ĐỀ CƯƠNG CHẤT THẢI RẮN Câu 1: Thành phần, tính chất của CTR, nguồn gốc phát sinh chất thải rắn, chất thải nguy hại. Thành phần: Thành phần của chất thải rắn: • Biểu hiện sự đóng góp và phân phối của các phần riêng biệt mà từ đó tạo nên dòng chất thải, thông thường được tính bằng phần trăm khối lượng. • Thành phần riêng biệt của chất thải rắn thay đổi theo vị trí địa lý, thời gian, mùa trong năm, điều kiện kinh tế và tùy thuộc vào thu nhập của từng quốc gia… Bốn thành phần có xu hướng thay đổi lớn là: thực phẩm, giấy và carton, rác vườn, plastic. Thành phần chất thải công nghiệp: Các nước có công nghiệp phát triển lượng chất thải công nghiệp sẽ lớn và đa dạng hơn, tuy nhiên lượng chất thải trên một đơn vị sản phẩm thường nhỏ hơn so với các nước có nền công nghiệp kém phát triển Tính chất của CTR: 1. Tính chất vật lý của chất thải rắn 1.1. Khối lượng riêng Là trọng lượng của một đơn vị vật chất tính trên 1 đơn vị thể tích (kgm3). Dữ liệu khối lượng riêng rất cần thiết được sử dụng để ước lượng tổng khối lượng và thể tích rác cần phải quản lý. Khối lượng riêng của một chất thải đô thị biến đổi từ 180 – 400 kgm3, điển hình khoảng 300 kgm3. 1.2. Độ ẩm Độ ẩm của chất thải rắn được biểu diễn bằng một trong 2 phương pháp sau: Theo phương pháp khối lượng ướt: độ tính theo khối lượng ướt của vật liệu là phần trăm khối lượng ướt của vật liệu. sử dụng phổ biến trong lĩnh vực quản lý chất thải rắn hơn vì cho phép lấy mẫu trực tiếp ngoài thực địa. Theo phương pháp khối lượng khô: độ ẩm tính theo khối lượng khô của vật liệu là phần trăm khối lượng khô vật liệu. Độ ẩm của chất thải rắn thay đổi theo thành phần của chất thải, điều kiện thời tiết ( độ ẩm, nhiệt độ, tốc độ gió, nắng, mưa). 1.3. Kích thước và cấp phối hạt của chất thải rắn Đóng vai trò quan trọng trong việc tính toán và thiết kế cơ khí như: thu hồi vật liệu, đặc biệt là sàng lọc phân loại bằng máy hoặc phân chia bằng phương pháp từ tính. Tùy thuộc vào hình dáng kích thước của CTR mà sử dụng các phương pháp xác định kích thước phù hợp. 1.4. Khả năng giữ nước thực tế. Khả năng giữ nước thực tế của CTR 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 nước rò rỉ từ bãi rác. Phụ thuộc vào áp lực nén và trạng thái phân hủy. dao động khoảng 50 – 60 % ( rác từ khu dân cư và thương mại). 1.5. Tính dẫn nước của chất thải Nó chi phối và điều khiển sự di chuyển của chất lỏng (nước rò rỉ, nước ngầm, nước thấm) và các khí bên trong bãi rác.
Trang 1ĐỀ CƯƠNG CHẤT THẢI RẮN
Câu 1: Thành phần, tính chất của CTR, nguồn gốc phát sinh chất thải rắn, chất thải
nguy hại
Thành phần:
-Thành phần của chất thải rắn:
Biểu hiện sự đóng góp và phân phối của các phần riêng biệt mà từ đó tạo nên dòng chất thải, thông thường được tính bằng phần trăm khối lượng
Thành phần riêng biệt của chất thải rắn thay đổi theo vị trí địa lý, thời gian, mùa trong năm, điều kiện kinh tế và tùy thuộc vào thu nhập của từng quốc gia… Bốn thành phần có xu hướng thay đổi lớn là: thực phẩm, giấy và carton, rác vườn, plastic
-Thành phần chất thải công nghiệp:
Các nước có công nghiệp phát triển lượng chất thải công nghiệp sẽ lớn và đa dạng hơn, tuy nhiên lượng chất thải trên một đơn vị sản phẩm thường nhỏ hơn
so với các nước có nền công nghiệp kém phát triển
Tính chất của CTR:
1 Tính chất vật lý của chất thải rắn
1.1 Khối lượng riêng
Là trọng lượng của một đơn vị vật chất tính trên 1 đơn vị thể tích (kg/
m3)
Dữ liệu khối lượng riêng rất cần thiết được sử dụng để ước lượng tổng khối lượng và thể tích rác cần phải quản lý
Khối lượng riêng của một chất thải đô thị biến đổi từ 180 – 400 kg/m3, điển hình khoảng 300 kg/m3
1.2 Độ ẩm
Độ ẩm của chất thải rắn được biểu diễn bằng một trong 2 phương pháp sau:
- Theo phương pháp khối lượng ướt: độ tính theo khối lượng ướt của vật liệu là phần trăm khối lượng ướt của vật liệu sử dụng phổ biến trong lĩnh vực quản lý chất thải rắn hơn vì cho phép lấy mẫu trực tiếp ngoài thực địa
- Theo phương pháp khối lượng khô: độ ẩm tính theo khối lượng khô của vật liệu là phần trăm khối lượng khô vật liệu
- Độ ẩm của chất thải rắn thay đổi theo thành phần của chất thải, điều kiện thời tiết ( độ ẩm, nhiệt độ, tốc độ gió, nắng, mưa)
1.3 Kích thước và cấp phối hạt của chất thải rắn
Trang 2- Đóng vai trò quan trọng trong việc tính toán và thiết kế cơ khí như: thu hồi vật liệu, đặc biệt là sàng lọc phân loại bằng máy hoặc phân chia bằng phương pháp từ tính
- Tùy thuộc vào hình dáng kích thước của CTR mà sử dụng các
phương pháp xác định kích thước phù hợp
1.4 Khả năng giữ nước thực tế
- Khả năng giữ nước thực tế của CTR 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 nước rò rỉ từ bãi rác
- Phụ thuộc vào áp lực nén và trạng thái phân hủy dao động khoảng
50 – 60 % ( rác từ khu dân cư và thương mại)
1.5 Tính dẫn nước của chất thải
- Nó chi phối và điều khiển sự di chuyển của chất lỏng (nước rò rỉ, nước ngầm, nước thấm) và các khí bên trong bãi rác
2 Tính chất hóa học của chất thải rắn
2.1 Phân tích sơ bộ
Giả sử, khối lượng ban đầu của CTR là Go , sấy ở 105 oC, cân được G1 Nung G1 ở 550 oC ở lò kín cân được G2
Độ ẩm = (Go−G1 ) 100 % Go
(lượng nước mất đi sau khi sấy ở 105oC trong 1 giờ)
Chât hữu cơ bay hơi: VS= (G 1−G 2) 100 %
G1
( chất hữu cơ bay hơi có ý nghĩa CTR này có dễ cháy hay không, % càng cao thì càng dễ cháy sinh ra nhiệt độ cao)
Nung G2 ở 950oC được G3 Cacbon cố định = G3.100 % G 1
(phần vật liệu dễ cháy sau khi loại bỏ các chất bay hơi)
Chất tro là lượng còn lại khi đốt ở lò hở, tỉ lệ tro càng lớn thì nhiệt trị của CTR càng nhỏ
2.2 Điểm nóng chảy của tro
Là nhiệt độ đốt cháy để tro sẽ hình thành một khối chất rắn (đgl clinker)
do sự nấu chảy và kết tụ
2.3 Thành phần hóa học
Xác định phần trăm (%) của các nguyên tố C, H, O, N, S và tro
2.4 Nhiệt trị của các thành phần CTR
Nhiệt trị của các thành phần hữu cơ trong thành phần CTR đô thị có thể xác định bằng các cách sau:
Trang 3- Sử dụng nồi hay lò chưng cất qui mô lớn.
- Sử dụng bình đo nhiệt trị trong phòng thí nghiệm
- Bằng cách tính toán nếu thành phần của các nguyên tố hóa học được xác định
Công thức tính nhiệt trị : công thức Dulong cải tiến:
Btu/lb = 145C + 610 (H – 1/8 O) + 40S + 10N Trong đó: C : % khối lượng của C
H: % khối lượng của H
O : % khối lượng của O
S : % khối lượng của S N: % khối lượng của N
2326 Btu/lb = 1 Kj/kg
- Khi đốt thì nhựa và cao su tạo nhiệt lớn nhất
3 Khả năng biến đổi sinh học của chất thải rắn
Trừ chất dẻo, cao su và da, các chất hữu cơ trong CTR có thể phân loại như sau:
- Các chất hòa tan trong nước: đường, tinh bột, amino acid và acid hữu
cơ khác
- Hemicellulose là sản phẩm trùng ngưng của đường 5-6 cacbon
- Cellulose là sản phẩm trùng ngưng của đường glucose 6 cacbon
- Chất béo, dầu và xáp: ester của rượu và acid béo mạch dài
- Lignin : là hợp chất polymer chứa các nhân thơm với nhóm methoxyl (-OCH3) có trong giấy báo, tẩm ép …
- Lignocellulose là hợp chất liên kết của lignin và cellulose
- Protein là gồm chuỗi các acid amin
Mức phân hủy sinh học của một số chất thải hữu cơ: khả năng phân hủy nhờ vsv của các chất hữu cơ phụ thuộc vào bản chất của CHC
Nguồn phát sinh:
-Chất thải rắn phát sinh từ nhiều nguồn khác nhau, căn cứ vào đặc điểm chất thải có thể phân chia thành 3 nhóm lớn: Chất thải đô thị, công nghiệp và chất thải nguy hại
- Phân lọai nguồn gốc CTR theo cách thông thường nhất:
+ Từ các khu dân cư ( chất thải sinh hoạt)
+ Từ các trung tâm dịch vụ thương mại
+ Từ các công sở, trường học , công trình công cộng
+ Từ dịch vụ giao thông như bến xe, nhà ga, sân bay
+ Từ các hoạt động công nghiệp
+ Từ các hoạt động xây dựng đô thị
Trang 4+ Từ các trạm xử lý nước thải và từ các đường ống thoát nước của thành phố.
Chất thải nguy hại thường phát sinh tại các khu công nghiệp(bùn xả từ xử
lý nước thải,hóa chất…),các hoạt động sinh hoạt(bao nilon,pin ),nông
nghiệp(phân bón,TBVTV…),GTVT,y tế…
Câu 2: Nguyên tắc vạch tuyến thu gom, phân tích hệ thống thu gom, thu gom bằng xe
thùng di động và xe thùng cố định
Nguyên tắc vạch tuyến thu gom là:
- Chọn vị trí tập kết (trung chuyển), bãi chôn lấp phù hợp và ít ảnh hưởng tới khu dân cư và môi trường xung quanh
- Công tác thu gom thuận tiện nhất, di các tuyến phố chính, thuận tiện giao thông
và thu gom bên phải đường
- Quãng đường để các phương tiện thu gom chạy ngắn nhất Đọ dài giữa các tuyến đường vận chuyển đều nhau, không vượt quá 15%
- Thời gian tiến hành thu gom ngắn
Phân tích hệ thống thu gom:
- Hệ thống xe thùng di động là hệ thu gom trong đó các thùng chứa đầy rác được chuyên chở đến bãi thải rồi đưa thùng không về vị trí tập kết rác ban đầu
- Hệ thống xe thùng cố định là hệ thu gom trong đó các thùng chứa đầy rác vẫn
cố định đặt ở nơi tập kết rác, trừ một khoảng thời gian rất ngắn nhấc lên đổ rác vào xe thu gom
Sơ đồ hệ thống thu gom:
1, hệ thống xe thùng di động
a Kiểu thông thường
b Kiểu thay thùng
Trang 52 hệ thống xe thùng cố định
Phân tích hệ thống vận chuyển:
Hệ thống thu gom di động Hệ thống thu gom cố định Thời gian lấy tải - Đối với kiểu thông
thường là tổng của thời gian để lái xe thu gom đến
vị trí đặt container kế tiếp sau khi một container rỗng được thả xuống, thời gian nhắc container đầy tải lên
xe và tg thẻ container xuống sau khi chất thải trong nó đã được đỗ bỏ
- Đối với kiểu thay thùng,
tg lấy tải là tg nhặt container đã đầy tải và thả container này ở vị trí kế tiếp sau khi chất thải trong
nó được đổ bỏ
Là thời gian sử dụng để chất tải lên xe thu gom: bắt đầu tính từ khi xe dừng và lấy tải tại vị trí đặt
container đầu tiên trên tuyến thu gom và kết thúc khi tuyến container cuối cùng được dỡ tải
Phụ thuộc vào loại xe thu gom và phương pháp lấy tải
Thời gian vận chuyển Là tổng thời gian cần thiết Là tổng thời gian cần thiết
Trang 6đi đến vị trí dỡ tải ( trạm trung truyển, trạm thu hồi vật liệu, hay bãi đổ) và thời gian bắt đầu sau khi một container đã được dỡ tải đặt trên xe tải đến khi
xe thu gom đi đến vị trí mà
ở đó container rỗng đã được thả xuống Không kể
tg ở bãi đổ hay trạm trung chuyển
đi đến vị trí dỡ tải ( trạm trung truyển, trạm thu hồi vật liệu, hay bãi đổ) bắt đầu khi container cuối cùng trên tuyến thu gom được dỡ tải hoặc xe thu gom đã đầy chất thải và thời gian sau khi rời khỏi
vị trí dỡ tải cho đến khi xe thu gom đi đến vị trí đặt container đầu tiên trên tuyến thu gom tiếp theo Không kể tg ở bãi đổ hay trạm trung chuyển
Thời gian ở bãi đổ Là thời gian cần thiết để dỡ
tải ra khỏi các container tại
vị trí dỡ tải (trạm trung chuyển, trạm tái thu hồi vật liệu, hay bãi đỗ) bao gồm
tg chờ đợi dỡ tải và tg dỡ tải CTR từ container
Là thời gian cần thiết để dỡ tải ra khỏi xe thu gom tại
vị trí dỡ tải (trạm trung chuyển, trạm tái thu hồi vật liệu, hay bãi đỗ) bao gồm
tg chờ đợi dỡ tải và tg dỡ tải CTR từ xe thu gom Thời gian phụ - thời gian
không sản xuất
Chia thành 2 loại:
-thời gian hao phí cần thiết: bao gồm tg kiểm tra xe khi
đi và khi về vào đầu và cuối ngày, tắc nghẽn đường giao thông, sữa chữa bảo quản thiết bị…
- thời gian hao phí không cần thiết: tg ăn trưa vượt quá quy định, trò chuyện, tán gẫu…
Câu 3: Các phương pháp xử lý chất thải rắn bằng cơ học: nguyên lý, phạm vi áp dụng
Các phương pháp xử lý chất thải rắn bằng cơ học:
1 Tách phân chia các hợp phần của chất thải rắn
Phân loại theo kích thước
Nguyên lý:
Là quá trình phân loại một hỗn hợp các vật liệu CTR có kích thước khác nhau thành 2 hay nhiều loại có cùng kích thước bằng cách sử dụng các loại sàng có kích thước lỗ khác nhau Quá trình phân loại có thể thực hiện được khi vật liệu còn ướt hoặc khô Thông thường quá trình phân loại thường gắn với quá trình
xử lý chất thải tiếp theo
Phạm vi áp dụng: Chất thải đô thị.
- Sàng rung: sử dụng đối với CTR tương đối khô như kim loại, thủy tinh, gỗ vụn, mãnh vỡ bê tông trong CTR xây dựng
- Sàng trống quay: dùng để tách rời các loại giấy carton và giấy vụn
Trang 7Phân loại theo khối lượng riêng.
Nguyên lý:
Kĩ thuật này dùng để phân loại các vật liệu có trong chất thải rắn dựa vào khí động lực nguyên tắc của phương pháp này là thổi dòng khí từ dưới lên trên qua lớp vật liệu hỗn hợp, khi đó các vật liệu có khối lượng riêng nhỏ hơn sẽ bị cuốn theo dòng khí, tách ra khỏi lớp vật liệu nặng hơn Lớp vật liệu nặng rơi xuống đáy còn lớp vật liệu nhẹ được lắng ở xiclon
Phạm vi áp dụng: CTR đô thị, tách rời các loại vật liệu sau quá trình tách
nghiền thành 2 phần riêng biệt: dạng có khối lượng riêng nhẹ như: giấy, nhựa, các chất hữu cơ và dạng có khối lượng riêng nặng như: kim loại, gỗ, và các phế liệu vô cơ có khối lượng riêng tương đối lớn
Phân loại theo điện trường và từ tính
Nguyên lý:
Kỹ thuật này dựa vào tính chất điện từ và từ trường khác nhau của các thành phần chất thải rắn để phân loại CTR
Phạm vi áp dụng:
- Phương pháp phân loại bằng từ trường được sử dụng phổ biến khi tiến hành tách các kim loại màu ra khỏi kim loại đen
- Phương pháp phân loại bằng tĩnh điện được áp dụng đẻ tách ly nhựa và giấy dựa vào sự khác nhau về sự tích điện bề mạt của 2 loại vật liệu này
- Phân loại bằng dòng điện xoáy là kỹ thuật phân loại trong đó dòng điện xoáy được tạo ra trong các kim loại không chứa sắt như nhôm và tạo thành nam châm nhôm
2 Giảm thể tích chất thải rắn
Phạm vi áp dụng:
Giảm thể tích bằng phương pháp nén ép
Nguyên lý:
Phương pháp này được sử dụng với mục đích gia tăngkhối lượng riêng của CTR, nhằm tăng tính hiệu quả của công tác lưu trữ và vận chuyển các kỹ thuật hiện đang áp dụng để nén và tái sinh chất thải là đóng kiện, đóng gói, đóng khối hay ép thành dạng viên
Phạm vi áp dụng:
CTR thu gom từ các vùng dân cư, công nghiệp nhẹ hoặc thương mại, công nghiệp nặng
Giảm thể tích bằng phương pháp cắt hoặc nghiền
Nguyên lý: dùng lực cơ học để làm giảm kích thước của CTR CTR được làm
giảm kích thước có thể sử dụng trực tiếp làm lớp che phủ trên mặt đất hay làm phân compost, hoặc làm 1 phần được sử dụng cho các hoạt động tái sinh Thiết
bị làm giảm kích thước chất thải rắn tùy thuộc vào loại, hình dạng, đặc tính của chất thải rắn và tiêu chuẩn yêu cầu
Trang 8Phạm vi áp dụng: CTR đô thị.
- Búa đập: các loại CTR có đặc tính giòn, dễ gãy
- Kéo cắt: các loại CTR có đặc tính mềm, dẻo
- Máy nghiền: máy nghiền có ưu điểm di chuyển dễ dàng nên được sử dụng cho nhiều loại CTR khác nhau như: các nhánh cây, gốc cây, các loại rác từ quá trình xây dựng…
3 Làm khô và khử nước
Nguyên lý: phương pháp làm giảm thể tích chất thải rắn bằng cách khử nước và
làm khô chất thải rắn sản phẩm sau khi khử nước, bùn cặn có thể được xử lý tiếp theo các phương thức:
- Đốt để giảm dung tích
- Tạo sản phẩm phụ có khả năng tận thu
- Tạo hỗn hợp ủ sinh học làm phân hữu cơ hoặc chuyển hóa thành khí đốt
- Chôn lấp cùng với đất
Phạm vi áp dụng: pp này sử dụng chủ yếu cho các loại bùn, cặn thải từ các bể
xử lý nước và nước thải
Câu 7: Nước rỉ rác, khí bãi rác: quá trình hình thành nước rỉ rác, khí bãi rác, hệ thống thu gom nước rỉ rác, khí bãi rác
Nước rỉ rác
Nước rỉ rác là nước có trong rác, phát sinh do rác phân hủy hoặc các loại nước thấm từ bên ngoài vào ô chôn lấp
Quá trình hình thành nước rỉ rác:
Việc hình thành nước rỉ rác chủ yếu do các quá trình:
- Đầm nén: lượng nước tự do chứa trong CTR được tách ra trong trong quá trình này
- phân hủy sinh học: một trong những sản phẩm của quá trình phân hủy sinh học thành phần chất hữu cơ là nước
- nước bên ngoài: nước bên ngoài thấm vào BCL
+ mực nước ngầm có thể dâng lên vào các ô chôn rác
+ nước có thể rỉ vào qua các cạnh của ô chôn lấp
+ nước từ các khu vực khác chảy qua có thể thấm xuống ô chôn lấp
Nước mưa rơi xuống khu vực BCL trước khi được phủ đất hoặc trước khi ô chôn lấp đóng lại
Nước mưa rơi xuống khu vực BCL trước khi ô chôn lấp đã đầy ( ô chôn lấp được đóng lại)
- nước mưa đi vào từ phí trên :chủ yếu là nước mưa thấm xuyên qua lớp vật liệu bao phủ
- Độ ẩm của CTR
- Độ ẩm trong đất bao phủ bề mặt
- Nước mất đi từ lớp lót đáy
Trang 9- Nước tiêu thụ cho các phản ứng tạo khí bãi rác
- Nước mất đi do quá trình bay hơi: các khí hình thành trong BCL thường ở dạng khí bão hòa
Hệ thống thu gom nước rỉ rác:
Là hệ thống các công trình bao gồm tầng thu gom, đường ống dẫn, mương dẫn
để thu gom nước rác về hố tập trung hoặc tới trạm xử lý
Khí bãi rác
Khí bãi rác là hỗn hợp khí phát sinh do CTR phân hủy
Quá trình hình thành khí bãi rác:
Khí bãi rác hình thành từ các quá trình:
- Phân rã sinh học của chất hữu cơ có thể phân hủy hoặc hiếu khí hoặc kỵ khí Các loại khí có thể phát sinh ra từ bãi rác là: CO, CO2, NH3, H2, H2S, CH4, N2, O2 và N2
Hệ thống thu gom khí bãi rác:
Là hệ thống các công trình , thiết bị thu gom khí thải sinh ra từ BCL nhằm ngăn ngừa, giảm thiểu ô nhiễm không khí và nguy cơ gây cháy, nổ
1 Cấu tạo bãi chôn lấp CTNH, loại chất thải rắn được chôn lấp:
Cấu tạo bải chon lấp CTNH
1a Ô chôn lấp chất thải có tính độc 3b Nhà nghỉ công nhân
1b Ô chôn lấp chất thải có tính dễ ăn mòn 3c Trạm cân xe
1c Ô chôn lấp có tính dễ cháy, nổ 3d Nhà để xe
Trang 102 Khu xử lý nước rác 3e Cầu rửa xe
3a Nhà bảo dưỡng xe, máy, nhà kho 5 Khu tiền xử lý
Các chất thải nguy hại được phép chôn lấp vào BCL cần đáp ứng các tiêu chuẩn sau:
Chỉ có chất thải vô cơ (ít chất hữu cơ);
Tiềm năng nước rỉ thấp;
Không có chất lỏng;
Không có chất nổ;
Không có chất phóng xạ;
Không có lốp xe;
Không có chất thải lây nhiễm
những đặc tính nhất định để coi là chất thải không nguy hại (theo TCVN 6705:2000)
A[1180] Thiết bị hay chi tiết điện, điện tử thải
chứa những bộ phận như pin, ắc quy thuộc TCVN6706:2000, công tắc thuỷ ngân, thuỷ tinh từ đèn catôt và thuỷ tinh hoạt hoá khác, tụ điện có PCB hoặc lẫn với các chất thải nguy hại khác có nồng
độ thể hiện tính chất đặc trưng nêu trong phụ lục III (1), (2) Công ước Basel
A[2010] Chất thải thuỷ tinh từ đèn catôt và thuỷ
tinh hoạt hoá khác A[2050] Amiăng thải (bụi và sợi)
Danh mục các chất thải nguy hại được phép chôn lấp