Tính toán thiết kế công trình chôn lấp CTR

Mục lục
Mở đầu
I.Tổng quan và đặc điểm của phương pháp chôn lấp………………………………3
1. Tổng quan……………………………………………………………………3
2. Ưu nhược điểm của phương pháp chôn lấp…………………………………3
II. Quy hoạch, thiết kế, vận hành, đóng bãi, kiểm soát bãi chôn lấp………………4
1. Quy hoạch……………………………………………………………………4
2. Thiết kế hố chôn lấp và bãi chôn lấp……………………………………… 5
2.1 Quy mô diện tích bãi chôn lấp………………………………………… 5
2.2 Thiết kế hố chôn lấp và bãi chôn lấp……………………………………6
2.3 Lớp chống thấm…………………………………………………… ….11
2.4 Tính toán lượng nước rỉ rác và hệ thống thu gom, xử lý nước rác…….13
2.5 Tính toán thiết kế hệ thống thu khí bãi chôn lấp…………………… 16
3. Quy trình vận hành bãi chôn lấp……………………………………… ….31
4. Đóng bãi……………………………………………………………………32
5. Kiểm soát………………………………………………………………… 33
Kết luận.………………………………………………………………………… 34
1
Địa sinh thái – CNMT – k55 nhóm 9
Mở đầu:
Trong xu thế phát triển kinh tế xã hội, với tốc độ đô thị hóa ngày càng tăng
và sự phát triển mạnh mẽ của các ngành công nghiệp, dịch vụ, du lịch… kéo theo
mức sống của người dân ngày càng tăng cao làm nảy sinh nhiều vấn đề mới, nan
giải trong công tác bảo vệ môi trường và sức khoẻ của cộng đồng dân cư. Lượng
chất thải phát sinh từ những hoạt động sinh hoạt của người dân ngày một nhiều
hơn, đa dạng hơn về thành phần và độc hại hơn về tính chất.
Cách quản lý và xử lý chất thải rắn hầu hết ở các thành phố, thị xã, địa
phương, ở nước ta hiện nay đều chưa đáp ứng được yêu cầu vệ sinh và bảo vệ
môi trường. Không có những bước đi thích hợp, những quyết sách đúng đắn và
những giải pháp đồng bộ, khoa học để quản lý chất thải rắn trong quy hoạch, xây
dựng và quản lý các đô thị sẽ dẫn tới các hậu quả khôn lường, làm suy giảm chất

lượng môi trường, kéo theo những mối nguy hại về sức khỏe cộng đồng, hạn chế
sự phát triển của xã hội.
Một trong những phương pháp xử lý chất thải rắn được coi là kinh tế nhất
cả về đầu tư ban đầu cũng như quá trình vận hành là xử lý theo phương pháp
chôn lấp hợp vệ sinh. Đây là phương pháp xử lý chất thải rắn phổ biến ở các quốc
gia đang phát triển và thậm chí đối với nhiều quốc gia phát triển. Và đó cũng
phương pháp mà nhóm em đang nghiên cứu và tìm hiểu “Xử lý chất thải rắn
bằng phương pháp chôn lấp”
2
Địa sinh thái – CNMT – k55 nhóm 9
I. Tổng quan và đặc điểm của phương pháp chôn lấp
1. Tổng quan.
Là phương pháp xử lý phổ biến, đơn giản, kinh tế so với các phương pháp
khác. Được chấp nhận về mặt môi trường, được áp dụng ở nhiều nước.
Là biện pháp thải bỏ cuối cùng đối với chất thải rắn( CTR) .
Các loại CTR có thể chôn lấp: chất thải sinh hoạt đô thị, chất thải công
nghiệp, chất thải nguy hại đã qua xử lý, tro xỉ của các lò thiêu, chất thải của quá
trình làm phân hữu cơ và các quá trình tái chế chất thải.
2. Ưu nhược điểm của phương pháp chôn lấp.
Ưu điểm của phương pháp chôn lấp:
- Có thể xử lý được một lượng lớn chất thải rắn.
- Chi phí điều hành các hoạt động của BCL không quá cao.
- Do bị nén chặt và phủ đất lên trên nên các loại côn trùng, chuột bọ, ruồi
muỗi khó có thể sinh sôi nảy nở.
- Các loại hiện tượng cháy ngầm hay cháy bùng khó có thể xảy ra, ngoài ra
còn giảm thiểu được mùi hôi thối gây ô nhiễm môi trường không khí.
- Làm giảm nạn ô nhiễm môi trường nước ngầm và nước mặt.
- Các BCL khi bị phủ đầy, chúng ta có thể sử dụng chúng thành công viên,
làm nơi sinh sống hoặc các hoạt động khác.
- Ngoài ra trong quá trình hoạt động bãi chon lấp chúng ta có thể thu hồi

khí ga phục vụ phát điện hoặc các hoạt động khác.
- BCL là phương pháp xử lý chất thải rắn rẻ tiền nhất đối với những nơi có
thể sử dụng đất.
- Đầu tư ban đầu thấp so với những phương pháp khác.
- BCL là một phương pháp xử lý chất thải rắn triệt để không đòi hỏi các quá
trình xử lý khác như xử lý cặn, xử lý các chất không thể sử dụng, loại bỏ độ
ẩm( trong các phương pháp thiêu rác, phân hủy sinh học….)
Nhược điểm của phương pháp chôn lấp:
- Các BCL đòi hỏi diện tích đất đai lớn, một thành phố đông dân có số lượng
rác thải càng nhiều thì diện tích bãi thải càng lớn.
- Cần phải có đủ đất để phủ lấp lên chất thải rắn đã được nén chặt sau mỗi
ngày.
- Các lớp đất phủ ở các BCL thường hay bị gió thổi mòn và phát tán đi xa.
- Đất trong BCL đã đầy có thể bị lún vì vậy cần được bảo dưỡng định kỳ.
3
Địa sinh thái – CNMT – k55 nhóm 9
- Các BCL thường tạo ra khí methane hoặc hydrogen sunfite độc hại có khả
năng gây nổ hoặc gây ngạt. Tuy nhiên người ta có thể thu hồi khí methane
có thể đốt và cung cấp nhiệt
II. Quy hoạch, thiết kế, vận hành, đóng bãi, kiểm soát bãi chôn lấp.

Hình 1.1: Quy trình quản lý bãi chôn lấp
1. Quy hoạch
- Chuẩn bị mặt bằng để xây dựng bãi rác.
- Nơi chôn lấp rác phải thỏa mãn những tiêu chí quy định về quy hoạch sử
dụng đất và bảo vệ môi trường:
+ Vị trí địa lý, địa hình.
+ khí hậu: chế độ nhiệt, chế độ mưa và độ ẩm, chế độ gió bão.
- Kinh tế xã hội: dân số, thu nhập, văn hóa, giáo dục, ý tế, mục tiêu kinh tế,
mục tiêu xã hội.

- Hiện trạng phát sinh và thu gom, xử lý chất thải rắn của khu vực: hệ thống
xe đẩy, hệ thống thùng chứa rác.
2. Thiết kế hố chôn lấp và bãi chôn lấp.
4
Địa sinh thái – CNMT – k55 nhóm 9
Đào hố chôn lấp và chuẩn bị các kỹ thuật đáy bãi cũng như trên bề mặt.
2.1. Quy mô diện tích bãi chôn lấp
Quy mô diện tích bãi chôn lấp được xác định trên cơ sở:
Dân số, lượng chất thải hiện tại và tỷ lệ gia tăng dân số, tăng lượng chất thải
trong suốt thời gian vận hành bãi chôn lấp.
khả năng tăng trưởng kinh tế và định hướng phát triển đô thị
Việc thiết kế bãi chôn lấp phải phù hợp với sức chứa của nó, ít nhất sử
dụng được trong 5 đến 10 năm
Thiết kế bãi chôn lấp sao cho tổng chiều cao của ô chôn lấp đạt 15 – 25 m
tính từ đáy lên tới đỉnh. Tỷ lệ diện tích xây dựng các công trình phụ trợ: đường,
đê kè, hệ thống thoát nước, dẫn nước, nhà kho, sân bãi, công trình xử lý nước rỉ
rác, khí gas, hệ thống hàng rào, cây xanh, … chiếm khoảng 25 tổng diện tích bãi
chôn lấp.
Quy mô bãi chôn lấp có thể lựa chọn theo Thông tư liên tịch số
01/2001/TTLT – BKHCNMT – BXD ban hành ngày 18/01/2001 “ Hướng dẫn quy
định về bảo vệ môi trường, xây dựng và vận hành bãi chôn lấp chất thải rắn”
Thiết kế BCL CTR hợp vệ sinh cho thành phố và các huyện lân cận giai
đoạn 2015-2035. Biết tổng lượng mưa năm 2000mm, lượng bốc hơi trung bình
tháng 80mm. Số dân thành phố 1,2 triệu dân, tốc độ gia tăng dân số tự nhiên là
1,09. Khối lượng rác phát sinh trên đầu người là 0,60kg/người/tháng. Tỷ lệ thu
gom rác tính đến thời điểm này cuả thành phố đạt 70. Tỷ lệ thu gom tăng đều
theo thời gian và đạt hiệu quả là 100 tới năm thứ 10 của quá trình hoạt động bãi
rác.
Thành phần các loại rác theo kg như sau: dễ phân hủy sinh học chiếm 68,
có thể tái sinh chiếm 12, khó phân hủy 12 còn lại là loại trơ trong đó: Rác hữu cơ

56 , lá cây 12 giấy vụn 8 và các tạp chất không có khả năng phân hủy 4. Tỷ trọng
rác thải của thành phố là 200kg/m
3
. Tỷ trọng sau đầm nén đạt 0,65 tấn/m
3
.
5
Địa sinh thái – CNMT – k55 nhóm 9
2.2. Thiết kế hố chôn lấp và bãi chôn lấp
Thiết kế BCL CTR hợp vệ sinh cho thành phố và các huyện lân cận giai
đoạn 2015-2035. Biết tổng lượng mưa năm 2000mm, lượng bốc hơi trung bình
tháng 80mm. Số dân thành phố 1,2 triệu dân, tốc độ gia tăng dân số tự nhiên là
1,09. Khối lượng rác phát sinh trên đầu người là 0,60kg/người/tháng. Tỷ lệ thu
gom rác tính đến thời điểm này cuả thành phố đạt 70. Tỷ lệ thu gom tăng đều
theo thời gian và đạt hiệu quả là 100 tới năm thứ 10 của quá trình hoạt động bãi
rác.
Thành phần các loại rác theo kg như sau: dễ phân hủy sinh học chiếm 68,
có thể tái sinh chiếm 12, khó phân hủy 12 còn lại là loại trơ trong đó: Rác hữu cơ
56 , lá cây 12 giấy vụn 8, giấy bìa 8%, cao su 6%, thủy tinh 2%, gạch đá vỡ 8% và
các tạp chất không có khả năng phân hủy 4. Tỷ trọng rác thải của thành phố là
520kg/m
3
. Tỷ trọng sau đầm nén đạt 0,65 tấn/m
3
.
a) Dự báo dân số
Năm Dân số (triệu người) Năm Dân số (triệu người)
2015 1.2 2025 1.33
2016 1.213 2026 1.344
2017 1.226 2027 1.36

2018 1.239 2028 1.375
2019 1.25 2029 1.39
2020 1.26 2030 1.4
2021 1.274 2031 1.415
2022 1.29 2032 1.43
2023 1.3 2033 1.445
2024 1.314 2034 1.46
2035 1.476
Bảng 2.1: Dự báo dân số của thành phố từ năm 2015 tới năm 2035
b) Dự báo chất thải rắn đô thị phát sinh hàng năm
Lượng rác phát sinh theo từng năm
6
Địa sinh thái – CNMT – k55 nhóm 9
Năm 2016: Lượng rác= hệ số phát thải * số dân năm 2016 * 365
Các năm tiếp theo lượng rác tăng thêm 1.09% so với năm trước cũng như tương
đương với tăng dân số
Năm Lượng rác( tấn/năm) Năm Lượng rác(tấn/năm)
2015 262800 2025 292889
2016 265664 2026 296081
2017 268559 2027 299308
2018 271486 2028 302570
2019 274445 2029 305868
2020 277436 2030 309201
2021 280460 2031 312571
2022 283517 2032 315978
2023 286607 2033 319422
2024 289731 2034 322903
2035 326422

Bảng 2.2: Dự báo chất thải rắn của thành phố từ năm 2015 tới năm 2035

Tổng lượng rác phát sinh trong 20 năm là: 6.163.736 tấn
c) Lượng rác được thu gom
Lượng rác thu gom = lượng rác phát sinh * tỷ lệ thu gom
Theo giả thiết đầu bài từ năm 2015 tỷ lệ thu gom là 70% và tăng đều đạt
hiệu quả là 100% cho tới năm thứ 10 . Và từ năm 2025 tới 2035 là tỷ lệ thu gom
luôn đạt 100%
7
Địa sinh thái – CNMT – k55 nhóm 9
Từ đó ta có được kết quả tính toán:
Năm Lượng rác thu
gom (tấn/năm)
Lượng rác
thu gom
(tấn/ngày)
Năm Lượng rác thu
gom
(tấn/năm)
Lượng rác
thu gom
(tấn/ngày)
2015 183960 504 2025 292889 802.4
2016 193934 531.3 2026 296081 811.2
2017 204104 559.2 2027 299308 820
2018 214473 587.6 2028 302570 829
2019 225044 616.6 2029 305868 840
2020 235820 646.1 2030 309201 847.1
2021 246804 676.2 2031 312571 856.4
2022 258000 706.8 2032 315978 865.7
2023 269410 738.1 2033 319422 875.1
2024 281039 770 2034 322903 884.7

2035 326422 894.3

Bảng 2.3: lượng rác được thu gom của thành phố từ năm 2015 tới năm
2035
Tổng lượng rác thu gom trong 20 năm: 5.715.801 tấn
d) Tính toán thiết kế bãi chôn lấp
Ô chôn lấp được tiến hành lấp 1 lớp rác 2-2.2 m (chọn 2m) thì phủ 1 lớp trung
gian ( bằng đất) dày 0.2.
Rác thải được đưa đến bãi chôn lấp sẽ được đầm nén kỹ thuật và đạt tỷ trọng
0.52 tấn/m
3
.
Khối lượng rác đem chôn lấp 5.715.801 tấn
8
Địa sinh thái – CNMT – k55 nhóm 9
Hình 2.1: Tiết diện ô chôn lấp
Giả sử ô chôn lấp có tiết diện đứng gồm 2 hình thang
Thể tích rác thải cần chiếm chỗ là:
W
tc
= M
tg
/b
Trong đó: M
tg
- khối lượng rác thải đem chôn lấp
b - tỷ trọng chất thải rắn sau đầm nén
 W
tc
= 5.715.801/0.65 = 8793540 m

3
Chọn chiều cao lý thuyết của ô chôn lấp là D = 25m = 2500 cm, lớp chất thải rắn
(rác) d
r
= 200cm và lớp đất phủ xen kẽ d
d
= 20cm
Số lớp rác chôn lấp (L) trong một ô chôn lấp:
L = D/ (d
r
+ d
d
)
= 2500/(200+20)
= 11.36 lớp. Lấy tròn 11 lớp rác
Chiều cao hữu dụng chứa rác:
d
1
= d
r
* L
= 2*11
=

22m
Chiều cao của các lớp đất phủ:
9
Địa sinh thái – CNMT – k55 nhóm 9
d
2

= d
d
* L = 0.2*5= 1m
diện tích hữa dụng cần thiết để chôn lấp hết lượng rác tính toán:
S
tc
= W
tc
/d
1
= 8793540/22 = 399706.36 (m
2
)
= 40 (ha)
Nếu diện tích đất sử dụng xây dựng các công trình phụ trợ là 25% thì tổng diện
tích bãi chôn lấp sẽ là 40*(1+0.25)=50 (ha)
e) Tính toán diện tích các ô chôn lấp
Theo số liệu tính toán, khối lượng chất thải rắn từ năm 2015 – 2030 là
6.163.736 và thời gian sử dụng là 20 năm. Diện tích sử dụng để chôn lấp là 40
ha, sẽ xây dựng 12 ô chôn lấp có diện tích, kích thước bằng nhau. Các ô chôn lấp
sẽ được sử dụng theo thứ tự đánh số từ 1 đến 12, ô này lấp đầy sẽ sử dụng ô tiếp
theo.
Khối lượng chất thải rắn trong một ô chôn lấp:
5.715.801/12 = 476316.75 (tấn)
Thể tích chất thải rắn trong một ô: 476317.75/0.65 = 732795 (m
3
)
Thể tích của một ô chôn lấp có thể tính như sau:
V
ô

= V
I
+ V
II
(***)
V
I
= 1/3h
1
{a
1
b
1
+ ab + (a
1
b
1
ab)
1/2
}
V
II
= 1/3h
2
{a
2
b
2
+ab + (a
2

b
2
ab)
1/2
}
Trong đó:
V
I
: Thể tích phần chìm của ô chôn lấp.
V
II
: Thể tích phần nổi của ô chôn lấp.
h
1
: chiều cao phần chìm của ô chôn lấp (lấy = 10m)
h
2
:chiều cao phần nổi của ô chôn lấp ( lấy = 15m)
a,b : chiều cao, chiều rộng miệng ô chôn lấp.
a
1
,b
1
: chiều cao, chiều rộng đáy dưới ô chôn lấp.
a
2
,b
2
: chiều dài, chiều rộng đáy trên ô chôn lấp.
Ta có :

a
1
= a – 2h
1
= a – 20
10
Địa sinh thái – CNMT – k55 nhóm 9
a
2
= a – 2h
2
cotg60 = a – 17.32
b
1
= b – 2h
1
= b – 20
b
2
= b – 2h
2
cotg60 = b – 17.32
V
Ô
= V
rác
+ V
vật liệu phủ
V
vật liệu phủ

/ V
rác
= d
2
*100/d
1
= 100/22 = 4.55%
Nên: V
vật liệu phủ
= 4.55% V
rác

 V
ô
= 105.55% V
rác
= 732795 * 1.0455 = 766137 m
3
Chọn:
a = 200 m
b =170 m
 Diện tích S
ô
= 34000(m
2
) = 3.4ha
Ta sẽ có a
1
= 180m
b

1 =
150m

a
2
= 182.68m
b
2
= 152.68m
tính V
ô
theo công thức *** ta có:
V
ô
= 767760 m
3
 12 ô chôn lấp có diện tích là:
200*170*12= 40 (ha)
Thi công ô chôn lấp có:
- Chiều dài mặt ô: 200m
- Chiều dài đáy ô: 170m
- Chiều rộng mặt ô: 180m
- Chiều rộng đáy ô: 150m
- Chiều cao ô: 10m ( phần chìm)
2.3. Lớp chống thấm
a) Lớp lớt đáy
Trong quá trình xử lý, vận hành bãi chôn lấp vấn đề nước rò rỉ là vấn đề
rất đáng lo ngại khi chúng thấm xuống tầng nước của khu vực bãi chôn lấp. Như
vậy vấn đề chống thấm phải được đặt ra hàng đầu. Nguyên tắc của việc chống
thấm như sau:

Kết cấu chống thấm phải đảm bảo hiệu quả thu nước rò rỉ cao, thời gian
sử dụng lớn hơn 10 năm.
11
Địa sinh thái – CNMT – k55 nhóm 9
Vật liệu chống thấm phải không bị ăn mòn ( hoặc ăn mòn chậm) do các
chất ô nhiễm trong nước thải và các chất xâm thực từ đất, có độ bền hóa học trên
10 năm.
Vật liệu chống thấm phải có độ bền cơ học tốt, chống lại sức nén, ép, uốn,
lún khi vận hành bãi chôn lấp, đặc biệt trong thời gian hoạt động chôn lấp.
Kết cấu chống thấm phải thuận lợi cho việc gia công vả sử dụng. Các vật
liệu chống thấm phải rẻ tiền, có sẵn trên thị trường hoặc dễ gia công với nguồn
nguyên liệu đã có và không gây tác động phụ với môi trường cũng như con người
Vật liệu sử dụng làm lớp lót đáy bãi rác phải có tốc độ thấm < 1*10
7
cm/s
Độ dày của lớp lót đáy phải > 0.6m
Đáy bãi rác phải đặt cách mạch nước ngầm > 1.5m
Các phương pháp chống thấm tiêu chuẩn thông dụng đối với cả đáy và
vách hố chôn
Đối với khu vực bãi chôn lấp CTR của thành phố nhóm đề xuất lớp lót đáy
có cấu tạo từ dưới lên trên như sau:
Hình 2.2: Lớp lót đáy
( hệ thống các tầng bảo vệ màng chống thấm nói trên phải được xử lý sao
cho chúng có độ dốc bề mặt tối thiểu 3%)
Kết cấu chống thấm mặt vách hố:
Về cơ bản kết cấu chống thấm vách hố chôn lấp cũng bao gồm các lớp
giống như kết cấu chống thấm đáy hố. Tuy nhiên, mặt vách hố ít phải chịu lực so
với mặt đáy và không có hệ thống thu gom nên kết cấu mặt vách hố có độ dày
thấp hơn.
b) Lớp phủ đỉnh

12
Địa sinh thái – CNMT – k55 nhóm 9
Hệ thống lớp phủ đỉnh có nhiệm vụ ngăn chặn và hạn chế lượng nước mưa
thâm nhập vào trong bãi rác. Mặt khác, nó còn ngăn chặn các loài động vật đào
hang. Hệ thống lớp bao phủ không được thấm nhanh hơn hệ thống lớp lót. Nó
phải hoạt động với chi phí bảo trì nhỏ nhất và tăng cường sự thoát nước trên bề
mặt, đồng thời giảm thiểu sự sói mòn. Cấu tạo từ trên xuống của hệ thống lớp
bao phủ bề mặt mà nhóm đề suất như sau:
Hình 2.3: lớp phủ đỉnh
- Lớp màn tổng hợp ( được bảo vệ cả 2 mặt bởi lớp nền ở cả trên và dưới.
- Màn có độ dày tối thiểu 20mm, có độ dốc tối thiểu 3%
- Lớp phủ cuối cùng là lớp đất sét dày 0.6cm, có hàm lượng sét> 30% đảm
bảo độ ẩm tiêu chuẩn và được đầm nén cẩn thận.
( độ dốc trên đỉnh bề mặt bãi từ 3-5%)
Lớp che phủ hàng ngày được sử dụng các tấm bạt, mục đích để ngăn chặn
ruồi muỗi, ngăn cản nước ngấm xuống các lớp phía dưới.
2.4. Tính toán lượng nước rỉ rác và hệ thống thu gom, xử lý nước rác
Nước rỉ rác sinh ra chủ yếu là do nước có sẵn trong rác chảy ra do bị nén, nước
mưa khi chưa lấp đầy ô chôn lấp, một phần nhỏ là do quá trình phân hủy các
chất trong chất thải.
Số liệu tính toán:
• Khối lượng rác trung bình ngày: M = 5.715.801/(20*365) = 793.86
tấn/ngày
• Tổng lượng mưa trong năm: 2000mm, lượng mưa ngày:
2000/365 = 5.5 mm/ngày = 5.5*10
-3
• Lượng bốc hơi trung bình trong tháng là 80mm

13
Địa sinh thái – CNMT – k55 nhóm 9

STT Thành phần Khối lượng m
%
Độ ẩm p
%
Khối lượng khô
(kg)
1 Lá cây 12 60 4.8
2 Giấy vụn 8 6 7.52
3 Gấy bìa 4 5 3.8
4 Cao su 6 2 5.88
5 Thủy tinh 2 2 1.96
6 Gạch đá vỡ 8 8 7.36
7 Rác hữu cơ 56 70 16.8
8 Thành phần khác 4 6 3.76

Bảng 2.4:Thành phần rác thải của thành phố
Độ ẩm trung bình trước khi nén
W
2
=
1
8
mi*pi = 48.2%
Độ ẩm trung bình sau khi nén ( tỷ trọng: 520kg/m
3
lên 0.65 tấn/m
3
)
Độ ẩm sau khi nén: W

1
= 20% ( thường từ 15 – 30%)
- Hệ số thoát nước bề mặt: R = 0.15
- Lượng nước bốc hơi hàng ngày: E = 2000/30 = 2.67 mm/ngày = 2.67*10
-3
- Diện tích công tác mỗi ngày:
+ Thể tích công tác mỗi ngày:
V = 793.86 /0.65 = 1221.32 (m
3
).
14
Địa sinh thái – CNMT – k55 nhóm 9
Chiều cao một lớp rác = 2mdiện tích công tác: A = 1221.3/2.4=508.88 (m
2
)
Lượng nước rỉ rác sinh ra:
Q = M( W
2 –
W
1
) + [P(1-R)-E]A
= 793.86 *(48.2 – 20)/100 + ( 0.85 * 5.5*10
-3 -
2.67*10
-3
)*508.88
= 224.89 m
3
/ngaỳ
Vậy lưu lượng nước năm = 224.89*365 = 82084.85 m

3
/năm = 2.6*10
-3
(m/s)
2.4.1 Hệ thống thu gom nước rỉ rác
Hệ thống thoát nước nằm bên dưới lớp rác và trên lớp chống thấm. Hệ
thống này có chức năng dẫn nhanh nước rác ra khỏi bãi, hạn chế lượng nước tích
tụ trong bãi. Hệ thống thoát nước đáy có thể được làm bằng sỏi, vật liệu tổng hợp
(vải địa chất) và các đường ống thoát nước.
Ở đây nước rác rò rỉ sẽ đi xuyên qua vùng lọc. Vùng này được làm bằng vải
lọc địa chất, khi nước rò rỉ đi qua lớp vải lọc này các hạt có kích thước lớn trong
nước được giữ lại. Lớp đất bảo vệ ở trên lớp vải lọc dày 60cm để bảo vệ lớp vải
không bị phá hoại do xe lên xuống đổ rác. Lớp vải địa chất này cũng có tác dụng
giảm thiểu sự lẫn lộn vào nhau của lớp đất bảo vệ và lớp sỏi thoát nước phía
dưới. Lớp sỏi bên dưới vải địa chất hoạt động như một hệ thống gom và lọc nước
rò rỉ. Lớp sét nén bên dưới lớp sỏi là một rào cản hỗn hợp để ngăn sự di chuyển
của nước rò rỉ và khí sinh ra trong bãi rác. Nước rò rỉ từ bãi rác vệ sinh sẽ được
thu gom bằng các ống châm lỗ hay xẻ rãnh đặt trong lớp sỏi, sau đó dẫn đến trạm
xử lý nước rò rỉ để làm sạch.
2.4.2 Bố trí hệ thống thu gom nước rác:
Có rất nhiều cách để bố trí mạng lưới ống thu gom nước rò rỉ. Nhưng do
tính hiệu quả và độ tin cậy cao, sử dụng phương án nhiều ống dẫn được xây dựng
trên nguyên tắc lắp đặt song song nhiều ống thu gom nước rò rỉ. Các ống thu gom
được châm lỗ hay xẻ rãnh theo nhiều hướng, đáy ô chôn lấp còn được tạo dốc để
tăng hiệu quả thoát nước. Nhờ vậy nước rác sẽ được sẽ được vận chuyển một
cách nhanh chóng ra khỏi ô rác.
Độ dốc địa hình sẽ ảnh hưởng đến phương pháp thu gom. Để thu gom
nước rác từ các hố thu về hệ thống xử lý nước rác cần thiết phải sử dụng bơm, sử
dụng tuyến ống có áp dẫn nước về trạm xử lý.
Hệ thống các ống thu đặt theo vị trí thiết kế nằm trong lớp bảo vệ nền đáy

ở khoảng cách theo từng lô chôn lấp và trong toàn bộ bãi rác dẫn ra hố thu gom.
Ống thu gom nước rác được đặt dọc theo khu chôn lấp. Độ dốc thiết kế đáy cho
từng ô chôn lấp là dốc từ phía các ống nhánh ra ống chính 1.5%
d = = = 0.058m
15
Địa sinh thái – CNMT – k55 nhóm 9
Ta chọn đường kính ống là 60mm, với đường kính ống chính là 60mm, chọn ống
nhánh có đường kính là 55mm.
Thu gom nước rác bằng mương thu nước. Mương thu nước được xây
dựng bằng gạch ống, vữa, xi măng, chiều rộng 0.6m, thành 2 bên cao 0.6m, đáy
và thành phía trong được láng vữa xi măng chống thấm, mặt đáy mương thấp
hơn đáy hố chôn rác khoảng 0.2m để nước rò rỉ từ các ống thu trong bãi rác có
thể chảy vào rãnh thu gom. Mương thu nước rò rỉ được xây dựng ở cuối hố chôn
rác thành độ dốc để có thể thu nước về các hố gas, nước sau khi thu về hố gas
được bơm qua trạm xử lý nước thải để xử lý.
2.5 Tính toán thiết kế hệ thống thu khí bãi chôn lấp
2.5.1 Ước tính lượng khí sinh ra Xác định công thức phân tử của
rác
Giả sử, lấy một mẫu rác có khối lượng 100kg đem phân tích thành phần
phân tử, nghĩa là giá trị % khối lượng rác ướt bằng giá trị khối lượng rác ướt.
16
Địa sinh thái – CNMT – k55 nhóm 9
Bảng 2.5 : khối lượng thành phần chất thải rắn có khả năng phân hủy sinh
học.

P
h
ầ
n
t

r
ă
m

k
h
ố
i
l
ư
ợ
n
g
c
á
c
n
g
u
y
ê
n
t
ố
(
%
)
17
Địa sinh thái – CNMT – k55 nhóm 9
STT Thành

phần
Tỷ lệ
%
m ướt (kg) Độ ẩm p
%
Khối lượng
khô (kg)
1 Lá cây 12 12 60 4.8
2 Giấy vụn 8 8 6 7.52
3 Gấy bìa 4 4 5 3.8
4 Cao su 6 6 2 5.88
5 Thủy tinh 2 2 2 1.96
6 Gạch đá
vỡ
8 8 8 7.36
7 Rác hữu
cơ
56 56 70 16.8
8 Thành
phần khác
4 4 6 3.76
Tồng
cộng
100 100 51.88
Giấy
bìa
4 3.8 44.4 5.9 44.6 0.3 0.2 5.0
Lá cây 12 4.8 47.8 6.0 38.0 3.4 0.3 4.5
Tổng
cộng

94 32.92 183.7 24.3 164.2 6.6 1.1 20.5
Bảng 2.6: thành phần phần trăm các nguyên tố có khả năng phân hủy chậm.
Thành
Phần
Phần trăm khối lượng các nguyên tố(%)
m
ướt(kg
)
m
khô(kg
)
C
(%)
H
(%)
O
(%)
N
(%)
S
(%)
%
Tro
Cao su 6 5.88 78.0 10.0 - 2.0 - 10.0
Thủy
tinh
2 1.96 0.5 0.1 0.4 <0.1 - 98.9
Gạch
đá vỡ
8 7.36 26.3 3.0 2.0 0.5 0.2 68.0

Tổng
cộng
16 15.2 104.8 13.1 2.4 2.5 0.2 176.9
Bảng 2.7: khối lượng các nguyên tố trong mẫu rác phân tích
Bảng 2.8: Chất thải rắn có khả năng phân hủy nhanh
Thành
Phần
khối lượng khô(kg)
m
ướt(kg
)
m
khô(kg)
C
(%)
H
(%)
O
(%)
N
(%)
S
(%)
%
Tro
Rác
hữu cơ
70 16.8 8.064 1.075 6.32 0.44 0.067 0.924
18
Địa sinh thái – CNMT – k55 nhóm 9

Giấy
vụn
8 7.52 3.27 0.45 3.3 0.0226 0.015 0.45
Giấy
bìa
4 3.8 1.69 0.224 1.7 0.0114 0.008 0.19
Lá cây 12 4.8 2.29 0.288 1.824 0.163 0.0144 0.216
Tổng
cộng
94 32.92 15.31 2.037 13.144 0.637 0.104 1.78
Bảng 2.9:Chất thải rắn có khả năng phân hủy chậm
Thành
Phần
Phần trăm khối lượng các nguyên tố(%)
m
ướt(kg
)
m
khô(kg
)
C
(%)
H
(%)
O
(%)
N
(%)
S
(%)

%
Tro
Cao su 6 5.88 4.59 0.6 - 0.12 - 0.6
Thủy
tinh
2 1.96 0.01 0.002 0.008 <0.1 - 1.94
Gạch
đá vỡ
8 7.36 1.94 0.22 0.15 0.04 0.015 5
Tổng
cộng
16 15.2 6.54 0.84 0.158 0.16 0.015 7.54
Gọi công thức hóa học của rác là C
x
H
y
O
x
N
n
S
t
Công thức phân tử đối với rác phân hủy nhanh:
C = 15.32/12 = 1.28 O = 13.144/16 = 0.82
H = 2.027/1 = 2.027 N = 0.637/14 = 0.0455
S = 0.104/32 = 3.25*10
-3
Xét trường hợp không có lưu huỳnh:
 C = 1.28/0.0455 = 28.13
 H = 2.027/0.0455 = 44.5

 N = 1
 O = 0.82/0.0455 = 18.02
 Công thức phân tử của rác sinh hoạt có khả năng phân hủy nhanh là:
C
28
H
44
O
18
N
Xét trường hợp có lưu huỳnh:
19
Địa sinh thái – CNMT – k55 nhóm 9
 C = 1.28/3.25*10
-3
= 393.8
 H = 2.027/3.25*10
-3
= 623.7
 O = 0.82/3.25*10
-3
= 252.3
 N = 0.0455/3.25*10
-3
= 14
 S = 1
 Công thức phân tử của rác sinh hoạt có khả năng phân hủy nhanh
trường hợp có lưu huỳnh là:
C
393

H
624
O
252
N
14
S
Công thức phân tử đối với rác phân hủy chậm:
C = 6.54/12 = 0.545
H = 0.84/1 = 0.84
O = 0.158/16 = 0.01
N = 0.16/14 = 0.011
S = 0.015/32 = 0.00047
Do thành phần của lưu huỳnh trong mẫu CTR rất thấp so với các thành phần
khác nên công thức phân tử của CTR được xác định trong trường hợp không có
lưu huỳnh này là: C
x
H
y
O
x
N
n
 C = 0.545/0.011 = 49.5
 H = 0.84/0.011 = 76.36
 N = 1
 O = 1
 Công thức phân tử của CTR phân hủy chậm là: C
50
H

76
ON
2.5.2 Tính lượng khí sinh ra từ một mẫu CTR bất kì
Phương trình tổng quát biểu diễn sự phân hủy CTR:
C
28
H
44
O
18
N + 8.75H
2
O  14.625CH
4
+ 13.375CO
2
+ NH
3
682 157.5 234 588.5 17
32.92 7.6 11.30 28.4 0.82
C
50
H
76
ON + 31.25H
2
O  33.875CH
4
+ 16.125CO
2

+ NH
3
706 562.5 542 709.5 17
15.2 12.11 11.7 15.27 0.366
Bảng2.10: khối lượng và thể tích khí sinh ra trong 100kg chất thải rắn
mang chôn lấp.
20
Địa sinh thái – CNMT – k55 nhóm 9
thành
phần
khí
Khối lượng
riêng(kg/m
3
)
CHC phân hủy
nhanh
CHC hủ phân
chậm
Tổng thể
Tích khí(m
3
Khối
lượng
khí(kg)
Thể
tích
khí(m
3
)

Khối
lượng
khí(kg)
Thể
tích
khí(m
3
)
CH
4
0.7176 11.30 15.75 11.7 16.30 32.05
CO
2
1.9783 28.4 14.35 15.27 7.72 22.07
NH
3
0.7721 0.82 1.06 0.366 0.47 1.29

Tổng
31.16 24.49 55.41
Lượng khí sinh ra thu được ở trên tính với khả năng phân hủy 100% của
khối lượng khô CTR vào bãi từng năm. Để quá trình phân hủy xảy ra hoàn toàn
thì độ ẩm tối ưu trong bãi chôn lấp khoảng 50-60%. Tuy nhiên, thực tế, độ ẩm
trong CTR phân bố không đồng đều. Do đó, giả thiết rằng, chỉ có 75% khối lượng
rác có thể phân hủy.
Vậy, lượng khí thực sự sinh ra từ 100kg rác đổ vào BCL:
Rác phân hủy nhanh: 75%*31.16 = 23.37 (m
3
/100kg)
Rác phân hủy chậm: 75%*24.49 = 18.37 (m

3
/100kg)
2.5.3 Xác định biến thiên lượng khí sinh ra từ 100kg CTR đem chôn
lấp
a) Xác định biến thiên lượng khí ra từ chất thải rắn phân hủy
nhanh
21
Địa sinh thái – CNMT – k55 nhóm 9

Hình 2.4: Mô hình biến thiên lượng khí sinh ra theo thời gian với các chất
thải rắn phân hủy nhanh.
Từ hình, lượng khí sinh ra trong 5 năm chính là diện tích tam giác
 lượng khí sinh ra trong 5 năm: S = (h*b)/2
Trong đó: S: tổng lượng khí sinh ra trong 100kg rác.
b: thời gian chất thải rắn phân hủy hoàn toàn.
h: tốc độ phát sinh khí cực đại
Vậy tốc độ phát sinh khí cực đại: h = 2S/b = (2*23.27)/5 = 9.308 (m
3
/năm)
Lượng khí sinh ra trong năm thứ nhất: V
0-1
= h/2 = 4.654 (m
3
)
Lượng khí sinh ra trong năm thứ hai: V
1-2
= ½*1*(h+3/4*h) = 8.144 (m
3
)
Lượng khí sinh ra trong năm thứ ba: V

2-3
= ½*1*(3/4*h + 2/4*h) = 5.82 (m
3
)
Lượng khí sinh ra trong năm thứ tư: V
3-4
= ½*1*(2/4*h + 1/4*h) = 3.49 (m
3
)
Lượng khí sinh ra trong năm thứ năm: V
4-5
= ½*1*(1/4*h + 0) = 1.164 (m
3
)
22
Địa sinh thái – CNMT – k55 nhóm 9
Bảng 2.11 biến thiên lượng khí phát sinh trên 100kg CTR phân hủy nhanh theo
thời gian
Cuối năm Tốc độ sinh khí(m
3
/năm) Lượng khí (m
3
)
0 0.000
4.654
1 9.308
8.144
2 6.981
5.82
3 4.654

3.49
4 2.327
1.164
5 0.000
Tổng 23.272
23
Địa sinh thái – CNMT – k55 nhóm 9
b) Xác định biến thiên lượng khí sinh ra từ chất thải rắn phân hủy
chậm
Hình 2.5: Mô hình biến thiên lượng khí sinh ra theo thời gian với chất thải
rắn phân hủy chậm.
Từ hình, lượng khí sinh ra trong 15 năm chính là diện tích tam giác
 lượng khí sinh ra trong 15 năm: S = (h*b)/2
Trong đó: S: tổng lượng khí sinh ra trong 100kg rác.
b: thời gian chất thải rắn phân hủy hoàn toàn.
h: tốc độ phát sinh khí cực đại
vậy tốc độ phát sinh khí cực đại: h = 2S/b = (2*18.37)/15 = 2.45 (m
3
/năm)
lượng khí sinh ra cuối năm thứ nhất: V
0-1
= ½*1*1/5h = 0.245(m
3
)
lượng khí sinh ra cuối năm thứ 2: V
1-2
= ½*1*(1/5h + 2/5h) = 0.744(m
3
)
lượng khí sinh ra cuối năm thứ 3: V

2-3
= ½*1*(2/5h + 3/5h) = 1.125(m
3
)
lượng khí sinh ra cuối năm thứ 4: V
3-4
= ½*1*(3/5h + 4/5h) = 1.715(m
3
)
lượng khí sinh ra cuối năm thứ 5: V
4-5
= ½*1*(4/5h + 5/5h) = 2.205(m
3
)
lượng khí sinh ra cuối năm thứ 6: V
5-6
= ½*1*(5/5h + 9/10h) = 2.328(m
3
)
lượng khí sinh ra cuối năm thứ 7: V
6-7
= ½*1*(9/10h + 8/10h) = 2.082(m
3
)
lượng khí sinh ra cuối năm thứ 8: V
7-8
= ½*1*(8/10h + 7/10h) = 1.84(m
3
)
lượng khí sinh ra cuối năm thứ 9: V

8-9
= ½*1*(7/10h + 6/10h) = 1.59(m
3
)
lượng khí sinh ra cuối năm thứ 10: V
9-10
= ½*1*(6/10h + 5/10h) = 1.35(m
3
)
24
Địa sinh thái – CNMT – k55 nhóm 9
lượng khí sinh ra cuối năm thứ 11: V
10-11
= ½*1*(5/10h + 4/10h) = 1.1025(m
3
)
lượng khí sinh ra cuối năm thứ 12: V
11-2
= ½*1*(4/10h + 3/10h) = 0.86(m
3
)
lượng khí sinh ra cuối năm thứ 13: V
12-13
= ½*1*(3/10h + 2/10h) = 0.6125(m
3
)
lượng khí sinh ra cuối năm thứ 14: V
13-14
= ½*1*(2/10h + 1/10h) = 0.37(m
3

)
lượng khí sinh ra cuối năm thứ 15: V
14-15
= ½*1*1/10h = 0.1225(m
3
)
Cuối năm Tốc độ sinh
khí (m
3
/năm)
Lượng khí
(m
3
)
Cuối năm Tốc độ sinh
khí
(m
3
/năm)
Lượng khí
(m
3
)
0 0.000 8 1.715
0.245 1.59
1 0.49 9 1.47

0.744 1.35
2 0.98 10 1.225
1.125 1.1025

3 1.47 11 0.98
1.715 0.86
4 1.96 12 0.735
2.205 0.6125
5 2.45 13 0.49

2.328 0.37
6 2.205 14 0.245
2.082 0.1225
7 1.96 15 0.000
1.84
Tổng cộng 18.29
Bảng 2.12:
25
Địa sinh thái – CNMT – k55 nhóm 9