

Dân số(người)

Tiêu chuẩn thải(kg/người.ngđ)

Năm thứ

6

2.2.1 Thể tích CTR phát sinh qua các năm của thành phố

Thể tích CTR trước thu gom mỗi năm:

Trong đó:

V là thể tích CTR trước thu gom(m3)

M là khối lượng CTR thu gom năm.(kg)

t là khối lượng riêng của CTR trước thu gom (230-250)kg/m3

Thể tích CTR sau đầm nén mỗi năm:

Trong đó:

Vn là thể tích CTR sau khi đầm nén(m3)

M là khối lượng CTR thu gom của năm(kg)

n là khối lượng riêng cuả CTR sau đầm nén( 450-500)kg/m3

Bảng 2.2: Thể tích CTR trong 6 năm

Năm

Khối lượngriêng CTR thugom(kg/m3)

Thể tích rác thảitrước thugom(m3)

Khối lượngriêng CTR sauđầm nén(kg/m3)

Thể tích rácthải sau đầmnén(m3)

2.3 Lựa chọn phương án thu gom lưu chứa chất thải.

Kết hợp lưu chứa, thu gom từ hộ gia đình và lưu chứa, thu gom chung là hợp lý

nhất Rác thải sinh hoạt sẽ được thu gom theo từng nhà Tại các chợ và khu dân cư

ít người Quy trình thu gom sơ cấp ở thành phố được minh họa ở hình 4.1

Hình 4.1 Sơ đồ mạng lưới thu gom sơ cấp tại thành phố

Để đảm bảo rác được thu gom sạch sẽ và vệ sinh, trên các tuyến đường trảinhựa, tuyến đường cấp phối chính đặt các thùng lưu chứa rác công cộng di độngloại 660 lít

Thùng chứa rác công cộng loại 660 lít được đặt cố định dọc tuyến đường mà xecuốn ép, xe đẩy tay có thể vào được

Mỗi ngày thu gom 2 ca, mỗi ca làm việc 8h Ca 2 sẽ sử dụng thùng của ca một đểthu gom Thời gian thu gom như sau

* Ca 1: từ 6h – 14h ** Ca 2: từ 14h30 – 22h

Lượng rác thải trung bình trong 1 ngày của năm thứ nhất:

mtb==900000 (kg/ngày)Lượng rác cần thu gom của mỗi ca: mtg=900000/2=450000 (kg/ca)

(Nguồn: Dự thảo Qui chuẩn xây dựng Việt nam- BXD 2010)

Như vậy, tại Thành phố A sẽ chỉ sử dụng các điểm trung chuyển không chínhthống Việc sử dụng các trạm trung chuyển chính thống là không cần thiết vì rácthải sinh hoạt được thu gom bằng các xe ép rác có hệ số nén cao

2.4 Tính toán thiết kế hệ thống thu gom, trung chuyển và vận chuyển.

2.4.1 Tính toán thiết kế hệ thống thu gom

Tổng thể tích CTR thu gom được trong năm đầy tiên là:1314000 m3

Chọn thùng thu gom có thể tích 660l, thể tích hữu dụng của thùng là 0,95 Rác từcác ngành dịch vụ v.v… đều được thu gom chung với rác hộ gia đình

 Tổng số điểm cần thu gom:

n = số hộ + số ngành nghề kinh doanh + số trung tâm dịch vụ + số dịch vụ ăn uống

+ số trường họcTrong đó:

Số hộ gia đình =

Với : i là số người có trong 1 hộ gia đình.(giả sử 5 người/hộ)

Số ngành nghề kinh doanh = 200 (giả định)

Số trung tâm dịch vụ = 600 (giả định)

Số dịch vụ ăn uống = 500 (giả định)

Số trường học = 120 (giả định)

 Tổng số điểm cần thu gom là 201420 điểm

Khối lượng CTR hữu cơ chứa trong xe đẩy tay 660 lít

Thời gian cần cho một chuyến:

Trong đó:

Thc

SCS: thời gian cần thiết cho một chuyến đối với nhân viên lấy rác hữu cơ(h/chuyến)

PSCS: thời gian lấy rác và đổ rác (h/chuyến)

s: thời gian đợi và đổ rác tại điểm hẹn = 0,1 h/chuyến

a, b: hệ số thực nghiệm, vì không có điều kiện khảo sát, giả sử a

Ct: số thùng chứa được đổ trong một chuyến

uc:thời gian cần thiết để đổ và trả thùng rác rỗng về vị trí cũ = 0,05h/chuyến

np: số điểm đặt thùng chứa trong một chuyến = 8 điểm

dbc: thời gian vận chuyển giữa hai vị trí lấy rác

Trong đó

v: tổng thể tích rác của các thùng đổ được trong một chuyến = 0,66m3/chuyếnr: tỉ số nén rác, giả định = 2

c: thể tích thùng chứa tại vị trí lấy rác = 0,047m3

f: hệ số hữu ích của thùng chứa = 0,95

=>Ct = 30 thùng

Giả sử khoảng cách trung bình giữa các điểm đặt thùng chứa là 0,02km

Vì không có điều kiện khảo sát, giả sử a’= 0,06h/chuyến, b’ = 0,067h/km

 Thời gian vận chuyển ( h/chuyến)

=>

=> h/chuyến

2.4.2 Xác Định Số Chuyến, Số Thùng Và Số Công Nhân

Số chuyến thu gom của 1 thùng 660L trong 1 ngày:

(chuyến/thùng.ngày)w: hệ số thời gian không vận chuyển, w = 0,15 (2)

Số chuyến phải thực hiện để thu hết lượng rác trong một ca:

chuyến/ca

Số thùng 660 lít cần đầu tư:

thùng/caVới số lượng là 910 thùng rác làm việc trong ngày, mỗi công nhân quản lý 1 thùng.Giả định công nhân làm việc 6 ngày/tuần.Vậy số công nhân làm việc trong 1 ca khitính đến số ngày nghỉ định kì trong tuần:

công nhân/ngày

2.4.3 Tính toán thiết kế hệ thống vận chuyển và trung chuyển

a) Xác định vị trí, số lượng điểm hẹn phục vụ vận chuyển rác từ hộ gia đình

Điểm hẹn được xác định dựa vào các yếu tố sau:

Không ảnh hưởng đến giao thông, hoạt động của dân cư xung quanh điểmhẹn và mỹ quan đô thị

Nằm trên đường chính, thuận tiện cho xe vận chuyển cũng như công nhânthu gom

Đảm bảo tiếp nhận lượng rác trong vòng 6 năm

Rác từ hộ gia đình sau khi đựơc thu gom sẽ tập trung về các điểm hẹn

Bảng 2.3 Một số thông tin về các loại xe ép

Loại xe

Trọnglượng khôngtải (kg)

Trọng lượng đầy tải(kg)

Tỷ lệ nén ép

Lượng ráctrong xe (kg)

Giá tiền (USD)