Báo cáo thực hành xử lý chất thải bài 1,2

- Phương pháp cân bằng vật chất  Phương pháp phân loại rác Phân loại: có nhiều cách phân loại : - Theo vị trí hình thành: trong nhà, ngoài nhà, đường phố… - Theo thành phần hoá học và v

-Loại rác thải phát sinh

-Cơ cấu và cách thức quản lý rác thải sinh hoạt

3 Phương pháp nghiên cứu:

 Phương pháp khảo sát thực địa

-Vẽ sơ đồ sơ lược

-Thu thập thông tin cơ bản về địa hình, nơi nghiên cứu…

 Phương pháp thu thập tài liệu thứ cấp:

-Tài liệu gì? ở đâu?

 Phương pháp thu tập tài liệu sơ cấp:

-Điều tra, phỏng vấn trực tiếp

-Điều tra, phỏng vấn qua điện thoại/ emai

-Lập bảng hỏi, thống kê số liệu

-Phỏng vấn bằng phiếu điều tra

 Các phương pháp sử dụng khối lượng chất thải rắn:

- Phương pháp cân trực tiếp(chính xác nhất)

- Phương pháp đếm tải

- Phương pháp sử dụng hệ số

- Phương pháp cân bằng vật chất

 Phương pháp phân loại rác

Phân loại: có nhiều cách phân loại :

- Theo vị trí hình thành: trong nhà, ngoài nhà, đường phố…

- Theo thành phần hoá học và vật lí: hữu cơ, vô cơ, cháy được, không cháyđược…

- Theo bản chất nguồn: chất thải rắn sinh hoạt, chất thải rắn công nghiệp…

- Theo mức độ nguy hại: chất thải nguy hại, chất thải y tế nguy hại, chất thảikhông nguy hại

* Xác định đặc tính của rác thải(lí hoá học )

Sử dụng quy tắc ¼

-Chất thải rắn sau khi được thu gom xuống sàn được trộn kĩ

-Đánh đống chất thải theo hình nón

-Chia 4 phần bằng nhau và lấy 2 phần chéo nhau

-Nhập 2 phần vừa lấy trộn đều

-Lập lại bước trên 1-2 lần nữa, tiếp tục chia 4 và lấy 2 phầnchéo nhau

Kết quả: ta thu được 20-30 kg rác để phân loại lí học(4 phân lấy

2 phần chéo) sau đó ta đem đi ủ và theo dõi các chỉ tiêu(khuôn khổbài thực hành không tiến hành ủ)

4 Tiến hành

4.1 Đối tượng

-Khu vực thu gom rác thải của nhóm là TDP Đào Nguyên – TT.Trâu Quỳ - H.Gia lâm - TP.Hà Nội

-Khu vực có 187 hộ với khoảng 4000 người bao gồm cả sinhviên

-Kết quả điều tra 7 hộ: P= 84 nhân khẩu

-Tần suất thu gom rác của nhóm là 1 lần/ ngày, lặp lại 3 lần

-Thời gian thu rác: từ 16h-17h

- Hệ số phát sinh rác thải : Wg= mr/P= 17,7/84= 0,21

kg/người/ngày

 Tổng lượng chất thải phát sinh của khu vực là: 0.21 *

4000= 840kg/ngày

 Thành phần, khối lượng từng thành phần rác thu được:

Do không thể sấy khô ở 105 0C để xác định khối lượng khô nêntra bảng (table 10.3.4 representative proximate and ultimatecomposition of msw- Nguồn: integrated solid waste management

mcgraw-hill 1993 :bộ TN&MT) ta có độ ẩm của các loại rác như sau:

Loại rác

thải

Khối lượng ướt (kg)

Độ

Khối lượng khô (kg)

 Công thức hóa học của chất thải rắn

- Khối lượng thành phần hóa học của CTR:

- Khối lượng thành phần hóa học= khối lượng khô * % thành phần nguyên tố (C,H,N,O,S,tro)

Chất thải

Khối lượng khô(kg

Khối lượng thành phần (kg)

Thức ăn

thừa 4,1036 1,8630 0.135418 1,325463 0,283148 0,0131315 0,4834395 Giấy 1,216 0,52288 0,004377

6 0,532608 0,07296 0,0020672 0,0811072 Nhựa 2,601 1,98456

3 0,0067626 0,114444 0,299115 0,005202 0,1909134 Nilon 1,213

5 0,939249 0,0012135 0,021843 0,1565415 0,0014562 0,0931968 Tổng 9,044

 Số mol của từng thành phần rác :

Nguyên

tố

Khối lượng không ngậm nước

Khối lượng ngậm nước

Khối lượng phân tử

Số mol không ngậm nước

Số mol ngậm nước

51,9943580,147771

70,021856

90,758656

9

5,3096921,773564

59,6884580,147771

70,021856

90,758656

9

12,011,011614,132,07

0,44210,80370,12460,01050,0007

0,44211,7560,60550,01050,0007

 Tỷ lệ mol từng thành phần của CTR:

Tỉ lệ mol (N=1) Tỉ lệ mol (S=1) Nguyên

tố

K ngậm nước

Ngậm nước

K ngậm nước

Ngậm nước

 Công thức hóa học của rác :

- Công thức hóa học không có S:

+Không ngậm nước: C42H77O12N

Nguyên tố Khối lượng(kg) % khối lượng

 Tra bảng

Ta có nhiệt trị của các loại chất thải

+ Chất thải hữu cơ dễ phân hủy chiếm 79%

Trong thành phần rác thải sinh hoạt chủ yếu là chất hữu cơ dễphân hủy, độ ẩm cao, trong đó thức ăn thừa chiếm tỷ lệ cao nhất72%, nilon 15%, thấp nhất là giấy và nhựa chiếm 6%

-Về nhiệt trị : Trong chất thải rắn sinh hoạt về thành phần khiđốt thì thức ăn thừa lượng nhiệt sinh ra là lớn nhất :98313,2746( kJ/kg) và giấy là nhỏ nhất : 7058,9448(kJ/kg)

5 Dự kiến biện pháp xử lý:

- Đối với rác thải có thể tái chế, tái sử dụng: có thể đem báncho các cơ sở thu mua phế liệu, vừa thu được một khoảntiền vừa hạn chế được lượng rác thải xử lý, tiết kiệm tàinguyên, bảo vệ môi trường

+ đối với túi nilon: khi mua đồ nên mang theo túi đựng,dùng nhiều lần, thân thiện với môi trường, hạn chế mua

đồ đựng trong túi nilon, hạn chế sử dụng các sản phẩm ănliền

+ Đối với giấy: thu gom, bán cho các cơ sở thu mua để táichế thành các sản phẩm khác

+ Đối với chai lọ nhựa: có thể tái sử dụng vào các mụcđích khác nhau

- Đối với rác thải dễ phân hủy sinh hoc: tập kết lại một chỗ

để đưa đến bãi rác, tiến hành sản xuất phân compose

II Lựa chọn giải pháp

- Thuyết minh giải pháp xử lý

Sau khi tiến hành phân loại, xác định khối lượng thành phầnrác thải sinh hoạt tại tổ dân phố Đào Nguyên – Trâu Quỳ - GiaLâm – Hà Nội với kết quả thu được là chất hữu cơ khó phân hủy(nilon, nhựa) chiếm 21% trong tổng lượng trung bình rác phát

sinh, độ ẩm của nilon là 15%, thấp nhất là giấy và nhựa chiếm 6%nên lựa chọn giải pháp về kỹ thuật là đốt, chôn lấp và tái chế, tái

sử dụng chất thải nhưng tối ưu nhất vẫn là chôn lấp và tái chế, tái

sử dụng Trong thành phần rác thải sinh hoạt chủ yếu là chất hữu

cơ dễ phân hủy chiếm tỷ lệ 79% với độ ẩm cao, trong đó thức ănthừa chiếm tỷ lệ cao nhất 72% nên không thể đốt mà giải pháp tối

ưu là ủ phân compost để bón cho cây trồng Các giải pháp nàyđều giúp xử lý về cơ bản rác thải sinh hoạt trên địa bàn giúp bảo

vệ môi trường và sức khỏe người dân ngoài ra còn đem lại hiệuquả về mặt kinh tế

- Mô hình xử lý sau khi rác được phân loại và đưa đến bãi chôn lấp :

Rác thải đã được phân loại

Bãi chôn lấp

Ô chôn lấp

Lớp đáy và hệthống thu gomnước rỉ rác

Hệ thống thukhí thải

Thiết kế bãi chôn lấp CTR cho khu dân cư

1 Dự báo dân số và khối lượng CTR của khu dân cư đến năm 2025

 Dân số qua các năm được tính theo công thức:

Ni+1 = Ni + Ni*r/100 (người)

Trong đó

:+ Ni: Dân số năm i

+ Ni+1: Dân số năm i+1

+ r: Tỷ lệ tăng dân số

Năm

Tỷ lệ gia tăng dân

 Lượng CTR phát sinh năm i được tính theo công thức:

Mi = (365*Ni*q)/1000 + Mi-1*tỷ lệ tăng lượng rác/100(tấn/năm)

Trong đó:

+ Mi: Lượng CTR phát sinh năm i

+ Ni: Dân số năm i + q: Hệ số phát sinh CTR (kg/người/ngày) + Mi-1: Lượng CTR phát sinh năm i-1

 Lượng CTR được thu gom được tính theo công thức:

Hiệuquảthugom(%)

Tỷ lệtănglượngrác(%)

LượngCTR phátsinh (tấn/

năm)

LượngCTRđược thugom(tấn/

năm)201

0 0,950 90 0 2600,625 2340,563201

1 0,961 90 1,15 2688,060 2419,254201

2 0,972 90 1,15 2747,866

2473,079201

3 0,983 90 1,15 2808,655 2527,789201

4 0,994 90 1,15 2870,784 2583,706

5 1,006 90 1,15 2934,288

2640,859201

6 1,017 90 1,15 2999,197 2699,277201

7 1,029 90 1,15 3065,541 2758,987201

8 1,041 90 1,15 3133,353

2820,018201

9 1,053 90 1,15 3202,665 2882,399202

0 1,065 90 1,15 3273,511

2946,160202

1 1,077 90 1,15 3345,923

3011,331202

2 1,090 90 1,15 3419,938 3077,944202

3 1,102 90 1,15 3495,589

3146,030202

4 1,115 90 1,15 3572,914

3215,623202

5 1,128 90 1,15 3651,950 3286,755

Tổng

49810,85

2 Quy mô bãi chôn lấp

 Theo tính toán đến năm 2025, số dân của khu dân cư là

 Bãi chôn lấp của khu dân cư thuộc loại vừa Diện tích khu vựcchôn lấp chiếm khoảng 75% tổng diện tích bãi, diện tích xâydựng các công trình phụ trợ như công trình xử lý nước thải,khí thải, chiếm 25% tổng diện tích

 Các giả thiết tính toán thiết kế BCL:

- Khối lượng riêng của rác thải sau đầm nén trong ô chôn lấp

là b=0,74 tấn/m3

- Chiều cao chôn lấp trung bình là D = 20 m

- Ô chôn lấp được tiến hành lấp 1 lớp rác dr = 2 m thì phủ 1lớp đất trung gian dày dđ = 0,2 m (chọn tỷ lệ lớp phủ: lớpCTR = 1:10)

- Ô chôn lấp có tiết diện đứng gồm 2 hình thang:

Hình 1 Tiết diện đứng của ô chôn lấp

 Theo đề bài, BCL dự kiến xây dựng và hoạt đông từ năm 2015 –2025

- Dự kiến tổng lượng CTR mà BCL tiếp nhận tới năm 2025 là:

Giả thiết trong ô chôn lấp tiến hành lấp 1 lớp rác 2m thì phủ

1 lớp phủ trung gian bằng đất dày 0,2 m (tỉ lệ lớp rác : lớp phủ

= 10 : 1 )

=> thế tích lớp đất phủ : Vđất phủ = 2897,3 m3

Chiều cao trung bình của ô chôn lấp là D= 20 m , độ dàylớp rác là dr=2m , độ dày lớp phủ là dp = 0,2m

3.2 Tính toán diện tích các ô chôn lấp

Theo TCXDVN 261 : 2001 mục 5.2.1.1 khu chôn lấp được chiathành các ô chôn lấp Quy mô của ô chôn lấp được xác địnhtheo khối lượng chất thải và mô hình chôn lấp sao cho thời gianvận hành mỗi ô từ 1-3 năm

Theo số liệu tính toán, lượng CTR từ năm 2015 - 2025 là32485,38 tấn, thời gian sử dụng là 10 năm, diện tích sử dụng

để chôn lấp là 1610 m2 Chọn thời gian vận hành 1 ô chôn lấp

là 2 năm, sẽ xây dựng 5 ô chôn lấp, đánh số từ 1 tới 5, sử dụnglần lượt

Khối lượng CTR trong 1 ô là 21440,35 / 5 ≈ 4288tấn

Thể tích CTR trong 1 ô là 4288 / 0,74 ≈ 5795 m3

Diện tích đáy ô chôn lấp: 5795 / 20 = 289,75 m2

=> chọn chiều dài ô là 20m, rộng là 15 m, cao là 20 m, ô chôn lấp có 12 m chìm và 8m nổi

4 Dự báo lượng nước rỉ rác phát sinh:

 Đặc điểm phát sinh nước rỉ rác

Nước rỉ rác (còn gọi là nước rác) là nước bẩn thấm qua lớp rác của các ô chôn lấp, kéo theo các chất ô nhiễm từ rác chảy vào tầng đất ở dưới bãi chôn lấp.

Nước rác được hình thành khi nước thấm vào ô chôn lấp Nước có thể thấm vào theo một số cách sau đây:

 Nước sẵn có và tự hình thành khi phân huỷ rác hữu cơ trong bãi chôn lấp

 Mực nước ngầm có thể dâng lên vào các ô chôn rác

 Nước mưa rơi xuống khu vực chôn lấp rác trước khi được phủ đất và trước khi ô rác được đóng lại

 Nước mưa rơi xuống khu vực bãi chôn lấp sau khi ô chôn lấp đầy (ô rác được đóng lại)

Nước rác được hình thành khi độ ẩm của rác vượt quá độ ẩm giữ nước Độgiữ nước của CTR là lượng nước lớn nhất giữ lại được trong các lỗ rỗng mà khôngsinh ra dòng thấm hướng xuống dưới tác dụng của trọng lực Trong giai đoạn hoạtđộng của bãi chôn lấp, nước rỉ rác hình thành chủ yếu do nước mưa và nước “ép”

ra từ các lỗ rỗng của các chất thải do các thiết bị đầm nén Sự phân huỷ các chấthữu cơ trong rác chỉ phát sinh nước rỉ rác với lượng nhỏ

Lượng nước rỉ rác sinh ra phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện khí tượng thuỷvăn, địa hình, điạ chất của bãi rác, diện tích bề mặt bãi, nhất là khí hậu và lượngmưa Tốc độ phát sinh nước rác dao động lớn theo các giai đoạn hoạt động khácnhau của bãi rác Trong những năm đầu tiên, phần lớn lượng nước mưa thấm nhậpvào được hấp thụ và tích trữ trong các khe hở và lỗ rỗng của chất thải chôn lấp.Lưu lượng nước rác sẽ tăng dần trong suốt thời gian hoạt động và giảm dần sau khiđóng cửa bãi chôn lấp do lớp phủ cuối cùng và lớp phủ thực vật trồng trên mặt cókhả năng giữ nước để nó bốc hơi, làm giảm độ ẩm thấm vào

Công thức tính lượng nước rỉ rác :

Q= M ( W2 – W1) + [P(1 – R ) – E] × A

Trong đó:

- Q: nước rỉ rác sinh ra từ bãi rác, (m3/ngày)

- M: Khối lượng rác trung bình (tấn/ngày)

- E: Lượng bốc hơi: E = 5mm/ngày

- A: Diện tích chôn lấp mỗi ngày với chiều cao 1 lớp rác là 1,5m lấy ở cuối giai đoạn thiết kế, m2/ngày

A=8.9/(1.5x0.74)=8.02 m2/ngày

=> Tổng lượng nước rỉ rác là:

Q = 8.9 × (0,60 – 0,25) + [ 0,01(1 – 0,15) – 0,005] × 8.02 = 3.14 m3/ngày

5 Dự báo lượng khí thải phát sinh:

Số mol rác phát sinh trong 10 năm :

n= 29645.76317×106 /28.7334=1031752705 (mol)

Lượng khí phát sinh sau khi chôn tổng CTR sinh hoạt của 10 năm

6.1 Thiết kế lớp đáy bãi chôn lấp và thu gom nước rỉ rác

- Mục đích thiết kế lớp lót đáy bãi chôn lấp là nhằm giảm thiểu

sự thấm nước rỉ rác vào lớp đất phía dưới bãi chôn lấp vànhờ đó loại trừ khả năng nhiễm bẩn nước ngầm

- Lớp đáy ô chôn lấp: lớp đáy kép

+ lớp chống thấm: lớp đất sét dày 15cm được nén chặt và lớp vải địa chất

+tầng thu nước: đá dăm nước dày 30cm ở dưới và cát thô dày 20cm ở trên

- Hệ thống đường ống thu nước rỉ rác: ống thu nước rỉ rác củamỗi ô chôn lấp được bố trí theo dạng hình xương cá Ốngnhánh thu nước rỉ rác của mỗi ô sẽ thu nước rỉ rác về ốngchính, ống chính sẽ gọp chung với ống thu nước rỉ rác củacác ô còn lại về công trình xử lí nước rỉ rác Ống nhánh hợpvới ống chính 1 góc 60o Ống nhánh dốc 1% về phía ốngchính và ống chính dốc 1% về phía hố thu nước Số ống thugom nước rỉ rác của mỗi ô chôn lấp là 4 ống/ô

- Lượng nước rỉ rác của ô chôn lấp là: 3.14m3/ngày, ống thunước chọn ống tiết diện tròn với D = 100mm, độ dốc đáy ống

i = 1% Tra bảng tính toán thủy lực ống ta có h/D = 0.50, v =0.62 ( chọn q = 2.42 để thu gom triệt để nước rỉ rác)

- Xây dựng hệ thống mương thu nước thải sinh hoạt, nước rửa

xe chở rác, nước mưa chảy tràn để không cho nước bênngoài chảy vào ô chôn lấp Dẫn đến khu xử lý nước thải

6.2 Hệ thống thu khí thải ô chôn lấp

- Đặt ống thu gom khí thải: sử dụng hai phương pháp đặt ống

để thu gom triệt để khí thải

+ Đặt ống thu khí nằm ngang song song với lớp vật liệu nằmphủ, các ống thu khí nằm ngang của một lớp sẽ được nối vớinhau bởi một ống đặt nằm ngang cặp sát vào thành hố chônlấp rồi được dẫn lên trên mặt đất về khu xử lý khí

+ Đặt ống thu khí thẳng đứng, chiều cao ống ngập trong lớprác là 80% chiều cao lớp rác 1/3 chiều cao ống ngập trongrác sẽ được đục lỗ có đường kính đủ lớn để thu khí Ống thukhí được giữ cố định nhờ ống lồng cấu tạo bằng thép, vớiđường kính ngoài bằng đường kính giếng thu khí, đườngkính trong đảm bảo lớn hơn đường kính ống thu khí, xungquanh

phần đục lỗ được bao bọc bởi một lớp sỏi có đường kính lớnhơn đường kính lỗ của ống thu khí, để giữ ống thẳng đứng.Phần ống đưa lên khỏi đơn nguyên sau khi đổ hoàn chỉnh cảlớp che phủ cuối cùng đủ cao để tránh sự cố làm bít ống

- Xử lý khí thải: Khí thải được thu gom từ bãi chôn lấp rác sẽđược đưa về trạm chiết xuất gas để tiến hành việc chiết xuấtlấy khí Metan (CH4) Khí Metan dung làm nhiên liệu để chạymáy phát điện cung cấp điện cho hoạt động của khu vực bãichôn lấp và dùng làm khí đốt cho hoạt động của công nhân