công nghệ và tính toán các công trình chính trong một hệ thống xử lý chất thải rắn khu dân cư 50000nghìn dân

công nghệ và tính toán các công trình chính trong một hệ thống xử lý chất thải rắn chất thải rắn theo các số liệu dưới đây: Hệ thống phục vụ cho khu dân cư có …50.000….. dân, công suất thải rác …0.8kgngười.ngày, hiệu quả thu gom chất thải rắn đạt 80 % Thành phần khối lượng chất thải rắn Thành phần ( % KL) Chất hữu cơ 78 Cao su, nhựa, nylon 3 Giấy, carton, giấy vụn 5 Kim loại 2 Thủy tinh, gốm, sứ 2 Sỏi, cát, gạch vụn... 10 Độ ẩm: 50 % Độ tro 25 % Tỷ trọng chất thải rắn …550. kgm3 2 Thể hiện các nội dung nói trên vào : Thuyết minh tính toán công nghệ xử lý chất thải rắn (bao gồm cả xử lý nước rác) Bản vẽ sơ đồ công nghệ xử lý chất thải rắn Bản vẽ tổng mặt bằng khu xử lý chất thải rắn

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAMTRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG

1- Đề xuất sơ đồ công nghệ và tính toán các công trình chính trong một hệ thống xử lýchất thải rắn theo các số liệu dưới đây:

- Hệ thống phục vụ cho khu dân cư có …50.000… dân, công suất thải rác

…0.8kg/người.ngày, hiệu quả thu gom chất thải rắn đạt 80 %

- Thành phần khối lượng chất thải rắn

Thành phần ( % KL)

2- Thể hiện các nội dung nói trên vào :

- Thuyết minh tính toán công nghệ xử lý chất thải rắn (bao gồm cả xử lý nước rác)

- Bản vẽ sơ đồ công nghệ xử lý chất thải rắn

- Bản vẽ tổng mặt bằng khu xử lý chất thải rắn

MỤC LỤC

CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU

1.1 Đặt vấn đề

1.2 Nội dung chính của đồ án

2.1 KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ CHẤT THẢI RẮN

- Phương pháp chôn lấp chất thải rắn

- Xử lý rác thải bằng công nghệ vi sinh

2.2 CƠ SỞ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

2.2.1 Lý do lựa chọn công nghệ xử lý

2.2.2 Dự đoán dân số giai đoạn 2013 – 2025

2.2.3 Dự đoán khối lượng chất thải rắn đến năm 2025

3.1 Sơ đồ quy trình công nghệ chế biến phân compost

- Thuyết minh các công đoạn của dây chuyền

a) Thu nhận và phân loại

b) Ủ phân

- Quá trình ủ phân có thể được mô tả thông qua 3 giai đoạn

 Giai đoạn vi khuẩn –nấm

 Giai đoạn giun đất

 Giai đoạn chín mùi

c) Sàng mùn và phân loại

CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ Ủ RÁC VÀ DIỆN TÍCH CHÔN LẤP

4.1 Tính toán các công trình chính

 Nhà tạm thời lưu trữ tập kết rác của nhà máy

 Nhà sơ loại rác thải

 Sân đảo trộn

 Tính toán các hầm ủ

 Nhà ủ chín

 Dây chuyền tinh chế

 Khu nhà hoàn thiện

 Kho chứa sản phẩm

 Khu vực hành chính

4.2 TÍNH TOÁN DIỆN TÍCH CÁC Ô CHÔN LẤP

 Tính toán diện tích đất cần thiết để chôn lấp

 Tính toán diện tích các ô chôn lấp

Phát triển kinh tế, xã hội và bảo vệ môi trường là hai yếu tố không thể tách rời trong mọi hoạt động của con người Phát triển bền vững là chiến lược phát triển toàn cầu nhằm đáp ứng nâng cao chất lượng đời sống con người bao gồm việc duy trìcác yếu tố thúc đẩy sự phát triển cho các thế hệ tương lai.

Cùng với sự phát triển của công nghiệp húa và đô thị hóa, nhiều loại chất thải khácnhau sinh ra từ các hoạt động của cong người có xu hướng tăng lên về số lượng Ônhiễm chất thải rắn đang là vấn đề nổi cộm ở Việt Nam Hàng năm cả nước phát sinhtrên 15 triệu tấn rác thải Các khu đô thị tập chung hơn 25% dân số cả nước nhưnglại chiếm tới 50% tổng lượng rác thải phát sinh hàng năm Vấn đề quản lý chất thảirắn đang là vấn đề nan giải trong công tác bảo vệ môi trường và sức khỏe người dân.Những chính sách đầu tư quản lý, xử lý phế thải sẽ không mang tính hợp lý, kémhiệu quả nếu như không có sự phối hợp hành động của toàn thể các cơ quan chínhphủ, các cơ sở công nghiệp, nông nghiệp, các cơ sở sản xuất, dịch vụ, trường học,bệnh viện…Cho đến nay, công nghệ thu gom, vận chuyển chôn lấp vẫn là biện pháp

xử lý chất thải rắn phổ biến nhất với nhiều nước trên thể giới trong đó có Việt Nam

Ưu điểm chính của công nghệ này là ít tốn kém và có thể xử lý nhiều loại rác thảikhác nhau

Lượng chất thải phát sinh từ những hoạt động sinh hoạt của người dân ngày mộtnhiều hơn, đa dang hơn về thành phần và độc hại hơn về tính chất Do đó việc tìm ramột công nghệ xử lý phù hợp theo hướng mang lại hiệu quả và đảm bảo chất lượngmôi trường là hết sức cần thiết

Dựa vào đề bài của đồ án của Khu dân cư, đồ án tập trung nghiên cứu nhữngvấn đề sau:

 Dự báo dân số, tải lượng chất thải rắn tại khu dân cư giai đoạn 2013 –2025

 Đề xuất Khu xử lý chất thải rắn gồm một nhà máy sản xuất phân compost

và bãi chôn lấp rác hợp vệ sinh

 Tính toán thiết kế khu xử lý chất thải rắn cho khu dân cư giai đoạn 2013 –2025

CHƯƠNG II : TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT

2.1 KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ CHẤT THẢI RẮN

2.1.1 Khái niệm CTR

Chất thải rắn là toàn bộ các loại vật chất được con người loại bỏ trong các hoạt động kinh tế xã hội của mình (bao gồm các hoạt động sản xuất, các hoạt độngsống và duy trì sự tồn tại của cộng đồng ) Trong đó quan trọng nhất là các chất thải sinh ra từ các hoạt động sản xuất và hoạt động sống

Phân loại CTR (Nguồn: quản lý CTR, tập 1, NXB xây dựng)

Theo quan điểm mới: Chất thải rắn đô thị (gọi chung là rác thải đô thị) được định nghĩa là: Vật chất mà người tạo ra ban đầu vứt bỏ đi trong khu đô thị mà không đòi hỏi được bồi thường cho sự vứt bỏ đó Thêm vào đó, chất thải được coi

là chất thải rắn đô thị nếu chúng được xã hội nhìn nhận như một thứ mà thành phốphải có trách nhiệm thu gom và tiêu hủy (Nguồn: quản lý CTR, tập 1, NXB xây dựng)

2.1.2 Phân loại CTR

CTR có thể phân loại bằng nhiều cách khác nhau:

 Phân loại dựa vào nguồn gốc phát sinh như: rác thải sinh hoạt, văn phòng,thương mại, công nghiệp, đường phố, chất thải trong quá trình xây dựnghay đập phá nhà xưởng

 Phân loại dựa vào đặc tính tự nhiên như là các chất hữu cơ, vô cơ, chất cóthể cháy hoặc không có khả năng cháy

Tuy nhiên, căn cứ vào đặc điểm chất thải có thể phân loại CTR thành 3 nhóm lớn :Chất thải đô thị, chất thải công nghiệp và chất thải nguy hại

Đối với rác thải đô thị do đặc điểm nguồn thải là nguồn phân tán nên rất khó quản lí,đặc biệt là các nơi có đất trống

2.1.3 Nguồn gốc phát sinh CTR

Nguồn gốc phát sinh, thành phần tốc độ phát sinh của CTR là cơ sở quan trọng

để thiết kế, lựa chọn công nghệ xử lý và đề xuất các chương trình quản lý hệ thốngquản lý CTR

Có nhiều cách phân loại nguồn gốc phát sinh CTR khác nhau, nhưng phân loạitheo cách thông dụng nhất là:

- Khu dân cư

- Khu thương mại

- Các cơ quan, công sở

- Các công trường xây dựng và phá huỷ các công trường xây dựng

- Khu công cộng

- Nhà máy xử lý chất thải (nước cấp, nước thải, khí thải)

- Khu công nghiệp

Tái chế (kim loại, cao

su, nhựa, giấy )

Điểm hẹn

Trung chuyển và vận

chuyển

Phân loạiSản xuất phân

compost

Hình 1 1: Sơ Đồ Hệ Thống Quản Lý Chất Thải Rắn Sinh Hoạt

Chất thải rắn phát sinh từ những nguồn khác nhau đã được thu gom về điểmhẹn Sau đó các xe chuyên dụng đến thu gom theo kiểu hệ thống container cốđịnh Nghĩa là các xe chuyên dụng sẽ đi đến từng điểm hẹn thu gom và trả thùngrác về chỗ cũ, khi xe chứa đầy rác thì cho xe di chuyển về trạm trung chuyển Tạitrạm trung chuyển, quá trình phân loại được tiến hành chất thải nào có khả năngtái chế như nhựa, kim loại,…được phân loại riêng để mang đi tái chế Những chấtthải thành phần hữu cơ được sản xuất phân compost, Thành phần còn lại không cókhả năng tái chế được xe vận chuyển đến bãi chôn lấp hợp vệ sinh

Nhờ vậy, mà tuổi thọ của bãi chon lấp hợp vệ sinh tăng lên vì đã loại bớtchất thải có khả năng tái chế và chất thải hữu cơ có khả năng làm phân bón

2.1.5 Một số phương pháp xử lý CTR

- Sử dụng công nghệ xử lý nhiệt phân rác

Là phương pháp tiên tiến trên thế giới trong bảo vệ môi trường Nhưng phương phápnày chỉ áp dụng được cho các khu công nghiệp, đông dân cư

Bãi chôn lấp hợp vệ sinh( thực phẩm, đất, gạch,thủy

tinh )

Nguyên lí:

Than tổng hợpKhí hidro

Nước

Nguyên liệu tái sinhNhiệt phân (500oC)

- Phương pháp đốt chất thải rắn

Đốt rác là quá trình oxi hóa chất thải ở nhiệt độ cao bằng oxy của không khí, có thể giảm thể tích chất thải xuống 85 95% đây là phương pháp kỷ thuật hợp vệ sinh được áp dụng nhiều ở các nước tiên tiến

Ưu điểm: Thu hồi năng lượng, XL được các chất thải nguy hiểm có thể đốt được, nguy cơ ô nhiễm nước ngầm ít hơn chôn lấp rác, XL nhanh và tốn diện tích chỉ bằng 1/6 so với phương pháp vi sinh

Nhược điểm: chi phí XL cao và gây ô nhiễm không khí

- Các phương pháp xử lý sinh học

* Ủ rác thành phân Compost

Quá trình ủ hữu cơ từ rác hữu cơ là một phương pháp truyền thống, được áp dụng phổ biến ở các nước đang phát triển hay ngay cả các nước phát triển như Canada Phần lớn các gia đình ở ngoại ô các đô thị tự ủ rác của gia đình mình thành phân bón hữu cơ (Compost) để bón cho vườn của chính mình Các phương pháp xử lý phần hữu cơ của chất thải rắn sinh hoạt có thể áp dụng để giảm khối lượng và thể tích chất thải, sản phẩm phân compost dùng để bổ sung chất dinh dưỡng cho đất, và sản phẩm khí methane Các loại vi sinh vật chủ yếu tham gia quá trình xử lý chất thải hữu cơ bao gồm vi khuẩn, nấm, men và antinomycetes Các quá trình này được thực hiện trong điều kiện hiếu khí hoặc kỵ khí, tùy theo lượng oxy có sẵn

* Ủ hiếu khí

Ủ rác hiếu khí là một công nghệ được sử dụng rộng rãi vào khoảng 2 thập kỷgần đây, đặc biệt là ở các nước đang phát triển như Trung Quốc, Việt Nam Công nghệ ủ rác hiếu khí dựa trên sự hoạt động của các vi khuẩn hiếu khí đối với sự có mặt của oxy Các vi khuẩn hiếu khí có trong thành phần rác khô thực hiện quá trình oxy hóa cacbon thành đioxitcacbon (CO2) Thường thì chỉ sau 2 ngày, nhiệt

độ rác ủ tăng lên khoảng 450C và sau 6 7 ngày đạt tới 70 750C nhiệt độ này đạtđược chỉ với điều kiện duy trì môi trường tối ưu cho vi khuẩn hoạt động, quan trọng nhất là không khí và độ ẩm Sự phân hủy khí diễn ra khá nhanh, chỉ sau khoảng 2 4 tuần là rác được phân hủy hoàn toàn Các vi khuẩn gây bệnh và côn trùng bị phân hủy do nhiệt độ ủ tăng cao Bên cạnh đó, mùi hôi cũng bị hủy nhờ quá trình hủy yếu khí Độ ẩm phải được duy trì tối ưu ở 40 50%, ngoài khoảng này quá trình phân hủy đều bị chậm lại

* Ủ yếm khí

Công nghệ ủ yếm khí được sử dụng rộng rãi ở Ấn Độ (chủ yếu ở quy mô nhỏ) Quá trình ủ này nhờ vào sự hoạt động của các vi khuẩn yếm khí Công nghệ này không đòi hỏi chi phí đầu tư ban đầu tốn kém, song nó có những nhược điểm sau: Thời gian phân hủy lâu, thường là 4 12 tháng; Các vi khuẩn gây bệnh luôn tồn tại với quá trình phân hủy vì nhiệt độ phân hủy thấp; Các khí sinh ra từ quá trình phân hủy là khí methane và khí sunfuahydro gây mùi khó chịu

- Phương pháp chôn lấp chất thải rắn

Chôn lấp hợp vệ sinh là một phương pháp kiểm soát sự phân hủy của chất thải rắn khi chúng được chôn nén và phủ lấp bề mặt Chất thải rắn trong bãi chôn lấp sẽ bị tan rữa nhờ quá trình phân hủy sinh học bên trong để tạo ra sản phẩm cuối cùng là các chất giàu dinh dưỡng như axit hữu cơ, nitơ, các hợp chất amon và một

số khí như CO2, CH4

Như vậy về thực chất chôn lấp hợp vệ sinh chất thải rắn đô thị vừa là phương pháp tiêu hủy sinh học, vừa là biện pháp kiểm soát các thông số chất lượng môi trường trong quá trình phân hủy chất thải khi chôn lấp

Phương pháp này được nhiều đô thị trên thế giới áp dụng trong quá trình xử lý rác thải Thí dụ ở Hoa Kỳ trên 80% lượng rác thải đô thị được xử lý bằng phương pháp này; hoặc ở các nước Anh, Nhật Bản… Người ta cũng hình thành các bãi chôn lấp rác vệ sinh theo kiểu này

Ưu điểm:

- Có thể xử lý một lượng lớn chất thải rắn

- Chi phí điều hành các hoạt động của BCL không quá cao

- Loại được côn trùng, chuột bọ, ruồi muỗi khó có thể sinh sôi nảy nở

- Các hiện tượng cháy ngầm hay cháy bùng khó có thể xảy ra

- Giảm thiểu được mùi hôi thối gây ô nhiễm môi trường không khí

-Giảm ô nhiễm môi trường nước ngầm và nước mặt

- BCL sau khi đóng cửa được sử dụng làm công viên

- Làm nơi sinh sống hoặc các hoạt động khác

- Có thể thu hồi khí gas phục vụ phát điện hoặc các hoạt động khác

- BCL là phương pháp xử lý CTR rẻ tiền nhất đối với những nơi có thể sử dụng đất

- Chi phí đầu tư ban đầu thấp hơn các phương pháp khác

- BCL hợp vệ sinh là một phương pháp xử lý chất thải rắn triệt để không đòi hỏi cácquá trình xử lý khác như xử lý cặn, xử lý các chất không thể sử dụng, loại bỏ độ ẩm(trong các phương pháp thiêu rác, phân hủy sinh học…)

Nhược điểm:

- Các BCL đòi hỏi diện tích đất đai lớn

- Cần phải có đủ đất để phủ lấp lên chất thải rắn đã được nén chặt sau mỗi ngày

- Các lớp đất phủ ở các BCL thường hay bị gió thổi mòn và phát tán đi xa

- Đất trong BCL đã đầy có thể bị lún vì vậy cần được bảo dưỡng định kỳ

- Chôn lấp thường tạo ra khí methane hoặc hydrogen sunfite độc hại có khả năng gây nổ hay gây ngạt

- Có thể thu hồi khí methane có thể đốt và cung cấp nhiệt

- Xử lý rác thải bằng công nghệ vi sinh

Sơ đồ quy trình:

Ưu điểm:

- Tiết kiệm được chi phí xử lí rác thải, đem lại hiệu quả kinh tế cao

- Khắc phục được tình trạng ô nhiễm không khí và nước do rác thải để lại, tạo nguồn năng lượng, xử lí sự tồn đọng ở các bãi rác

Khí sinh học và phân vi sinh

2.2 CƠ SỞ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

2.2.2 Dự đoán dân số giai đoạn 2013 – 2025

Dân số vào năm 2025 được tính theo công thức:

N = N0(1 + α) ) ∆tTrong đó:

N0 : Dân số hiện tại (năm 2013), N0 = 50.000 người

α) : Tỉ lệ gia tăng dân số (%),α) = 1 (%)

∆t : Khoảng thời gian tính toán (năm)

Bảng 1.2: Dự báo dân số khu dân cư giai đoạn 2013 – 2025

Như vậy, Năm 2013 là 50.000 dân và năm 2025 kết thúc dự án là 56,341 dân

2.2.3 Dự đoán khối lượng chất thải rắn đến năm 2025

Dự đoán khối lượng chất thỉa rắn phát sinh trong tương lai là vấn đề cầnthiết và quan trọng để có kế hoạch đầu tư cho việc thu gom, vận chuyển và xử lýrác, Căn cứ vào tỷ lệ gia tăng dân số hằng năm và mức độ thải rác của người dânthay đổi theo từng năm trên đầu người (do nhu cầu và mức sống của người dânngày càng cao)

Bảng 1.3: Hệ số phát sinh rác thải theo WHOLoại hình đô thị Hệ số phát sinh rác thải (kg/người.ngày)

1 Khối lượng rác / ngày (tấn/ năm) = số dân trong năm  tốc độ rác thải(kg/ngày đêm)

2 khối lượng rác/ năm (tấn/ năm) = khối lượng rác/ ngày  365

Năm

Hình 1.1 : Biểu đồ gia tăng dân sô giai đoạn 2013 -2025

Năm Số dân

(người)

Tốc độ thải rác(kg/người/ngày)

Khối lượngrác thải(tấn/ngày)

Khối lượngrác thải(tấn/năm)

20 13 20 14 20 15 20 16 20 17 20 18 20 19 20 20 20 21 20 22 20 23 20 24 20 25

0 2000

- Căn cứ vào thành phần (% khối lượng) chất thải rắn, Lượng rác thu gom

được, rác thu hồi tái chế, sản xuất phân compost và chôn lấp hợp vệ sinh được tínhtheo công thức sau:

- Lượng rác thu gom = Rác phát sinh × hiệu suất thu gom 80% (tấn)

- Lượng rác tái chế = Lượng rác thu gom × 0.08 (tấn)

- Lượng rác là chất hữu cơ = Lượng thu gom × 0.7 (tấn)

- Lượng CRT trơ chôn lấp = Lượng rác thu gom × 0.12 (tấn)

Trong đó:

* Chọn giá trị 8 % chất thải trong 10% chất thải rắn là rác tái chế

* Chọn giá trị 70% trong 78% chất thải rắn là chất hữu cơ để làm phân compost

* Chọn giá trị 12% chất thải rắn, lượng chất thải đem chôn lấp

Ta có bảng sau:

NămHình 1.2 : Lượng rác dự báo giai đoạn 2013 - 2025

Bảng 1.4: Dự báo lượng rác thu gom, tái chế, sản xuất phân compost và chôn

lấp hợp vệ sinh giai đoạn 2013 - 2025

Năm Lượng rác

thu gomthực tế (tấn

Lượng ráctái chế(tấn)

Lượng ráchữu cơ làmphâncompost(tấn)

Lượngchất trơđem chônlấp (tấn)

Khối lượng rác thực tế thu gom được là: 169.352 tấn/12 năm

Khối lượng rác được thu hồi tái chế trong 12 năm là: 135.480 tấn/ 12 năm

Khối lượng rác hữu cơ làm phân compost : 118.547 tấn/ 12 năm

khối lượng CTR được mang đi chôn lấp trong 12 năm sẽ là: 203.22 tấn/ 12 năm

Qua những số liệu cụ thể trên ta nhận thấy khối lượng rác hữu cơ ủ làm phâncompost là rất lớn, do vậy công nghệ chính được lựa chọn để xử lý hiệu quả thànhphần rác thải trên là ủ phân compost, sau đó đem chôn lấp hợp vệ sinh rác thải còn

lại, và đề xuất công nghệ xử lý cho thành phần rác trên đó là: khu xử lý chất thảirắn với công suất tiếp nhận 1300 tấn/ năm

Cụ thể cho từng nhà máy trong khu xử lý như sau:

- Khu tái chế công suất khoảng 1000 tấn/ năm

- Khu nhà máy sản xuất phân compost công suất khoảng: 10000 tân/năm và

- Khu chôn lấp hợp vệ sinh công suất khoảng: 1500 tấn/ năm

3.1 Sơ đồ quy trình công nghệ chế biến phân compost