Thiết kế ô chôn lấp chất thải rắn

MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây tuy tình hình kinh tế thế giới không mấy ổn định
nhưng Việt Nam đã có những bước tiến vững chắc và sự tiến bộ vượt bậc về kinh
tế xã hội. Tuy nhiên, đi kèm theo đó là các hậu quả về môi trường đang ngày càng
gây bức xúc lớn trong dư luận xã hội do chưa được các cơ quan chức năng và
doanh nghiệp quan tâm đúng mức. Nguy cơ ô nhiễm môi trường do các chất thải
gây ra đã và đang trở thành một vấn đề cấp bách trong công tác bảo vệ môi trường
ở nước ta hiện nay. Và ô nhiễm chất thải rắn là một trong những vấn đề cần quan
tâm.
Tại Việt Nam, cũng như các vấn đề môi trường khác, việc thu gom và xử lý
chất thải rắn và chất thải nguy hại đúng cách chưa được quan tâm đúng mức. Các
bãi chôn lấp của Việt Nam đều đã cũ, không đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật cũng
như tải trọng. Chất thải thải ra không được xử lý an toàn sẽ tích tụ lâu dài trong
môi trường, gây ô nhiễm đất, nước mặt, nước ngầm và không khí, ảnh hưởng đến
các hệ sinh thái và ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người. Chính vì vậy việc
thiết kế và quy hoạch bãi rác đúng yêu cầu kỹ thuật và chịu được tải trọng là vô
cùng quan trọng.
Trong đồ án Công nghệ môi trường II nhóm em nhận đề tài thiết kế ô chôn lấp
chất thải rắn, đây là một đề tài mới mẻ đối với cả nhóm, vì vậy trong quá trình thiết
kế sẽ không tránh khỏi sai sót, rất mong sự chỉ bảo của các thầy cô để đề tài này
được hoàn thiện hơn.
Chương 1: TỔNG QUAN
Đô thị hóa quá nhanh đã tạo ra sức ép về nhiều mặt, dẫn đến suy giảm chất
lượng môi trường và phát triển không bền vững. Lượng chất thải rắn phát sinh tại
các đô thị và khu công nghiệp ngày càng nhiều với thành phần phức tạp.
Lượng chất thải rắn sinh hoạt (CTRSH) tại các đô thị ở nước ta đang có xu thế
phát sinh ngày càng tăng, tính trung bình mỗi năm tăng khoảng 10%. Tỷ lệ tăng
cao tập trung ở các đô thị đang có xu hướng mở rộng, phát triển mạnh cả về quy
mô lẫn dân số và các khu công nghiệp, như các đô thị tỉnh Phú Thọ (19,9%), thành
phố Phủ Lý (17,3%), Hưng Yên (12,3%), Rạch Giá (12,7%), Cao Lãnh (12,5%)
Các đô thị khu vực Tây Nguyên có tỷ lệ phát sinh CTRSH tăng đồng đều hàng

năm và với tỷ lệ tăng ít hơn (5,0%). [1]
I.Tổng quan về chất thải rắn
1. Khái niệm CTR
CTR là những vật ở dạng rắn do hoạt động của con người (sinh hoạt, sản xuất,
tiêu dùng…) và động vật gây ra. Đó là những vật đã bỏ đi, thường ít được sử dụng
hoặc ít có ích hoặc có lợi cho con người.
CTR của một qúa trình sản xuất này có thể là nguyên liệu cho một qúa trình sản
xuất khác. CTR của động vật này có thể là thức ăn cho động vật khác trong dây
chuyền thực phẩm.
2. Phân loại CTR
2.1 Rác thực phẩm.
Đó là những chất thải từ nguồn thực phẩm, nông phẩm hoa quả trong quá
trình sản xuất, thu hoạch, chế biến, bảo quản bị hỏng, bị thải loại ra. Tính chất đặc
trưng loại này là quá trình lên men cao, nhất là trong điều kiện độ ẩm không khí
85-90% nhiệt độ 30-35
◦
C. Quá trình này gây mùi thối nồng nặc và phát tán vào
không khí nhiều bào tử mầm bệnh. Loại này thường lớn.
2.2 Rác rạp.
Từ công sở, nhà ăn, khu chợ. Ở đây vừa có loại phân giải nhanh chóng
nhưng lại vừa có loại phân giải chậm hoặc khó phân giải (như bao nilon). Có loại
đốt được nhưng có loại không cháy. Loại đốt được bao gồm các chất giấy, bìa,
plastic, vải, cao su, da, gỗ lá cây; loại không cháy gồm thuỷ tinh, đồ nhôm, kim
loại.
2.3 Xà bần bùn cống.
Chất thải của quá trình xây dựng và chỉnh trang đô thị bao gồm bụi đá, mảnh
vỡ, bê tông, gỗ, gạch, ngói, đường ống những vật liệu thừa của trang bị nội thất.
Loại này chiếm một khoảng 35-40% theo số liệu của công ty dịch vụ công cộng.
2.4 Tro
Tro bếp và tro trong các công nghệ đốt có thành phần chủ yếu là carbon và

kali, các khoáng chất khác khi khô có gió thì gây bụi bay mù mịt, khi ướt thì kết
dính. Tuy nhiên tro có tính hấp phụ lý học rất cao, đặc biệt là hấp phụ mùi.
2.5 Chất thải từ nhà máy nước.
Bao gồm bùn cát lắng trong quá trình ngưng tụ chiếm 25-29%. Thành phần
cấp hạt có thay đổi đôi chút do nguồn nước lấy vào và quá trình công nghệ.
2.6 Chất thải từ các nhà máy ô nhiễm.
Chất thải này có rác từ các hệ thống xử lý nước, nước thải, nhà máy xử lý
chất thải công nghiệp.
2.7 Chất thải là sản phẩm thừa nông nghiệp
Xuất hiện ở vùng nông thôn thành phần chủ yếu là rơm rạ (trừ loại cho bò ăn
và đun nấu), dây khoai cành lá cây trồng, rau bỏ. Khối lượng phụ thuộc vào mùa
vụ và đặc tính cũng như phong tục nông nghiệp ở mỗi vùng. Có vùng nó là chất
thải nhưng có vùng nó lại là nguyên liệu sản xuất.
2.8 Lá cây và các nhành lá đốn bỏ hoặc gẫy đổ.
Trong đô thị các đường phố công viên và khu dân cư thường có cây bóng
mát mọc, cành lá của nó gãy cũng gây ra loại rác thải. Tuy vậy loại này không cao,
chiếm 1-2%.
2.9 Chất thải độc hại.
Bao gồm các chất thải chứa các chất độc nguy hiểm như các chất phóng xạ
uranthori, các loại thuốc nổ TNT, chất dễ bắt lửa, chất thải sinh học, chất thải trong
sản xuất nhựa hoặc chất thải trong sản xuất vi trùng. Nghĩa là toàn bộ CTR gây hại
trực tiếp và rất độc dù ở mức thấp đối với người và động vật.
Nguồn phát sinh ra chất thải nguy hại chủ yếu từ các hoạt động y tế, công
nghiệp và nông nghiệp.
2.10 Chất thải y tế nguy hại
Hiện nay đang được xử lý tại bệnh viện Lao Thành phố bằng phương pháp đốt,
phần chất thải này không được đem chôn lấp.
Nguồn CTR có thể khác nhau ở nơi này và nơi khác, khác nhau về số lượng,
phân bố về thời gian. Trong nhiều trường hợp thống kê, người ta thường phân chia
CTR thành 2 loại chính: chất thải công nghiệp và chất thải sinh hoạt. Ở các nước

phát triển cũng như các nước đang phát triển, tỷ lệ chất thải sinh hoạt thường cao
hơn chất thải công nghiệp.
3. Nguồn gốc phát sinh CTR
3.1 Nguồn gốc phát sinh
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 thống
quản lý CTR
Có nhiều cách phân loại nguồn gốc phát sinh CTR khác nhau, nhưng phân loại
theo cách thông dụng nhất là:
1. Khu dân cư
2. Khu thương mại
3. Các cơ quan, công sở
4. Các công trường xây dựng và phá huỷ các công trường xây dựng
5. Khu công cộng
6. Nhà máy xử lý chất thải (nước cấp, nước thải, khí thải)
7. Khu công nghiệp
8. Nông nghiệp
Bảng 1.1: Nguồn gốc CTR đô thị
Nguồn gốc
phát sinh
Hoạt động và vị trí phát sinh
CTR
Loại chất thải
1.Khu dân
cư
- Các hộ gia đình, các biệt thự và
khu chung cư.
- Thực phẩm, giấy, cát tông,
plastic, gỗ, thuỷ tinh, can,
thiếc, nhôm, các kim loại khác

và các chất thải đặc biệt
2.Khu
thương mại
- Cửa hàng bách hoá, nhà hàng
khách sạn , siêu thị, văn phòng
dao dịch, nhà máy in…
-Giấy carton, plastic, gỗ, thực
phẩm, thuỷ tinh, kim loai, chất
thải đặc biệt, chất thải độc hại.
3.Cơ quan,
công sở
- Trường học, bệnh viện, nhà tù,
văn phòng cơ quan nhà nước.
- Các chất thải giống như khu
thương mại. Hầu hết CTR y tế
(rác bệnh viện) được thu gom
và xử lý tách riêng biệt bởi vì
tính chất độc hại của nó.
4.Công
trình xây
dựng và
phá huỷ
- Các công trình xây dựng, công
trình sửa chữa hoặc làm mới
đường giao thong, cao ốc, sàn
nền xây dựng và các mảnh vỡ
của vật liệu lót vỉa hè.
- Gỗ, thép, bê tông, thạch cao,
mảnh vụn, bụi…
5.Dịch vụ

công cộng
- Hoạt động vệ sinh đường phố,
làm đẹp cảnh quan, làm sạch các
hồ chứa, bãi đậu xe và bãi biển,
khu vui chơi giải trí.
- Chất thải đặc biệt, rác quét
đường, cành cây và lá cây, xác
động vật chết…
6.Các nhà
máy xử lý
chất thải đô
thị
- Nhà máy xử lý nước cấp, nước
thải và các quá trình xử lý chất
thải công nghiệp khác.
- Bùn, tro
7.Chất thải
rắn đô thị.
- Tất cả các nguồn kể trên - Bao gồm tất cả các loại kể
trên
8.Công
nghiệp
- Các nhà máy sản xuất vật liệu
xây dựng, nhà máy hoá chất, nhà
máy lọc dầu, các nhà máy chế
biến thực phẩm, các ngành công
nghiệp nặng và nhẹ,…
- Chất thải sản xuất công
nghiệp, vật liệu phế thải, chất
thải độc hại, chất thải đặc biệt.

9.Nông
nghiệp
- Các hoạt động thu hoạch trên
đồng ruộng, trang trại, nông
trường và các vườn cây ăn quả,
sản xuất sữa và lò giết mổ súc
vật.
- Các loại sản phẩm của quá
trình nuôi trồng và thu hoạch
chế biến như rơm rạ, rau quả,
sản phẩm thải của các lò giết
mổ heo bò,…
Các tác động của CTR tới chất lượng môi trường.
Hình 1.1: Sự tác động của chất thải rắn tới môi trường và con người
II. Tình hình quản lý CTR ở Việt Nam
1. Quản lý
Quản lý chất thải rắn là vấn đề then chốt của việc đảm bảo môi trường sống
của con người. Các đô thị phải có kế hoạch tổng thể quản lý tổng thể chất thải
rắn thích hợp mới có thể xử lý kịp thời và có hiệu quả.
Một cách tổng quát, các hợp phần chức năng của một hệ thống quản lý chất
thải rắn được minh hoạ ở hình 1.2.
Nguồn phát sinh chất
thải
Gom, nhặt, tách và lưu
giữ tại nguồn
Thu gom
Trạm trung chuyển và
vận chuyển
Tách, xử lý và tái
chế

Tiêu hủy
Hình 1.2. Sơ đồ về mối quan hệ trong hệ thống quản lý chất thải rắn
Công tác quản lý chất thải rắn ở Việt Nam hiện nay còn chưa tiếp cận được với
phương thức quản lý tổng hợp trên quy mô lớn, chưa áp dụng đồng bộ các giải
pháp giảm thiểu, tái sử dụng, tái chế để giảm tỷ lệ chất thải phải chôn lấp. Hoạt
động giảm thiểu phát sinh CTR, một trong những giải pháp quan trọng và hiệu quả
nhất trong quản lý chất thải, còn chưa được chú trọng. Chưa có các hoạt động giảm
thiểu CTRSH. Ở quy mô công nghiệp, số cơ sở áp dụng sản xuất còn rất ít, khoảng
300/400.000 doanh nghiệp. Hoạt động phân loại tại nguồn chưa được áp dụng rộng
rãi, chỉ mới được thí điểm trên qui mô nhỏ ở một số thành phố lớn như Hà Nội, TP
Hồ Chí Minh.
Tỷ lệ thu gom chất thải ở các vùng đô thị trung bình đạt khoảng 80-82%, thấp
nhất là đô thị loại IV (65%), ở Hà Nội cao hơn (90%); ở các điểm dân cư nông
thôn ~ 40-55% . Khoảng 60% khu vực ở nông thôn chưa có dịch vụ thu gom chất
thải, chủ yêu dựa vào tư nhân hoặc cộng đồng địa phương. Tỷ lệ thu gom, vận
chuyển CTR tuy đã tăng dần song vẫn còn ở mức thấp, chủ yếu phục vụ cho các
khu vực đô thị, chưa vươn tới các khu vực nông thôn. Xã hội hóa công tác thu
gom, vận chuyển CTR tuy đã được phát triển nhưng chưa rộng và chưa sâu, chủ
yếu được hình thành ở các đô thị lớn[2].
2. Các giải pháp phòng ngừa và giảm thiểu chất thải rắn
- Triển khai rộng rãi công tác phân loại rác thải ngay tại nguồn phát sinh sẽ góp
phần giảm bớt gánh nặng cho thu gom và xử lý chất thải đô thị;
- Xây dựng hướng dẫn về công tác quản lý chất thải rắn nói chung, chất thải
nguy hại nói riêng và phổ biến rộng rãi các hướng dẫn này;
- Tăng cường khung thể chế, kể cả phát triển hệ thống thu phí chất thải để cân
bằng chi phí cho quản lý chất thải rắn;
- Mở rộng chương trình nâng cao nhận thức về quản lý chất thải rắn cho cộng
đồng, đặc biệt là đối với các công ty là chủ nguồn thải;
- Tăng cường đáng kể nguồn lực giám sát và cưỡng chế thực hiện quy chế quản
lý chất thải rắn;

- Đầu tư cơ sở vật chất để xử lý và tiêu huỷ chất thải rắn theo phương thức hợp
vệ sinh. Cụ thể là đầu tư hệ thống xử lý chất thải nguy hại và bãi chôn lấp an toàn
cho các loại chất thải rắn;
- Nâng cao nhận thức của cộng đồng về việc quản lý chất thải rắn và huy động
cộng đồng tự giác tham gia giải quyết vấn đề chất thải rắn.
III. Phương pháp xử lý CTR
1. Phương pháp đốt
Đốt rác thải là một phương pháp được rất nhiều nước sử dụng để làm giảm bớt
số lượng và thể tích chất thải rắn cuối cùng ở khu bãi rác và thu hồi năng lượng
dưới hình thức hơi đốt hay điện năng.
Ưu điểm:
- Xử lý triệt để các chỉ tiêu ô nhiễm của chất thải đô thị.
- Công nghệ này cho phép xử lý được toàn bộ chất thải đô thị mà không cần
diện tích đất sử dụng làm bãi chôn lấp rác.
- Tận dụng được nhiệt cho các hoạt động khác.
Nhược điểm:
- Vận hành dây chuyền phức tạp, đòi hỏi năng lực kỹ thuật và tay nghề cao.
- Giá thành đầu tư lớn, chi phí tiêu hao năng lượng và chi phí xử lý cao.
- Các nước có thu nhập cao đã phát triển công nghệ đốt rác đến một mức độ
hoạt động và bảo trì khá tinh vi. Khí thải là một mối quan tâm tiềm năng giảm đến
mức tối thiểu nhờ ứng dụng các công nghệ kiểm soát tinh vi và đắt tiền tại những
nước này. Chi phí vốn để cải tạo lại các thiết bị kiểm soát ô nhiễm của các lò đốt
rác ở Châu Âu trong những năm 1990 vượt 40-100 triệu USD.
Đốt chất thải rắn đô thị không thích hợp ứng dụng rộng rãi ở những nước có
thu nhập thấp, mặc dù nó có thể là biện pháp thiết thực nhất cho môi trường so với
các biện pháp khác, nhất là đối với các loại rác thải nguy hiểm và rác thải bệnh
viện.
2. Làm phân vi sinh
Rác tươi được chuyển vào bộ phận nạp rác và được phân loại thành phần của
rác trên hệ thống băng tải (Tách các chất hữu cơ dễ phân huỷ, chất vô cơ, chất tái

sử dụng) phần còn lại là phần hữu cơ phân huỷ được qua máy nghiền rác và được
băng tải chuyển đến khu vực trộn phân bắc để giữ độ ẩm. Máy xúc đưa vật liệu này
vào các ngăn ủ, quá trình lên men làm tăng nhiệt độ lên 65 - 70
0
C sẽ tiêu diệt các
mầm bệnh và làm cho rác hoại mục, quá trình này được thúc đẩy nhờ quạt gió
cưỡng bức. Thời gian ủ là 21 ngày, rác được đưa vào ủ chín trong thời gian 28
ngày. Sau đó sàng để lấy phần lọt qua sàng mà trong đó các chất trơ phải tách ra
nhờ khác nhau về tỷ trọng. Cuối cùng ta thu được phân hữu cơ tinh có thể bán
ngay hoặc phối trộn thêm với các thành phần cần thiết và đóng bao
Ưu điểm:
- Xử lý được 50% rác thải sinh hoạt bao gồm các chất hữu cơ là thành phần gây
ô nhiễm môi trường đất, nước và không khí.
- Sử dụng lại 50% các chất hữu cơ có trong thành phần rác thải để chế biến làm
phân bón phục vụ nông nghiệp theo hướng thân thiện với môi trường. Hạn chế
việc nhập khẩu phân bón hoá học để bảo vệ đất đai.
- Tiết kiệm đất để làm bãi chôn lấp. Tăng khả năng chống ô nhiễm môi trường.
- Cải thiện điều kiện sống của cộng đồng.
- Vận hành đơn giản, bảo trì dễ dàng. Dễ kiểm soát chất lượng sản phẩm.
- Giá thành tương đối thấp, có thể chấp nhận được.
- Phân loại rác thải sử dụng được các chất có thể tái chế được như (Kim loại
màu, sắt thép, thủy tinh, nhựa, giấy, ) phục vụ cho công nghiệp.
Nhược điểm:
- Mức độ tự động của công nghệ chưa cao.
- Việc phân loại chất thải vẫn phải thực hiện bằng phương pháp thủ công nên
dễ gây ảnh hưởng đến sức khỏe.
- Nạp liệu thủ công, năng suất kém.
- Phần tinh chế chất lượng kém do tự trang tự chế.
- Phần pha trộn và đóng bao thủ công, chất lượng không đồng đều.
3. Phương pháp chôn lấp

Phương pháp chôn lấp rác là phương pháp truyền thống và đơn giản nhất.
Phương pháp này chi phí thấp và được áp dụng rộng rãi ở hầu hết các nước trên thế
giới và đặc biệt phổ biến ở các nước đang phát triển.
Chôn lấp hợp vệ sinh là một phương pháp dựa trên sự phân huỷ của chất thải
rắn khi chúng được chôn nén và phủ lấp trên 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 amôn và một
số khí như CO
2
, CH
4

Ưu điểm:
- Công nghệ đơn giản, rẻ và phù hợp với nhiều loại rác thải.
- Chi phí cho các bãi chôn lấp thấp.
- Là khâu cuối cùng và vì thế không đòi hỏi phải có phần xử lý tiếp theo.
- Là phương pháp mang tính linh hoạt, khi cần thiết có thể tăng số lượng rác đổ
vào bãi đồng thời chỉ thêm một chút nhân lực hoặc thiết bị.
- Sau khi đóng bãi có thể sử dụng cho các mục đích khác nhau như: Bãi đổ xe,
sân chơi, sân gôn
Nhược điểm:
- Chiếm diện tích tương đối lớn.
- Không được sự đồng tình của dân cư xung quanh.
- Tìm kiếm xây dựng bãi mới là việc làm rất khó khăn.
- Nguy cơ dẫn đến ô nhiễm môi trường nước, khí, cháy nổ.
- Các tiêu chuẩn bãi chôn lấp hợp vệ sinh phải được gắn với hoạt động hàng
ngày.
Chương 2: TÍNH TOÁN LƯỢNG KHÍ VÀ NƯỚC RÁC
I. TÍNH TOÁN LƯỢNG KHÍ SINH RA
Lượng khí rác sinh ra thay đổi theo thời gian được xác định theo mô hình tam

giác:
Khối lượng khí sinh ra được tính bằng diện tích tam giác mà đáy của tam giác
là thời gian để phân huỷ hết chất hữu cơ, đươbfg cao của tam giác là tốc độ sinh
khí cực đại.
Khối lượng khí rác sinh ra bằng tổng lượng khí sinh ra từ quá trình phân huỷ
nhanh (PHN) và lượng khí sinh ra từ quá trình phân huỷ chậm (PHC).
1. Lượng rác phát sinh
- Lượng rác thải phát sinh trong 8 năm là: G
rác SH
= N.g.8.365 (tấn)
Trong đó:
G
rác SH
: Lượng rác phát sinh (tấn)1251231
N : Dân số (người)
g : Tiêu chuẩn thải rác ( kg/ người.ngày)
⇒
G
rác SH
= 15000.0,6.10
-3
.8.365
= 26280 (tấn)
- Lượng rác đem xử lý tại ô chôn lấp trong 8 năm là: G
rác
= G
rác SH
. P ( tấn)
P: Tỷ lệ thu gom rác. Lấy P = 60%
⇒

G
rác
= 26280.0,6
= 15768 (tấn)
2. Các đặc tính của rác thải
Lượng khí bãi rác phụ thuộc vào thành phần, đặc tính của rác thải, phụ thuộc
điều kiện khí hậu như độ ẩm, nhiệt độ……
Bảng I.1- Các đặc tính cơ bản của rác thải hữu cơ.
Thành phần % khối lượng ướt Độ ẩm (%)
Chất hữu cơ PHN
Rác hữu cơ 53 70
Giấy vụn 1,5 8
Lá cây 1,2 60
Tổng cộng 55,7
Chất hữu cơ PHC
Vải 0,5 10
Lá cây 0,8 60
Nilong 2 2
Caosu 1 2
Tổng cộng 4,3
Bảng I.2: Thành phần hòa học của rác
Thành
phần
% khối lượng khô
C H O N S Tro
Rác HC 48,0 6,4 37,6 2,6 0,4 5,0
Giấy vụn 43,4 5,8 44,3 0,3 0,2 6,0
Lá cây 47,8 6,0 3,8 3,4 0,3 4,5
Vải 48,9 5,5 40 2,2 0,2 3,2
Nilong 60,0 7,2 22,8 10,0

Cao su 69,7 8,7 1,6 20,0
Từ bảng trên và khối lượng rác đem chôn ta tính được:

BảngI.3: Các thành phần trong rác thải
Thành
phần
KL
ướt
KL
khô
Khối lượng ( tấn)
C H O N S Tro
Phân hủy nhanh
Rác HC 8357,1 2507,1 1203,4 160,5 942,7 65,2 10 125,4
Giấyvụn 236,5 217,6 94,4 12,6 96,4 0,7 0,4 13,1
Lá cây 189,2 75,7 36,2 4,5 2,9 2,6 0,2 3,4
Tổng 8782,8 2800,
1
1334 177,6 1042 68,5 10,6 141,9
Phân hủy chậm
Là cây 126,1 50,44 24,1 3 1,9 1,7 0,15 2,3
Vải 78,8 70,92 34,7 3,9 28,4 1,6 0,1 2,3
Nilong 315,4 309,1 185,5 22,3 70,5 30,9
Cao su 157,7 154,5 107,7 13,4 2,5 30,9
Tổng 678 534,5
2
352 42,6 100,8 3,3 2,75 66,4
Bảng I.4: Thành phần mol nguyên tố:
Nguyên tó C H O N S
KL nguyên

tử
12,01 1,01 16 14,01 32,06
Σmol PHN 111,1 175,8 65,1 4,9 0,3
Σmol PHC 29,3 42,2 6,3 0,2 0,08
Bảng I.5:
Thành phần Tỷ lệ mol
PHN PHC
C 23 147
H 36 211
O 13 31
N 1 1
Từ bảng trên ta có công thức hóa học đối với thành phần phân hủy nhanh là:
C
23
H
36
O
13
N
Công thức hóa học đối với thành phần phân hủy chậm là: C
147
H
211
O
31
N
- Phương trình phản ứng PHN :
C
23
H

36
O
13
N + 8,25 H
2
O
→
12,375 CH
4
+ 10,625 CO
2
+ NH
3
534,6 148,665 198,62 467,6063 17,04
Khối lượng riêng của CH
4
là 0,7167 kg/m
3
; của CO
2
là 1,9768 kg/m
3
- Từ PTPU trên ta có:
4
CH
V
=
198,62 2800,4
0,7167 0,001 534,6
×

× ×
= 1.451.699 (m
3
)
2
467,606 2800,4
1.239.106
1,9768 0,001 534,6
CO
V
×
= =
× ×
(m
3
)
-Thể tích gas hình thành đối với 1 tấn rác khô là:
4 2
1451699 1239106
960,86
2800,4 2800,4
CH CO
PHN
V V
V
+
+
= = =
(m
3

/tấn)
-Thể tích gas hình thành đối với 1 tấn rác ướt là:
4 2
1451699 1239106
170,65
15768 15768
CH CO
PHN
V V
V
+
+
= = =
(m
3
/tấn)
-Phương trình phản ứng PHC:
C
147
H
211
O
31
N + 79,5 H
2
O
→
91,75 CH
4
+ 55,25 CO

2
+ NH
3
2448,6 1432,6 1472,6 2431,6 17,04
Khối lượng riêng của CH
4
là 0,7167 kg/m
3
; của CO
2
là 1,9768 kg/m
3
Từ PTPU trên ta có:
4
CH
V
=
1472,6 534,52
0,7167 0,001 2448,6
×
× ×
= 448.532 (m
3
)
2
2431,6 534,52
268.519
1,9768 0,001 2448,6
CO
V

×
= =
× ×
(m
3
)
-Thể tích gas hình thành đối với 1 tấn rác khô là:

4 2
448532 268519
1341,5
534,52 534,52
CH CO
PHN
V V
V
+
+
= = =
(m
3
/tấn)
-Thể tích gas hình thành đối với 1 tẩn rác ướt là:
4 2
448532 268519
45,5
15768 15768
CH CO
PHN
V V

V
+
+
= = =
(m
3
/tấn)
-Tổng lượng khí sinh đối với 1 tấn rác ướt là:
V= V
PHN
+ V
PHC
= 170,65 + 45,5 = 216,15 (m
3
/tấn)
*.Xác định khối lượng riêng của khí bãi rác
-Khối lượng riêng đối với một hỗn hợp khí được xác định theo công thức sau:
.
k i i
p v p= ∑
Trong đó, v
i
là nồng độ phần thể tích của các cấu tử thành phần
P
i
là khối lượng riêng của các cấu tử thành phần
Coi thành phần khí gas gồm chủ yếu là CH
4
và CO
2

Khối lượng riêng của các cấu tử thành phần được xác định theo công thức sau:
273
22,4
o
M p
p
T p
= × ×
Trong đó, M là khối lượng mol của cấu tử khí (kg/kmol)
p,p
o
là áp suất của khí ở dk làm việc và dktc
Vậy khối lượng riêng của hỗn hợp khí
p
k
= 0,621 x 0,5 + 1,708 x 0,5 = 1,1648 (kg/m
3
)
= 1,1648.10
-3
(tấn/m
3
)
2. Sự biến đổi củ khí rác theo thời gian
Áp dụng mô hình tam giác, ta xác định được lượng khí sinh ra theo thời gian
đối với thành phần PHN và PHC.
Với Phân huỷ nhanh
Lượng rác được phân hủy trong 5 năm, giả thiết khí gas được hình thành sau 1
năm chôn lấp và tốc độ sinh khí đạt cực đại sau đó 1 năm.
Từ hình vẽ 1.1 ta xác định được mức độ sinh khí các giai đoạn theo h. Trong

đó:
h : tốc độ sinh khí cực đại trong 60 tháng (m
3
/tháng)
h = V
PHN
x 2 / t
t : thời gian phân hủy hét thành phần rác hữu cơ PHN
Theo kết quả tính toán ở trên, lượng khí sinh ra do phân hủy nhanh đối với 1 tấn
rác thải là 170,65 (m
3
/tháng), ta có:
h = 170,65 x 2 / 60 = 5,69 (m
3/
tháng)
Tính toán lượng khí sinh ra trong tháng thứ 6:
Coi tốc độ sinh khí đầu tháng thứ 1 bằng không, áp dụng tỷ lệ thức đối với 2 tam
giác đồng dạng, ta có tốc độ sinh khí cuối tháng thứ 6:
h
6
= h x 6 / 12 = 5,69 x 6 /12 = 2,845 (m
3
/tháng)
Tính toán tương tự đối với các tháng tiếp theo, ta có bảng kết quả sau:
Bảng I.6:
2
3
1
0 6 12 24 36 48 60
0 1 2 3 4 5

6
12
h
36
48
h
h
24
48
h
12
48
h
Tháng
Năm
Tốc độ sinh khí, m
3
/năm
t
Hình 1.1. Đồ thị biểu diễn tốc độ sinh khí của phần PHN (trong 5 năm)
Cuối tháng thứ Tốc độ sinh khí Lượng khí
6 2,845 8,54
12 5,69 25,61
18 4,98 32
24 4,27 27,74
30 3,56 23,47
36 2,845 19,2
42 2,13 14,94
48 1,42 10,67
54 0,71 6,4

60 0 2,13
Tổng 170,7
2.2 Với Phân huỷ chậm
Đối với chất hữu cơ phân hủy chậm (PHC) quá trình hình thành khí bãi rác diễn
ra trong vòng 23 năm, lượng khí rác sinh ra tăng dần và đạt lớn nhất tại năm thứ
năm, sau đó giảm dần trong 15 năm sau. Từ đó ta có thể xác định lượng khí hình
thành cuối mỗi tháng từ 1 tấn PHC.
Dựa vào mô hình tam giác, lượng khí hình thành trong vòng 276 tháng có thể
mô tả như hình vẽ sau:
tèc ®é sinh khÝ
m3/n¨m
h
10h/20
5h/20
h/20
5h/10
3h/10
1h/10
6
1818 30 60 120 150 174 180
Theo kết quả tính toán ở trên, lượng khí sinh ra do phân hủy sinh học chậm
đối với 1 tấn rác thải là 45,5 m
3
/tấn. Từ đó ta xác định được mức độ sinh khí mỗi
năm theo h.
h: Tốc độ sinh khí cực đại trong vòng 276 tháng:
h = V
khí
x
2

t
= 45,5 x
2
0,51
15 12
=
×
(m
3
/tháng)
Bảng I.7:
Cuối tháng thứ Tốc độ sinh khí Lượng khí (m
3
)
(m
3
/tháng)
6 0,051 0,153
12 0,102 0,459
18 0,153 0,765
24 0,204 1,071
30 0,255 1,377
36 0,306 1,683
42 0,357 1,989
48 0,408 2,295
54 0,459 2,601
60 0,51 2,907
66 0,485 2,985
72 0,459 2,832
78 0,434 2,679

84 0,408 2,526
90 0,383 2,373
96 0,357 2,220
102 0,332 2,067
108 0,306 1,914
114 0,281 1,761
120 0,255 1,608
126 0,230 1,455
132 0,204 1,302
138 0,179 1,149
144 0,153 0,996
150 0,128 0,843
156 0,102 0,690
162 0,077 0,537
168 0,051 0,384
174 0,026 0,231
180 0 0,078
Tổng 45,318
2.3 Xác định tốc độ sinh khí của CHC PHN và PHC cho 1 tấn chất thải
sinh hoạt:
Với kết quả tính ở bảng I.3 thì phần hữu cơ PHN chiếm 17,76 % chất thải sinh
hoạt( tính theo phần khô) và theo giả thiết chỉ 75% chất PHN bị phân hủy. Phần
hữu cơ PHC chiếm 3,39% chất thải sinh hoạt( tính theo phần khô) và theo giả thiết
chỉ 50% chất PHC bị phân hủy.
Do vậy, lượng chất hữu cơ PHN bị phân hủy trong 1 tấn chất thải sinh hoạt là:
0,1776 x 0,75 = 0,133 ( tấn CHC PHN/ tấn CTSH)
Lượng chất hữu cơ PHC bị phân hủy trong 1 tấn chất thải sinh hoạt là:
0,339 x 0,5 = 0,017 ( tấn CHC PHC/ tấn CTSH)
-Xác định lượng khí sinh ra theo thời gian của 1 tấn CTSH dựa trên cơ sở CHC
PHN bị phân hủy là 0,133 tấn/tấn CTSH và chất hữu cơ PHC bị phân hủy là 0.017

tấn/tấn CTSH. Như vậy ta sẽ có kết quả trình bày trong bảng sau:
Bảng I.8:
Cuối
tháng thứ
CHC Phân hủy
nhanh
CHC Phân hủy
chậm
Tổng
Tốc độ
(m
3
/tháng)
Thể
tích
(m
3
)
Tốc độ
(m
3
/tháng)
Thể
tích
(m
3
)
Tốc độ
(m
3

/tháng)
Thể tích
(m
3
)
6 0,378 1,136 0,9.10
-3
2,6.10
-3
0,079 1,139
12 0,757 3,406 1,7.10
-3
7,8.10
-3
0,759 3.414
18 0,662 4,256 2,6.10
-3
0,013 0,665 4,269
24 0,568 3,689 3,5.10
-3
0,018 0,572 3,707
30 0,437 3,122 4,3.10
-3
0,023 0,477 3,145
36 0,378 2,554 5,2.10
-3
0,029 0,383 2,583
42 0,28 1,987 6,1.10
-3
0,034 0,286 2,021

48 0,189 1,419 6,9.10
-3
0,039 0,196 1,458
54 0,094 0,851 7,8.10
-3
0,044 0,102 0,895
60 0 0,283 9.10
-3
0,049 9.10
-3
0,332
66 8,2.10
-3
0,051 8,2.10
-3
0,051
72 7,8.10
-3
0,048 7,8.10
-3
0,048
78 7,4.10
-3
0,046 7,4.10
-3
0,046
84 6,9.10
-3
0,043 6,9.10
-3

0,043
90 6,5.10
-3
0,04 6,5.10
-3
0,040
96 6,1.10
-3
0,038 6,1.10
-3
0,038
102 5,6.10
-3
0,035 5,6.10
-3
0,035
108 5,2.10
-3
0,033 5,2.10
-3
0,033
114 4,8.10
-3
0,03 4,8.10
-3
0,030
120 4,3.10
-3
0,027 4,3.10
-3

0,027
126 3,9.10
-3
0,025 3,9.10
-3
0,025
132 3,5.10
-3
0,022 3,5.10
-3
0,022
138 3.10
-3
0,02 3.10
-3
0,020
144 2,6.10
-3
0,017 2,6.10
-3
0,017
150 2,2.10
-3
0,014 2,2.10
-3
0,014
156 1,7.10
-3
0,012 1,7.10
-3

0,012
162 1,3.10
-3
9,1.10
-3
1,3.10
-3
9,1.10
-3
168 0,87.10
-3
6,5.10
-3
0,87.10
-3
6,5.10
-3
174 0,44.10
-3
3,9.10
-3
0,44.10
-3
3,9.10
-3
180 0 1,3.10
-3
0 1,3.10
-3
2.4 Xác định lượng khí phát sinh theo thời gian của toàn ô chôn lấp

Theo giả thiết, ô chôn lấp có 16 lớp, mỗi lớp lấp đầy 6 tháng, như vậy kết
quả tính cho 1 lớp trước sẽ là kết quả của lớp sau tịnh tiến đi 6 tháng. Kết quả
được trình bày trong bảng dưới đây:
Bảng I.9:
Bảng trên tính cho lượng khí sinh ra cho 1 tấn CTSH ở mỗi lớp, để tính cho ô
chôn lấp, ta nhân kết quả thu được với lượng rác chôn ở mỗi lớp là:
Σ lượng rác chôn lấp/ 16 = 15768 : 16 = 985,5 (tấn)
Kết quả thu được như bảng sau:
Bảng I.10:
Năm thứ Lượng khí phát sinh (m
3
)
1 5609,5
2 21041,4
3 33439
4 41404,8
5 44932,9
6 45407,9
7 45588,2
8 45746,9
9 40276,4
10 24962,7
11 12662,7
12 4774,7
13 1302,8
14 863,9
15 699,1
16 541,6
17 402,7
18 284,5

19 186,9
20 109
21 52,8
22 16,6
23 1,3
II. TÍNH LƯỢNG NƯỚC RÁC THẢI RA HÀNG NĂM
1. Quy mô bãi chôn lấp
- Thể tích rác đem chôn lấp là:
ác
ác
r
r
G
V
ρ
=
(m
3
)
Trong đó :
ácr
ρ
là tỉ trọng riêng của rác ( lấy
ácr
ρ
= 0,42 tấn/m
3
)

ácr

G
là tổng lượng rác đem chôn trong 8 năm
⇒

15768
37542,9
0,42
V = =
( m
3
)
Thể tích rác khi đầm nén với hệ số k = 0,15 là
énn
V =
V . k= 37542,9. 0,15 = 28157,143 (m
3
)
- Chiều cao của toàn ô chôn lấp là H ( m )
H = (chiều cao 1 lớp x 15 lớp ) + chiều cao lớp cuối + lớp phủ trên cùng
= (1,2 x 15) + 1 + 1,5 = 20,5 (m)
- Diện tích bãi chôn lấp:
+ Chiều dài đáy ô chôn lấp: 48 m
+ Chiều rộng đáy ô chôn lấp: 24 m
+ Chiều dài đáy ô chôn lấp: 73 m
+ Chiều rộng đáy ô chôn lấp: 49 m
- Mô tả cân bằng nước rác trong quá trình vận hành chôn lấp với 1 m
3
bề mặt
Trong đó:
Ký hiệu 1.1 là lớp rác số 1 vừa hình thành

Ký hiệu 1.2 là lớp rác số 1 khi đã có lớp rác số 2 bên trên
Ký hiệu 1.14 là lớp rác số 1 khi đã có 13 lớp rác bên trên
Tương tự như vậy ta ký hiệu cho lớp rác số 2 đến lớp rác số 16.
Với sơ đồ trên, ta thấy rằng trong thời gian bãi rác đang hoạt động, các lớp rác ứng
với chỉ số 1 như 1.1, 2.1, 3.1, … , 24.1, có phương trình cân bằng nước như nhau, tính
toán nước vào, nước ra, nước có trong rác giống nhau. Tương tự như vậy với các lớp rác
có chỉ số 2 như 1.2, 2.2, …, 23.2, tính toán cân bằng nước như nhau. Như vậy, các lớp có
chỉ số giống nhau thì tính toán cân bằng nước như nhau.
Thời gian để mỗi lớp rác được hình thành và phủ đất là 6 tháng ứng với mùa mưa và
mùa khô trong năm.
2. Xác định lượng VLP, lượng rác và nước rác ở lớp thứ nhất.
- Khối lượng rác đem chôn lấp ứng với 1m
2
bề mặt của 1 lớp rác:
m
rác
=
ác
15768 0,5
0,44
2253 8
lop
r
h
G
S h
× = × =
(tấn)
- Lượng nước rác của lớp thứ nhất:
Cân bằng nước ở lớp 1:

G
n.ma
G
n.EM
G
n.VLP
G
n.Èm
G
n.bayh¬i
G
n.tiªuhao
G
n.r¸c
líp VLP
G
n.gi÷
líp r¸c 1
G
n.rác
= G
n.mưa
+G
n.
EM
+ G
n.ẩm
+G
n.VLP
– G

n.tiêu hao
– G
n.bay hơi
– G
n.giữ
Trong đó:
G
n.rác
: Khối lượng nước rác sinh ra (tấn)
G
n.
EM
: Khối lượng nước do tưới dung dịch EM (tấn)
G
n.mưa
: Khối lượng nước mưa ngấm vào 1 m
2
bề mặt ô chôn lấp (tấn)
G
ẩm
: Khối lượng ẩm có trong rác (tấn)
G
n.ẩm
: Khối lượng nước vsào theo VLP (tấn)
G
tiêu hao
: Khối lượng nước tiêu hao do hình thành khí bãi rác (tấn)
G
n,bay hơi
: Khối lượng nước bay hơi theo khí bãi rác(tấn)

G
n.giữ
: Khối lượng nước giữ lại trong rác (tấn)
Các dòng vào lớp rác 1 ở cuối tháng thứ 6:
a.Lượng ẩm có trong rác: G
ẩm
= m
rác
x
ϕ

Trong đó,
ϕ
là % ẩm có trong rác
ác uot ô
ác
(8782,8 678) (2800,4 534,52)
15768
r kh
r
G G
G
ϕ
−
+ − +
= =
= 38,85 %
⇒
G
nước ẩm

= 0,44 x 38,85% = 0,17 (tấn)
b.Lượng nước bổ sung do tưới dung dịch EM (G
EM
)
Lượng dung dịch EM cho 1 tấn rác là 30 l (trong đó có 93% nước, 6% rỉ đường,
1%EM sơ cấp) được pha loãng 500 lần để phun vào rác. Như vậy 1 lit dung dịch
EM có khoảng 0,99 lít nước.
Lượng nước bổ sung đối với 1 tấn rác là:
0,99 30 0,99 30 0,997
0,0296
1000 1000
ρ
× × × ×
= =
(tấn)
Trong đó,
ρ
là khối lượng riêng của nước. Chọn
ρ
= 0,997 (tẩn/m
3
)
G
EM
= m
rác
x 0,0296
= 0,44 x 0,0296 = 0,013 (tấn)
c.Khối lượng vật liệu phủ (G
VLP

)
Đất phủ được sử dụng là đất sét pha có KLR là
ρ
= 2,6 tấn/m
3
. Lớp phủ trung gian
dày 20 cm, lớp phủ trên cùng dày 1,5 m. Khối lượng đất phủ đối với 1m
2
bề mặt
các lớp là:
G
VLP
= h x
ρ
x F = 0,2 x 2,6 x 1= 0,52 tấn
G
VLP trên cùng
= h
trên cùng
x
ρ
x F = 1,5 x 2,6 x 1 = 3,9 (tấn)
d.Lượng nước tiêu hao cho hình thành khí G
tiêuhao
+ Với PHN:
C
23
H
36
O

13
N + 8,25 H
2
O
→
12,375 CH
4
+ 10,625 CO
2
+ NH
3
534,6 148,665 198,62 467,6063 17,04
Theo PTPU, lượng nước tiêu hao đối với 1 tấn rác khô là:
148,66 : 534,6 = 0,278 ( tấn nước/ tấn rác khô)
Theo tính toán phần I, cứ 1 tấn rác khô thì tạo ra 960,86 m
3
khí gas. Như vậy,
lượng nước tiêu hao để tạo ra 1m
3
khí từ phân hủy 1 tấn rác khô PHN là
G
tiêuhao PHN
= 0,278 : 960,86 = 2,9.10
-4
tấn/m
3
+ Với PHC
C
147
H

211
O
31
N + 79,5 H
2
O
→
91,75 CH
4
+ 55,25 CO
2
+ NH
3
2448,6 1432,6 1472,6 2431,6 17,04
Theo PTPU, lượng nước tiêu hao đối với 1 tấn rác khô là:
1432,6 : 2448,6 = 0,585 ( tấn nước/tấn rác khô)
Theo tính toán phần I, cứ 1 tấn rác khô thì tạo ra 1341,5 m
3
khí gas, như vậy lượng
nước để tạo ra 1 m
3
khí từ phân hủy 1 tấn rác khô PHC là:
G
tiêuhaoPHC
= 0,585 : 1341,5 = 4,4.10
-4
(tấn/m
3
)
Vậy, G

tieuhao
=G
tiêuhaoPHN
+ G
tiêuhaoPHC
=2,9.10
-4
+ 4,4.10
-4
= 7,3.10
-4
(tấn/m
3
)
Theo tính toán phần I,trong thời gian 23 năm phân hủy trung bình 1 tấn rác phân
hủy tạo ra 216,15 m
3
khí, vậy trong 6 tháng 1 tấn rác sẽ tạo ra lượng khí
216,15 0,5
5,404
23
×
=
(m
3
)
Từ đó, lượng nước tiêu hao cho hình thành từ 1 tấn rác là
7,3.10
-4
x 5,404 = 3,9.10

-3
tấn
⇒
Lượng nước tiêu hao cho hình thành khí rác trong 6 tháng ứng với 1m
2
bề mặt 1
lớp rác là :
G
tiêuhao
= 3,9.10
-3
x m
rác
= 3,9.10
-3
x 0,44 =1,72. 10
-3
(tấn/m
2
)
e.Tính lượng nước mưa xâm nhập vào bãi rác
Lượng nước mưa ngấm vào trong ô chôn rác phụ thuộc vào lượng mưa trung
bình của khu vực đó, ngoài ra còn phụ thuộc vào khả năng giữ nước của lớp phủ
trung gian và theo tiêu chuẩn của bãi chôn lấp hợp vệ sinh thì lớp phủ trên cùng
phải ngăn chặn không cho nước mưa ngấm vào, hoặc ngấm vào thì cũng rất nhỏ so
với lượng nước sinh ra.
* Trong thời gian chôn lấp rác
Lượng nước mưa xâm nhập đối với 1 đơn vị bề mặt F được xác định theo công
thức:
1

Gn.mưa = ( X- Z )
×
F
×
ρ
/ 1000 ( tấn/tháng )
Trong đó: X : lượng mưa trung bình tháng ( mm)
1