Thiết kế kiểm soát chất thải rắn

Quan điểm mới về chất thải rắn: Coi chất thải rắn là tài nguyên Biến chất thải thành năng lượng, phân bón, vật dụng trang trí, nguyên vật liệu làm đường, chất phụ gia công nghiệp, nguyên

Trang 1

THIẾT KẾ KIỂM SOÁT CHẤT THẢI RẮN

Trang 2

GIỚI THIỆU CHUNG

VỀ MÔN HỌC

Trang 3

Chất thải rắn: là các chất thải ở thể rắn, ví dụ

Kim loại Nhựa

Cát, sỏi, sành sứ

Cao su, vải vụn

Thức ăn

thừa

Những chất khác

- Thải ra từ:

3

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÔN HỌC

Trang 4

Xã hội càng phát triển  khối lượng rác được xả ra càng nhiều

hủy ngày càng nhiều

Ảnh hưởng nặng nề đến môi trường, đến mỹ quan và đến sức khỏe con người

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÔN HỌC (tiếp)

Trang 5

5

Trang 7

Quan điểm mới về chất thải rắn:

Coi chất thải rắn là tài nguyên

Biến chất thải thành năng lượng, phân

bón, vật dụng trang trí, nguyên vật liệu

làm đường, chất phụ gia công nghiệp,

nguyên vật liệu sản xuất nhựa…

Triệt để áp dụng nguyên tắc 3R

7

Trang 8

Hạt nhựa tái chế biogas

Thu khí

từ BCL

Trang 9

Mục tiêu môn học

Cung cấp kiến thức cơ bản về chất thải rắn, các

phương pháp xử lý, tái sử dụng chất thải rắn hiện nay

Cơ sở và phương pháp luận để vận dụng vào thiết kế, lắp đặt, vận hành các công nghệ, công trình xử lý chất thải rắn: sản xuất phân compost, bãi chôn lấp chất thải rắn, các lò đốt chất thải rắn (sinh hoạt, y tế, chất thải

rắn độc hại)

9

=> Học phần bắt buộc cho ngành Kỹ thuật môi trường

Trang 10

Giáo trình và tài liệu tham

1 Tập bài giảng của giáo viên

2 Amalendu Bagchi, Phạm Thị Ngọc Lan, Nguyễn Văn Sỹ, Vũ Hoàng

Hoa biên dịch Thiết kế bãi chôn lấp và quản lý tổng hợp chất thải

rắn, NXB Khoa học tự nhiên và công nghệ, 2010

2. Nguyễn Văn Phước – Nguyễn Thị Thanh Phượng Kỹ thuật xử lý

chất thải công nghiệp NXB Xây dựng, Hà Nội – 2006

3. Trần Hiếu Nhuệ, Ứng Quốc Dũng, Nguyễn Thị Kim Thái Quản lý

chất thải rắn Tập 1 Chất thải rắn đô thị, Nhà xuất bản Xây dựng,

2001

4. Trần Hiếu Nhuệ và n.n.k, “Quản lý chất thải rắn” – NXB Xây dựng,

Trang 11

11

Nội dung

Chương 1 Khái quát chung về CTR (6 tiết)

Chương 2 Khái quát các phương pháp xử lý CTR (5 tiết)

Chương 3 Công nghệ sản xuất phân ủ compost (9 tiết)

Chương 4 Thiết kế bãi chôn lấp CTR hợp vệ sinh (18 tiết)

Chương 5 Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp nhiệt (6 tiết)

=> 45 tiết, 3 tín chỉ

Trang 12

Phương pháp đánh giá

Bài trắc nghiệm 4 lần lấy

Bài kiểm tra 1 lần lấy

điểm

- Sau khi học chương 4 - Tuần 7 20%

Bài tiểu luận 1 lần lấy

1-2 tuần sau khi kết thúc

70%

Trang 13

13

Yêu cầu đối với sinh viên về môn học:

+ Tham gia đầy đủ các buổi học trên lớp, SV vắng 1 tiết học trừ 0.5 điểm quá trình

+ Tích cực tham gia thảo luận và làm các bài tập trên lớp, làm đầy đủ các bài tập ở nhà

+ Khuyến khích quá trình tự học, tự tìm hiểu tìm môn học từ tài liệu tham khảo, từ internet và đưa ra ý

kiến cá nhân

Trang 14

+ SV không được tham gia dự thi kết thúc môn học nếu vi phạm một trong các điều kiện sau:

- Không có 2 bài kiểm tra, bài tập hoặc có 2 bài kiểm tra, bài tập được 0 điểm

- SV bị đình chỉ học tập trong quá trình học do thiếu ý thức học tập trên lớp hoặc vi phạm quy chế

học tập

Trang 15

Môn học: Thiết kế kiểm soát chất thải rắn

Trang 16

Nội dung chương 1

1.1 Sơ bộ nguồn phát sinh CTR

1.2 Khối lượng CTR

1.3 Tác động của CTR đến môi trường

1.4 Các đặc tính vật lý và hóa học của CTR

1.5 Tính chất sinh học của CTR

1.6 Sự biến đổi đặc tính lý, hóa và sinh học của CTR

1.7 Ước tính khối lượng CTR

Trang 17

1.1 Sơ bộ về nguồn phát sinh CTR

3

Chương 1: Khái quát chung CTR

Trang 18

Trang 19

Khối lượng CTR có thể được biểu thị bằng đơn vị thể tích

Chú ý:

tập hợp cho trước của các vật bị loại bỏ,

5

Trang 20

Khối lượng CTR thường được biểu thị = kg/người/ngày (còn

Trang 21

Năm 2017, tổng khối lượng CTR sinh hoạt phát sinh tại các đô thị khoảng 38.000 tấn/ngày, chiếm 60 - 70%

tổng lượng CTR đô thị

Tốc độ phát sinh tăng trung bình 10 - 16 % mỗi năm, tăng chủ yếu tại các đô thị lớn

Chỉ số phát sinh CTR sinh hoạt:

+ Các đô thị loại 1:1,3 kg/người/ngày, + Các đô thị loại IV, V: 0,5 kg/người/ngày

CTR sinh hoạt đô thị Việt Nam

7

Trang 22

Lượng CTR sinh hoạt tại một số địa phương (tấn)

Thu gom Xử lý Thu gom Xử lý Thu gom Xử lý

TỔNG SỐ 32.415 24.319 33.167 27.067 37.808 31.622

Hà Nội 5.400 5.300 5.906 5.806 6.500 6.400 Quảng Ninh 737 587 815 663 1.054 787 Hải Phòng 1.408 998 1.086 1.003 1.086 1.003

Trang 24

Yard waste, 20.0%

Wood, 2.5%

Thành phần CTR đô thị Hà Nam

năm 2018

Trang 25

11

Trang 26

1.3 Tác động của CTR đối với môi trường

Tạo

mùi độc

hại

Thúc đẩy các vi sinh gây bệnh

Thu hút và trợ giúp môi trường gây bệnh

Mất an toan cho mt(gây cháy nổ)

Trang 27

Nội dung của chương 1

13

Trang 29

1.4.1 Tính chất vật lý của chất thải rắn

Khối lượng riêng

Độ ẩm Kích thước Cấp phối hạt Khả năng giữ ẩm tại thực địa (hiện trường)

Độ xốp của rác nén trong thành phần CTR

15

Trang 30

Khối lượng riêng = trọng lượng của một đơn vị vật chất/ đơn vị

Khối lượng riêng thay đổi phụ thuộc vào:

Khối lượng riêng

Trang 31

Độ ẩm

17

M là độ ẩm, %

w là khối lượng mẫu lúc lấy tại hiện trường, kg (g)

Trang 32

Kích thước và cấp phối hạt

Đóng vai trò rất quan trọng trong việc tính toán và thiết kế các

phương tiện cơ khí như: thu hồi vật liệu, sàng lọc phân loại bằng máy hoặc phân chia bằng từ tính

Kích thước của từng thành phần chất thải có thể xác định bằng

một hoặc nhiều phương pháp sau:

Trang 33

Khả năng giữ nước thực tế

Đ/nghĩa: toàn bộ lượng nước 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 bãi rác Nước đi vào mẫu CTR vượt quá khả năng giữ nước sẽ thoát ra tạo thành nước rò rỉ

Khả năng giữ nước thực tế thay đổi phụ thuộc vào áp lực

nén và trạng thái phân huỷ của chất thải

Khả năng giữ nước của hỗn hợp CTR (không nén) từ các

khu dân cư và thương mại dao động trong khoảng 50-60%

19

Trang 35

Tính thấm của chất thải đã được nén

Là tính dẫn nước của chất thải đã được nén

Là một tính chất vật lý chi phối và điều khiển sự di chuyển của

các chất lỏng (nước rò rỉ, nuớc ngầm, nước thấm) và các khí bên trong bãi rác

Hệ số thấm được tính như sau:

K = Cd2(/) = k (/)

Trong đó: K: hệ số thấm C: hằng số không thứ nguyên d: kích thước trung bình của các lỗ rỗng trong rác

Trang 36

Độ thấm riêng k = Cd2 phụ thuộc chủ yếu vào tính chất của chất thải rắn bao gồm:

- sự phân bố kích thước các lỗ rỗng, - bề mặt riêng

- tính góc cạnh

- độ rỗng

Giá trị điển hình cho k đối với CTR được nén

phương ngang

Trang 37

1.4.2 Tính chất hóa học của CTR

Nếu CTR được sử dụng làm nhiên liệu cho quá trình đốt thì 4 tiêu chí phân tích hoá học quan trọng nhất là:

23

Trang 38

Tro (TP còn lại sau đốt,

Trang 39

Điểm nóng chảy của tro

Là nhiệt độ đốt cháy chất thải để tro sẽ hình thành một khối chất rắn (gọi là clinker) do sự nấu chảy và kết tụ

Trang 40

Phân tích cuối cùng các thành phần tạo CTR

Dùng để xác định phần trăm (%) của các nguyên

tố C,H,O,N,S, tro, halogen

Được sử dụng để mô tả các thành phần hoá học của chất hữu cơ trong chất thải rắn

Đóng vai trò rất quan trọng trong việc xác định tỉ

số C/N của chất thải có thích hợp cho quá trình chuyển hoá sinh học hay không

Trang 41

Nhiệt trị của các thành phần chất thải rắn

Được xác định bằng một trong các cách sau

CTR

27

Trang 42

Nội dung của chương 1

Trang 43

1.5 Tính chất sinh học của chất thải rắn

Ngoại trừ plastic, cao su, hầu hết CTR được phân loại về phương diện sinh học và có thể bị chuyển hoá thành khí, các chất vô cơ và các chất trơ khác

Sự tạo mùi hôi và phát sinh ruồi liên quan đến tính dễ phân hủy của các vật liệu hữu cơ trong CTR đô thị

CTR

Các ptử có thể hòa tan trong nước

Bán cellulose

Cellulose Protein

Trang 44

Khả năng phân hủy sinh học của các thành phần hữu

cơ trong CTR

Được đánh giá dựa vào hàm lượng chất rắn bay hơi (ký

hiệu là VS, xác định bằng cách đốt cháy CTR ở nhiệt độ

550 0 C)

Có 1 vài phần tử hữu cơ của CTR rất dễ bay hơi nhưng có

khả năng phân hủy sinh học kém: giấy in

Trang 45

Trong thực tế các thành phần hữu cơ trong CTR thường được

phân loại theo thành phần phân hủy chậm và phân huỷ nhanh

Vật liệu sẵn sàng được chuyển hóa nhất là những vật liệu có

nitơ cao, hàm lượng độ ẩm cao: chất thải thực phẩm và các chất thải xanh Chúng dễ bị thối rữa và tính sẵn có về sinh học cao Chất thải lá cây nhìn chung có tính sẵn có về sinh học mức

trung bình

Gỗ, bông, len có tính sẵn có về sinh học khá thấp và được xem

là không phân hủy trong quản lý CTR

31

Khả năng phân hủy sinh học của các thành phần hữu

cơ trong CTR (tiếp)

Trang 46

Sự phát sinh mùi hôi

Mùi hôi có thể phát sinh khi CTR được lưu giữ trong khoảng thời gian dài

Sự phát sinh mùi tại nơi lưu trữ lớn khi tại đó có khí hậu nóng ẩm

Đây là kết quả của quá trình phân huỷ yếm khí với sự phân huỷ các thành phần hợp chất hữu cơ

Ví dụ, trong điều kiện yếm khí (khử):

Trang 47

Nước rác tại bãi rác có màu đen là do kết quả hình thành các muối sulfide trong điều kiện yếm khí

Nếu không có sự hình thành các muối sulfide thì việc hình thành mùi hôi tại BCL là một vấn đề ô nhiễm nghiêm trọng

33

Trang 48

Sự phát triển của ruồi

Ruồi có thể phát triển trong thời gian 2 tuần sau khi trứng được sinh ra

Giai đoạn phát triển của ấu trùng trong các thùng chứa rác đóng vai trò rất quan trọng và chiếm khoảng 5 ngày trong sự phát

triển của ruồi

Để hạn chế sự phát triển của ruồi thì các thùng lưu trữ rác nên

đổ bỏ để thùng rỗng trong thời gian này để hạn chế sự di chuyển của các loại ấu trùng

Trang 49

35

Trang 50

1.6 Sự biến đổi đặc tính lý, hoá và sinh học của CTR

Quá trình biến đổi Phương pháp biến đổi Biến đổi hoặc thay đổi cơ bản

- Sử dụng lực hoặc áp suất

- Sử dụng lực cắt, nghiền hoặc xay nhỏ

- Các thành phần trong hỗn hợp chất thải đô thị

- Giảm thể tích ban đầu

- Biến đổi hình dáng ban đầu

Trang 51

37

Trang 52

Các pp ước tính khối lượng

Phân tích tổng lượng CTR

trên xe vận chuyển

Phân tích khối lượng – thể tích

Phân tích Cân bằng vật chất Tốc độ gia tăng dân số

Phương pháp tốt nhất

là lắp đặt cố định các

cân ở nơi tiêu hủy chất

thải và cân từng xe tải

trên đường vào và cả

lúc ra

Trang 53

w : trọng lượng tổng cộng của các xe vận tải được cân

t : số lượng xe vận tải được cân

39

- CTR trên các xe tải chất đầy -> số liệu thể tích CTR thực

gần bằng thể tích xe tải đã được xác định

Trang 54

Phương pháp cân bằng vật chất

Cho kết quả chính xác nhất, thực hiện cho từng nguồn phát sinh Các bước thực hiện :

bên trong hộp giới hạn nghiên cứu

diện ở bước 2

thải rắn phát sinh, thu gom và lưu trữ

Trang 55

41

Trang 56

Phương pháp tốc độ gia tăng dân số - thống kê lượng rác

Xác định khối lượng CTR phát sinh trong tương lai dựa vào

Dân số gia tăng được xác định theo:

N t+1 = N i + rN i Δt

R: tốc độ tăng trưởng (%năm)

Trang 57

Bài tập

Ước tính khối lượng chất thải rắn phát sinh đến năm

2023 của thành phố A biết:

+ Số dân năm 2020 là 75.000 người

+ Tốc độ gia tăng dân số 0.8%

+ Lượng CTR phát sinh bình quân 0,9 kg/người/ngày

43

Trang 58

1.5.1 Lấy mẫu chất thải rắn đô thị để ước tính

thành phần

Nguyên tắc:

nhau được thể hiện trong các kết quả cuối cùng

đạt được một mức độ chính xác cho trước

cho việc phân loại mẫu lại càng ít đi

khó khăn và ít chính xác để phân loại

Trang 59

Vị trí lấy mẫu:

- Thường lấy mẫu ở nơi/thiết bị tiếp nhận CTR

- Trong một số trường hợp thu gom mẫu ở vị trí tạo ra CTR theo các nguyên tắc:

+ Thu mẫu từ nhiều lĩnh vực khác nhau nhưng không làm quá tải việc lấy mẫu trong các lĩnh vực quan trọng

+ Thu mẫu từ các chợ, TT thương mại nên tỷ lệ thuận với độ lớn của nơi chứa CTR và tỷ lệ với tần suất chuyên chở chất thải

+ Thu mẫu từ các khu dân cư, khu chung cư nên tỷ lệ với số lượng người sống trong đó

45

1.5.1 Tiếp theo

Trang 60

1.5.2 Lựa chọn mẫu

Cách 1: Lấy mẫu theo khoảng cách ngẫu nhiên:

- Khoảng thời gian không đổi như sau:

Trang 61

Thu gom một mẫu từ xe tải chứa mỗi m3 chất thải thứ n

Khoảng cách giữa các lần lấy mẫu được dựa vào một tập hợp

số lượng các xe vận chuyển hoặc một tập hợp khối lượng chất thải

Nhược điểm khi lấy mẫu theo khoảng cách lấy mẫu ngẫu nhiên:

quá nhiều xe tải đến một cách ngẫu nhiên trong một khoảng thời ngắn

47

1.5.2 Lựa chọn mẫu (tt)

Trang 62

Cách 2: Lấy mẫu theo nguồn CTR

Lấy mẫu chất thải từ các xe goòng đơn lẻ, từ các tuyến thu gom

đặc biệt, từ các khu vực tạo ra chất thải

Nơi/thiết bị tiếp nhận CTR có sẵn cân và một ngân hàng dữ liệu máy tính chứa đựng những thông tin sau đây về tải lượng chất thải

1.5.2 Lựa chọn mẫu (tt)

Trang 63

Tập hợp

hình nón

và chia đều thành bốn phần

Thu gom một mẫu

Trang 64

Thu mẫu tổ hợp

Thu tập hợp các mẫu CTR từ các điểm được xác định trước trong đống rác (từng góc, tại điểm chính giữa của mỗi phía)

Nhược điểm của các mẫu tổ hợp :

có gộp các loại chất thải trong mẫu không

Trang 65

Trộn đều CTR thành hình nón và chia đều thành bốn

phần, lựa chọn ngẫu nhiên một phần

ASTM D 5231 đã chỉ rõ khối lượng CTR bắt đầu

khoảng 1000 lb (454 kg) để thu được một mẫu khoảng

Trang 66

Ưu điểm: giảm đi sự khác nhau giữa các mẫu (độ lệch chuẩn), giảm số lượng mẫu cần phân loại;

Khó khăn :

cho việc xử lý chất thải khó khăn hơn nhiều

vỡ các cụm rác các loại

Trang 67

Thu một mẫu gàu có sử dụng một máy chất tải

đống chất thải và không có các đặc tính của các CTR còn lại trong đống

53

Định dạng
Số trang	486
Dung lượng	16,49 MB