Dạng 3 Tính toán, thiết kế hệ thống thu khí ở bãi chôn lấp chất thải rắn hợp vệ sinh của địa phương.. Tính toán diện tích các ô chôn lấp Trong rác thải thu gom, rác sinh hoạt, công nghiệ
Trang 1Dạng 3 Tính toán, thiết kế hệ thống thu khí ở bãi chôn lấp chất thải rắn hợp vệ sinh của địa phương
Tương tự dạng 1
2 Tính toán diện tích các ô chôn lấp
Trong rác thải thu gom, rác sinh hoạt, công nghiệp, y tế, dịch vụ thì có một số loại rác có thể thu hồi được như kim loại, nhựa, thủy tinh vv… để đem đi tái chế sử dụng lại được, một phần lượng rác sẽ được đốt Cụ thể các thành phần như sau: lượng rác tái chế khoảng 5%, lượng rác sử dụng đốt khoảng 10%, còn lại là rác hữu cơ 42%, rác thành phần khác không thể tái chế sử dụng được là 43% Lượng rác hữu cơ sử dụng làm phân hữu cơ đang còn hạn chế chỉ khoảng 5% là được sử dụng Như vậy lượng rác thực tế mang đi chôn lấp chỉ khoảng 80% lượng rác thu gom được
Giai đoạn
Theo TCVN 261-2001 chọn kích thước ô chôn lấp và thời gian vận hành căn cứ vào khối lượng CTR tiếp nhận
Ô chôn lấp số n
Thể tích rác đem chôn lấp:
Trong đó:
V- thể tích chất thải rắn, m3 G- lượng chất thải rắn đem chôn lấp, tấn
- khối lượng riêng chất thải rắn Thể tích rác sau đầm nén:
Trong đó: k- hệ số đầm nén, k= 0.6÷ 0.9 tấn/m3,
Diện tích ô chôn lấp:
Trong đó: h- Chiều sâu bãi chôn lấp, m
k chọn theo bảng 1
- Tính tổng diện tích bãi chôn lấp biết công trình phụ trợ chiếm 10-30% diện tích bãi chôn lấp
Bảng 1 Tỷ trọng rác sau khi đầm nén
Dạng thiết bị Tỷ trọng rác sau khi đầm nén (kg/m3)
IV/ Thiết kế hệ thống thu khí rác
1/ Cơ sở lý thuyết về sự hình thành khí trong bãi chôn lấp
2/ Xác định lượng khí hình thành trong bãi chôn lấp
a/ Xác định công thức hóa học đối với chất hữu cơ phân hủy sinh học nhanh và chậm
Xác định khối lượng từng thành phần hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học chậm hoặc nhanh qua bảng 2
Bảng 2 Thành phần trong chất thải rắn đô thị
Chất hữu cơ
Chất thải hữu cơ
Giấy
Giấy carton
Nhựa
42,5 34,0 6,0 7,0
70 6 5 2
Trang 2Vải vụn
Cao su
Da
Chất thải trong vườn
Gỗ
2,0 0,5 0,5 18,5 2,0
10 2 10 60 20
Nguồn Quản lý ctr –Trần Hiếu Nhuệ
Bảng 3 Thành phần húa học của cỏc hợp phần chỏy được của chất thải rắn
Hợp phần % trọng lượng theo trạng thỏi khụC H O N S Tro
Chất thải thực phẩm
Giấy
Catton
Chất dẻo
Vải, hàng dệt
Cao su
Da
Lỏ cõy, cỏ
Gỗ
Bụi, gạch vụn, tro
48 43,5 4,4 60 55 78 60 47,8 49,5 26,3
6,4 6 5,9 7,2 6,6 10 8 6 6 3
37,6 44 44,6 22,8 31,2 Khụng xđ 11,6 38 42,7 2
2,6 0,3 0,3 Khụng xđ 4,6
2 10 3,4 0,2 0,5
0,4 0,2 0,2 Khụng xđ 0,15 Khụng xđ 0,4
0,3 0,1 0,2
5 6 5 10 2,45 10 10 4,5 1,5 68
Nguồn Quản lý ctr –Trần Hiếu Nhuệ
Biết Khối lượng khụ
100 - độ ẩm
Gkhô= - trọng lợng trung bình
100
Xỏc định khối lượng thành phần nguyờn tố trong CTR
Sau đú suy ra thành phần số mol của nguyờn tố=> cụng thức húa học của chất hữu cơ phõn hủy sinh học nhanh và chậm
b/ Xỏc định lượng khớ hỡnh thành từ phõn hủy nhanh(PHN) và phõn hủy chậm (PHC)
CaHbOcNd + (4a - b - 2c + 3d)/4 H2O (4a + b - 2c - 3d)/8 CH4 + (4a - b + 2c + 3d)/8 CO2 + dNH3
Tớnh thể tớch khớ CH4 và CO2 theo cụng thức
V (CH4) = m(CH4)/ CH4 V (CO2) = m(CO2)/ CO2
Tớnh thể tớch khớ sinh ra từ PHN đối với 1 tấn rỏc khụ và 1 tấn rỏc ướt khi đem chụn lấp
Tương tự đối với PHC
c/ Xỏc định sự biến thiờn khớ theo thời gian
Việt Nam nằm trong khu vực nhiệt đới giú mựa, độ ẩm cao, mưa nhiều, độ ẩm rỏc thải cao (30-60%) do vậy tốc độ phõn hủy của CTR sau khi chụn lấp khỏ nhanh Giả thiết phần hữu cơ sinh học nhanh phõn hủy trong
5 năm, phần hữu cơ sinh học chậm phõn hủy trong 20 năm
Phõn hủy nhanh trong 5 năm
Sử dụng mụ hỡnh tam giỏc ta cú:
Trang 3Tốc độ phát sinh khí cực đại (cuối năm 1):
h = (m3/kg/năm) Tổng lượng khí sinh ra trong năm thứ 1:
x1 = 1/2 *h (m3/kg) Tốc độ phát sinh khí cuối năm thứ 2:
h1 = 3/4*h (m3/kg/năm) Tổng lượng khí sinh ra trong năm thứ 2:
x2= 1/2*(h +h1) (m3/kg) Tốc độ phát sinh cuối năm thứ 3
h2 =1/2*h (m3/kg/năm) Tổng lượng khí sinh ra trong năm thứ 3:
x3= 1/2*( h2 + h1) (m3/kg) Tốc độ phát sinh khí cuối năm thứ 4:
h3 = 1/4*h (m3/kg/năm) Tổng lượng khí sinh ra trong năm thứ 4:
x4= 1/2*(h3 + h2) (m3/kg) Tốc độ phát sinh khí cuối năm thứ 5:
h4 = 0.0 (m3/kg/năm) Tổng lượng khí sinh ra trong năm thứ 5:
x5= 1/2*( h4 + h3) = (m3/kg) Làm tương tự với PHC trong 20 năm (coi đạt max ở năm thứ 5)
Tính toán lưu lượng khí thoát ra trung bình cần thu gom (m3/s)
d/ Hệ thống thu gom khí bãi chôn lấp
Dựa vào quy mô bãi chôn lấp để xác định hệ thống thu khí
Hệ thống thu khí tạm thời:
h
3/4h
2/4h
1/4h
Thời gian
(năm)
3 /năm
ốc độ
nh khí
Trang 4Các giếng thu gom khí rác được lắp đặt trong quá trình vận hành, nối ghép, nâng dần độ cao theo vận hành bãi
*Khoảng cách các giếng chiết khí được cho bởi phương trình:
Khoảng cách giữa các giếng xả khí = (2 – 01/100) R (19.42) trong đó
R là bán kính ảnh hưởng của các giếng chiết khí(tùy thuộc loại che phủ, độ sâu bãi chôn lấp,
độ tuổi và thành phần của chất thải)
01 là vùng chồng lấn được yêu cầu (một sự chồng lấn 27% khi lắp đặt các ống chiết khí ở các góc của một hình tam giác và một sự chồng lấn 100% có thể đạt được bằng cách lắp đặt các giếng chiết khí ở các góc của hình lục giác đều cạnh R Một mảng vuông sẽ cung cấp một độ chồng lấn khoảng 60%.)
Mô hình tam giác bố trí hệ thống ống thu gom khí
*Cách lắp đặt giếng, ống?
Hệ thống thu khí chủ động, bị động
Sau khi đóng ô chôn lấp tùy thuộc vào quy mô BCL chọn hệ thống thu khí bị động hay chủ động Hệ thống thu khí bị động chỉ gồm giếng chiết gas bị động Còn hệ thống thu khí chủ động gồm: Giếng chiết gas, Hệ thống ống thu dẫn gas từ giếng chiết tới khu xử lý gas(đốt, máy phát điện vv…), máy hút
*Tính toán cho hệ thống thu khí chủ động:
1 Giếng chiết gas:
Trang 5- Bán kính ảnh hưởng, thu khí của giếng chiết gas(tương tự hệ thống thu khí tạm thời)
- Cấu tạo, loại ống đặt vv…
2 Hệ thống thu khí: hệ thống ống dẫn khí từ giếng chiết gas về trạm xử lý
- Loại ống (PVC hoặc HDPE)
-Cách lắp đặt (độ dốc, mối nối)
Mạng lưới ống thu: mạng cụt, mạng vòng, mạng hỗn hợp Xác định chiều dài đường ống của mạng lưới
-Tính toán hệ thống áp lực đường ống
o Vận tốc khí trong ống hút hơi khí độc: theo vận tốc kinh tế v= 10~12 m/s
o D= (4Q/πv)v)1/2
Công suất máy hút:
Hiệu suất máy từ 0.9-0.95
o Tổn thất áp suất đường ống
Tổn thất áp suất (hay còn gọi là “trở lực”) tính bằng công thức:
Δp = P1 – P2 = Δpms + Δpcb (Pa).p = P1 – P2 = Δp = P1 – P2 = Δpms + Δpcb (Pa).pms + Δp = P1 – P2 = Δpms + Δpcb (Pa).pcb (Pa).
Δpms – Trở lực ma sát (pa).pms – Trở lực ma sát (pa)
Δpms – Trở lực ma sát (pa).pcb – Trở lực cục bộ
Trong đó : Δpms – Trở lực ma sát (pa).pms = R ΣL (Pa).L (Pa)
ΣL (Pa).L – Tổng chiều dài đoạn ống (m)
R – Trở lực đơn vị tính cho mỗi mét ống (Pa/m)
Trang 6Số Reynold =
g
D
trong đó:
D i là đường kính bên trong ống (m)
V là vận tốc = 0,18m/s
g là dung trọng khí 1.36 kg/m3
µg là độ nhớt của khí = 0.0383 g/m.s
V/Kết luận và kiến nghị
Yêu cầu bản vẽ
2 bản vẽ A1
1/ Mặt bằng bãi chôn lấp
2/ Một số chi tiết bộ phận trong bãi chôn lấp:
Mặt cắt dọc ô chôn lấp
Sơ đồ ống thu khí toàn bãi
Ống thu khí
Mặt cắt ngang ống thu khí thải
Bố trí hệ thống thu khí
Mặt cắt dọc giếng thu khí