Đự án THIẾT kế XƯỞNG ủ PHÂN COMPOST

Thuyết minh dự án

THIẾT KẾ KỸ THUẬT HỆ THỐNG Ủ COMPOST
RẠCH GIÁ – KIÊN GIANG

Cần Thơ, 10/2007

0


NỘI DUNG
Trang
MỤC LỤC

1

I. Giới thiệu chung

2

I.1 Tổng quan

2

I.2 Cán văn bản pháp quy và tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng

3

I.3 Mục tiêu của đề án

4

II. Nội dung thiết kế kỹ thuật

4

II.1. Thiết kế quy trình xử lý rác thải đô thị

4

II.2 Đặc điểm công nghệ

5

II.3 Tính toán thiết kế kỹ thuật

6

II.3.1Các yêu cầu thiết kế

6

II.3.2 Phương án thiết kế

7

II.3.3 Tính toán kỹ thuật

7

III Dự toán chi phí xây dựng công trình

11

Phụ lục

12

1


BÁO CÁO
THIẾT KẾ KỸ THUẬT
DỰ ÁN Ủ COMPOST RÁC HỮU CƠ RẠCH GIÁ, KIÊN GIANG
I. Giới thiệu chung
I.1. Tổng quan
Hiện nay, vấn đề xử lý rác đô thị ngày càng được đặc biệt quan tâm bên cạnh vấn đề xử
lý nước thải đô thị. Quá trình công nghiệp hóa và đô thị hóa đã và đang diễn ra mạnh mẽ
trong vùng, kéo theo các vấn đề môi trường cũng ngày càng lớn; trong đó, rác thải là một
vấn đề đang được đặc biệt quan tâm trong những năm gần đây. Hiện nay, công nghệ xử
lý rác trong nước còn nghèo nàn và chưa được quan tâm phát triển đúng mức. Giải pháp
chôn lấp rác đã được áp dụng hầu hết ở tất các các đô thị trong cả nước với nhiều loại
hình và kỹ thuật xử lý khác nhau, từ bãi chôn lấp hở đến các bãi chôn lấp kín, bãi chôn
lấp hợp vệ sinh có kết hợp thu hồi năng lượng. Ủ compost là một giải pháp xử lý rác đơn
giản, ít chi phí đầu tư cho vận hành và ít tốn diện tích sử dụng đất nhất.
Trong giai đoạn hiện nay, việc đưa thêm các giải pháp xử lý rác mới (ủ compost hiếu khí
hoặc yếm khí, thiêu đốt, nhiệt phân,…) vào trong hệ thống quản lý và xử lý rác đô thị ở
nước ta là rất cần thiết nhằm giúp giảm áp lực xử lý rác và làm tăng hiệu quả của hệ
thống xử lý rác đô thị.
Các mô hình công nghệ ủ compost được phân loại theo nhiều cách khác nhau như ủ
compost tĩnh hay động, ủ compost thông khí cưỡng bức hay tự nhiên, có hay không đảo

trộn; hoặc có thể phân loại theo hệ thống ủ compost mở và hệ thống kín, liên tục hay
không liên tục.
Đặc điểm của rác ở Kiên Giang, cũng như của các thành phố khác trong khu vực, có hàm
lượng chất hữu cơ rất cao chiếm tỷ trọng trung bình từ 65 – 75% về khối lượng. Đây là
vật liệu có thể tận dụng để chế biến thành phân vi sinh (phân compost) hiệu quả nhất, vì
vậy giải pháp ủ phân compost chắc chắn sẽ thích hợp cho việc xử lý rác này nếu chúng
được phân loại để loại bỏ các thành phần khó phân hủy.
Trên cơ sở đó, dự án “Xây dựng mô hình thí điểm hệ thống quản lý chất thải rắn đô thị
cho thành phố Rạch Giá – tỉnh Kiên Giang trên cơ sở phân loại rác tại nguồn có sự tham
gia của cộng đồng” địa chỉ tại 1226A Nguyễn Trung Trực, phường An Bình, thành phố
Rạch Giá, tỉnh Kiên Giang, đã tiến hành lập quy hoạch thiết kế hệ thống ủ phân compost
2


thí điểm bằng phương pháp hiếu khí tự nhiên. Hệ thống ủ rác được đặt tại Huyện Châu
Thành, Rạch Giá, Kiên Giang với sự tư vấn của Công ty CP Tư vấn và Đầu tư Xây dựng
Tây Đô.

I.2 Các văn bản pháp quy và tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng
Văn bản pháp quy
-

Tài liệu dự án “Xây dựng mô hình thí điểm hệ thống quản lý chất thải rắn đô thị cho
thành phố Rạch Giá – tỉnh Kiên Giang trên cơ sở phân loại rác tại nguồn có sự tham
gia của cộng đồng” do Ban quản lý dự án cung cấp;

-

Hợp đồng tư vấn số 05/EX-SEC-041 giữa Ban quản lý dự án và Công ty CP Tư vấn &
Xây dựng Tây Đô về việc thiết kế phân xưởng ủ phân compost từ rác thải hữu cơ sinh

hoạt, đào tạo và huấn luyện kỹ thuật vận hành, và chuyển giao công nghệ;

-

Công văn 1751/BXD-VP ngày 14 tháng 8 năm 2007 về định mức chi phí quản lý dự
án và chi phí đầu tư xây dựng công trình;

-

Thông tư số 05/2007/TT-BXD ngày 25/07/2007 của Bộ Xây dựng về Hướng dẫn và
lập quản lý chi phí đầu tư xây dựng công trình;

-

Nghị định số 99/2007/NĐ-CP ngày 13 tháng 6 năm 2007 của chính phủ về Quản

lý chi phí đầu tư xây dựng công trình;
-

Quyết định số 1005/QĐ-UBND ngày 07 tháng 06 năm 2007 của UBND tỉnh Kiên
Giang “Quy định chi phí vật liệu xây dựng đến hiện trường xây lắp; điều chỉnh hệ số
phụ cấp nhân công lưu động, nhân công khu vực, chi phí xây dựng nhà tạm trong dự
toán công trình xây dựng trên địa bàn tỉnh Kiên Giang.

Các tiêu chuẩn sử dụng trong tính toán bao gồm:
- Luật Xây dựng số 16/2003/QH11 ngày 26 tháng 11 năm 2003 của Quốc hội nước
Cộng hòa Xã hội Chủ nghĩa Việt Nam;
-

Luật Bảo vệ Môi trường số 52/2005/QH11 ngày 29 tháng 11 năm 2005;

-

Tuyển tập tiêu chuẩn xây dựng hiện hành của Việt Nam;

-

Kết cấu bê tông cốt thép TCXD – 41 – 70;

-

Tiêu chuẩn tải trọng và tác động TCVN 2737: 1995;

-

Qui trình thiết kế 14 TCN 84- 91;
3


-

TCVN 6696-2000. Chất thải rắn – Bãi chôn lấp hợp vệ sinh. Yêu cầu chung về bảo vệ
môi trường;

-

TCVN 6705:2000. Phân loại chất thải rắn không nguy hại;

I.3 Mục tiêu của đề án
Thiết kế một hệ thống ủ phân compost khép kín quy mô nhỏ, công suất xử lý 8 T/ngày,

để ủ rác hữu cơ thành phân vi sinh có thể ứng dụng trong nông nghiệp và nghề vườn.
II. Nội dung thiết kế kỹ thuật
II.1 Thiết kế qui trình xử lý rác đô thị
Dựa trên kinh nghiệm thiết kế các hệ thống xử lý phân hữu cơ tại Phòng thí nghiệm Đại
học Cần Thơ kết hợp với các quy trình xử lý phân vi sinh đang áp dụng hiện nay tại một
số tỉnh thành, đơn vị tư vấn thiết kế quy trình xử lý rác hữu cơ (hình 1).
Rác hữu cơ
Đã phân loại

Ủ hiếu khí
tùy nghi

Mùn

Sàng

50 ngày

35 ngày

Hữu cơ khó
phân hủy

Cố định

PHÂN VI
SINH

Chất vô cơ
(còn xót lại)

Hình 1 Quy trình xử lý rác hữu cơ thông khí tự nhiên
Rác đô thị được phân loại để loại bỏ các thành phần phi hữu cơ (nhựa, thủy tinh, vải, sắt
thép, xà bần,…), phần rác hữu cơ được đưa vào quá trình ủ. Các thành phần rác ủ sẽ qua
các công đoạn ủ (35 ngày). Rác sau ủ được sàng và loại bỏ các thành phần vô cơ còn sót
lại trong hổn hợp phân ủ và hoàn lưu lại mẻ ủ các thành phần khó phân hủy (chưa phân
hủy thành mùn). Sau đó, hổn hợp rác này được đưa ra bãi ổn định tự nhiên khoảng 50
ngày. Đây là thời gian cần thiết đảm bảo cho rác hữu cơ hoàn toàn biến thành phân vi
sinh. Phân vi sinh sau quá trình ủ sẽ được kiểm định các thông số chất lượng (pH, tỷ lệ
C/N, TN, TP, K, và độ tơi xốp) trước khi đưa vào sử dụng thực tế.
II.1.1 Công đoạn ủ rác
Rác đã phân loại được đưa vào bể ủ hiếu khí bằng thông khí tự nhiên trong các bể ủ với
thể tích đủ cho lượng rác yêu cầu 8T/ngày. Để đảm bảo cho việc thông khí tốt cho quá
trình ủ, một hệ thống thông khí tự nhiên bằng các ống nhựa PVC φ90 đặt thẳng đứng và
4


bố trí đều trong mẻ ủ với các khoảng cách 0,7m x 0,7m. Thêm vào đó, thành bể được
thiết kế với bê tông cốt thép có các lỗ thông khí bố trí theo dạng lưới ô vuông (a x a =
150 x 150 mm), kích thước lỗ là φ20.
Thời gian ủ trong quá trình được thiết kế là 35 ngày cho mỗi mẻ ủ. Một phần rác hữu cơ
khó phân hủy được phân loại qua sàng từ bãi ổn định được đưa trở lại quá trình ủ (có thể
dùng làm vật liệu phủ bên ngoài của mẽ ủ compost).
Nước rỉ sinh ra trong quá trình ủ được thu gom vào trong một đường ống thiết kế đặt giữa
đáy bể ủ có đường kính φ115 và được dẫn đến các hố thu gom. Đường ống này kết hợp
việc thông khí với thoát nước rỉ. Nước rỉ từ rác được thu gom vào hệ thống 6 hố thu gom
nước rỉ (xem bản vẽ COM-07 và COM-02), và sau đó chúng được công nhân tưới ẩm lại
cho mẻ ủ bằng thùng nước. Như vậy, quá trình ủ này được xem là không có nước rỉ rác
và không cần xử lý nước rỉ.
II.1.2 Công đoạn ổn định (khoáng hóa)

Rác sau khi ủ được đưa đến bãi ổn định và được phân loại (bằng thủ công hoặc bằng cơ
giới) thành ba loại hữu cơ đã phân hủy (mùn), hữu cơ khó phân hủy và vật liệu vô cơ.
Hữu cơ khó phân hủy được đưa trở lại quá trình ủ và dùng làm vật liệu phủ bên ngoài của
mẽ ủ compost. Thành phần vô cơ được loại bỏ khỏi quá trình ủ (thành phần này ước tính
khoảng 2%).
Mùn sau khi sàng được đưa đi cố định, thời gian này còn gọi là thời gian thuần thục hay
khoáng hóa, thời gian khoáng hóa ở bãi cố định được chọn là 50 ngày, đây là thời gian
đảm bảo cho mùn được thuần thục (oai) và có thể sử dụng làm phân bón trong nông
nghiệp. Thời gian này có thể dao động từ 40 – 50 ngày tùy vào điều kiện thời tiết (nhiệt
độ và độ ẩm môi trường). Rác ở đây được công nhân xới đảo 2 ngày 1 lần.
Tại các công đoạn ủ và ổn định cần có hệ thống che mưa (vào mùa mưa).
II.2 Đặc điểm công nghệ
Ưu điểm:
-

Hệ thống tạo điều kiện dể dàng cho việc tái chế các chất phi hữu cơ thành những vật
liệu có thể tái sử dụng được;

-

Không tốn đất chôn lấp chất thải rắn;

5


-

Không có nước rỉ rác và giảm tối thiểu khí độc hại sinh ra trong quá trình phân hủy
rác hữu cơ. Quá trình ủ hiếu với hệ thống thông khí tự nhiên nên chắc chắn lượng khí
gây hiệu ứng nhà kính như CO2, CH4 sinh ra do các phản ứng phân hủy yếm khí là

không có;

-

Việc phân loại rác ban đầu và vận hành thủ công sẽ giúp tạo thêm việc làm cho một
lực lượng lao động nhàn rỗi ở địa phương;

-

Công nghệ đơn giản, dễ vận hành và không đòi hỏi trình độ lao động cao.
Khuyết điểm:

-

Nếu áp dụng với các hệ thống ủ công suất lớn và nhà máy ủ nằm gần khu dân cư thì
cần phải quan tâm đến việc xử lý mùi và cần phải thực hiện cơ giới hóa các công đoạn
tưới ẩm, sàng, đảo trộn.

II.3 Tính toán thiết kế kỹ thuật
II.3.1 Các yêu cầu thiết kế
- Diện tích khu đất: 40 m x 50 m = 2.000,00 m2;
- Ủ compost thông khí tự nhiên;
- Công suất thiết kế: 8 T/ngày;
- Thời gian ủ: 35 ngày; thời gian ổn định là 50 ngày;
- Yêu cầu kỹ thuật:
Thông số thiết kế

Điều kiện tối ưu

Kích thước vật liệu

1 – 8 cm

Tỷ lệ dưỡng chất (C/N)

25 – 40

Độ ẩm

45 – 55 %

Tỷ lệ oxy

> 5%

Nhiệt độ

45 – 70 oC

VẬT LIỆU THIẾT KẾ:
Bêtông mác 200, Rn=90 Kg/cm2
Cốt thép:
Thép AII: Ra=2800 kg/cm2.

6


II.3.2 Phương án thiết kế
II.3.2.1 Đề xuất và lựa chọn phương án thiết kế
Với yêu cầu ủ rác như trên, chúng tôi đề xuất 2 phương án thiết kế như sau:

a. Phương án 1
Ủ rác theo quy trình đề xuất ở trên (mục II.1), trong đó các công đoạn tưới ẩm, sàng, và
đảo trộn (giai đoạn khoáng hóa) được thực hiện bằng thủ công. Đây là phương án ủ thông
thường, có thể áp dụng xử lý rác quy mô nhỏ, yêu cầu cơ khí hóa thấp.
b. Phương án 2
Ủ rác theo quy trình trên (mục II.1), các công đoạn tưới ẩm, sàng và đảo trộn được cơ
giới hóa. Các thiết bị này không có trên thị trường, nhưng có thể đặt hàng và chế tạo ở
các cơ sở cơ khí.
- Tưới ẩm bằng máy bơm và có lắp đặt thiết bị điều khiển tự động; khi cần tưới, các máy
bơm sẽ tự động hoạt động theo chương trình thiết lập sẵn;
- Sàng bằng máy sàng (sử dụng motor điện) loại di động và có thể di chuyển dể dàng
trong khu vực ủ compost;
- Đảo trộn bằng thiết bị cơ khí, loại máy xới đảo bằng gàu múc. Khi lắp đặt loại máy xới
đảo này cần phải thiết kế thêm hệ thống đường ray và kết cấu bao che kiên cố.
Như vậy, hai phương án này gần như giống nhau hoàn toàn về quy trình và nguyên tắt
hoạt động; chỉ khác nhau ở 3 công đoạn tưới ẩm trong quá trình ủ, sàng và xới trộn trong
quá trình khoáng hóa (giai đoạn thuần thục). Mặt khác, do yêu cầu của chủ đầu tư và đặt
điểm vị trí xây dựng hệ thống ủ không có điện nên chúng tôi tính toán và thiết kế theo
phương án 1.
II.3.3 Tính toán kỹ thuật
II.3.3.1 Tính toán bể ủ phân compost
a. Thể tích bể ủ
Yêu cầu cho thiết kế bể ủ, công suất 8 T/ngày
- Khối lượng trung bình của rác hữu cơ: m = 420 kg /m3 (đã phân loại)
- Thể tích cần ủ trong ngày:

7


V=

8000 kg / ngày
= 20 m 3
3
400 kg / m

Chọn thể tích bể ủ là 20 m3.
b. Tính số lượng bể ủ
-

Do thành và đáy bể luôn tiếp xúc với rác ẩm trong điều kiện ủ, vì thế ta chọn giải
pháp thiết kế bể ủ bằng tường bê tông cốt thép trên nền đà kiềng nhằm đảm bảo
tính ổn định của công trình. Kích thước của bể ủ được tính như sau:
o chọn bề rộng b = 2,0 m;
o bề cao h = 1,25 m; chiều dài là:
o L=

20 m 3
V
=
= 8m
b * h 2,0m *1,25m

-

Bể được thiết kế với kích thước: Dài x rộng x cao = 8 m x 2 m x 1,3 m

-

Số lượng bể ủ cần thiết là N = 35 bể tương ứng với 35 ngày ủ; Để dự phòng ta

chọn Ntk = 36 bể và được bố trí như hình trong bản vẽ số COM-01.

c. Thiết kế bể ủ
Bể ủ rác được thiết kế như hình 2

Pipe PCVΦ90
with hole

i

10%

Drainage ditch
Pipe PCVΦ90

i

10%

Hollow brick (half)
Reinforced concrete 8cm #200
Concrete, rock 4x6 #100
A buffer sand layer 5cm

Hình 2 Mặt cắt của một bể ủ compost
8

Rein. con.
#200, 6cm
Con. 4x6

#100, 10cm


Thành bên và bản đáy:
-

Bể ủ được thiết kế bằng bê tông cốt thép toàn khối, thi công tại chỗ. Do khối
lượng thể tích của rác không lớn γ = 0,4 T/m3, chiều cao chứa rác nhỏ h = 1,3 m,
do đó áp lực đặt lên thành bể cũng không lớn. Vì vậy, thành bể được thiết kế theo
cấu tạo với bề dày thành là 0,08m. Bản đáy cũng được thiết kế theo độ dày giống
như thành bên và được đặt trên nền đá bê tông 4x6cm, độ dày 0.1 m với độ dốc
đáy là 10% dốc từ thành vào tâm bể và độ dốc 2% theo hướng chiều dài bể.

-

Nước rỉ thoát ra được thu vào trong ống PVC φ = 90 và đưa về các hố thu gom (6
hố thu cho toàn bộ hệ thống) (xem bản vẽ số COM-07). Nước rỉ thu hồi được sử
dụng để tưới ẩm cho rác, quá trình tưới ẩm được thực hiện bằng thủ công (công
nhân).

d. Cột và hệ thống đà kiềng bê tông cốt thép
Tải trọng trung bình đặt lên bản đáy hệ thống là:
qrác = γ x H = 0.4 T/m3 x 1.25 m = 0.5 T/m2.
Tải trọng bản thân của bản đáy bê tông:
qbt = γbt x dđáy = 2500 kg/m3 x 0.08 m = 200 kg/m2 = 0.2 T/m2.
Tổng tải trọng phân bố đều đặt lên bản đáy là:
q = n.(qrác + qbt) = 1.05 x (0.5 T/m2 + 0.2 T/m2) = 0.74 T/m2.
Với n = 1.05 là hệ số an toàn.
Tải trọng đặt lên bản đáy của hệ thống rất nhỏ, vì vậy hệ thống được thiết kế theo cấu tạo
và được thiết kế như trong bản vẽ số COM-03 đính kèm.

II.3.3.2 Thiết kế các hạng mục phụ
Nhà kho và nhà bảo vệ
Nhà kho, phòng sinh hoạt chung và nhà bảo vệ được thiết kế với diện tích mỗi hạng mục
như sau:
Nhà bảo vệ: dùng cho 1 nhân viên bảo vệ làm công tác bảo vệ và quản lý toàn bộ khu xử
lý và công việc đóng mở cổng khi có xe ra vào.
Diện tích: 2 m x 3 m = 6 m2
Phòng sinh hoạt chung:
Diện tích: 2m x 4.5m = 9m2
9


Nhà kho: dùng để chứa các dụng cụ cần thiết như xẻng, thùng, bàn cào rác, xe đẩy rác,
các thiết bị đo pH, nhiệt độ, bạt phủ và kết cấu bao che tạm thời,… và các thiết bị linh
tinh khác.
Diện tích: 3m x 4.5m = 13.5 m2
Kết cấu bao che
Kết cấu bao che trong công trình bao gồm kết cấu bao che cho hệ thống ủ rác và kết cấu
bao che cho bãi ổn định. Kết cấu bao che này chỉ sử dụng tạm thời trong mùa mưa, trong
mùa nắng không cần sử dụng kết cấu này vì vậy các kết cấu bao che này được thiết kế
nhằm tháo dỡ dể dàng và mang cất trong kho trong mùa nắng.
Bao che hệ thống ủ: Các kết cấu bao che của hệ thống ủ được thiết kế cho từng cặp bể ủ
(4 hàng bể) xem bản vẽ COM-04. Như vậy, chúng ta có 3 nhịp kết cấu bao che tương ứng
với 12 hàng bể ủ. Bao che bằng vải bạt nhựa Đài Loan hoặc Hàn Quốc, độ dày 4mm, khổ
1.5m.
Diện tích của mỗi nhịp kết cấu: Dài x rộng = 10 m x 25m = 250 m2.
Diện tích vải bạt (nghiêng 25o so với đường nằm ngang):
a1 = 10.8 m x 25m = 270 m2.
Diện tích của vải bạt cho 3 khung: A1 = 3a1 = 3 x 270 m2 = 810 m2
Bao che bãi ổn định: Kết cấu bao che bãi ổn định được thiết kế bằng dàn kèo thép khung

nhịp 4.5 m (5.3 m phủ ngoài), bước cột 10m phía trên cũng sử dụng vải bạt bằng nhựa
Đài Loan hoặc Hàn Quốc, dài 4mm, khổ 1.5m. Do sử dụng kết cấu bao che bằng vải bạt
có tải trong rất nhẹ nên các khung thép không cần phải tính toán chi tiết, chúng được thiết
kế theo cấu tạo.
Diện tích bao che bãi ổn định:

5.3m x 30m = 162 m2

Diện tích vải bạt:

A2 = 5.5 m x 30 = 165 m2.

Tổng diện tích vải bạt cần bao phủ là:

A = A1 + A2 = 810 m2 + 165 m2 =975 m2; ngoài

ra cần phải tính đến các mối nối và các cắt vụn, kích thước thiết kế là 1000 m2.

10


II.3.3 Dự toán chi phí xây dựng công trình
STT
1
2
3
4
5
6
8

9
10
11
12
15
16

KHOẢN MỤC CHI PHÍ
Chi phí vật liệu
Chi phí nhân công
Chi phí máy thi công
Cộng trực tiếp phí
Chi phí chung
Thu nhập chịu thuế tính trước
Giá trị dự toán XL trước thuế
Chi phí Ban QLCT
Chi phí thiết kế kỹ thuật
Chi phí thiết kế chuyển giao
công nghệ
+ Thẩm định thiết kế
+ Thẩm định dự toán
+ Giám sát kỹ thuật xây dựng
+ Chi phí Bảo hiểm công trình
Thuế giá trị gia tăng đầu ra
Giá trị dự toán xây lắp sau
thuế

QUI CÁCH TÍNH

SỐ TIỀN

b x 2.814
c x 1.24
VL + NC + M
NC x 0.06
(T+C) x 0.055
(T+C+TL)
Z x 0.0194
Z x 0.0232

860.580.194,0
101.628.288,2
36.992.181,6
999.200.663,8
6.097.697,3
55.291.409,9
1.060.589.770,9
20.575.441,6
24.605.682,7

Z x 0.01
Z x 0.0016
Z x 0.00147
Z x 0.01964
Z x 0.002
Z x 0.05
Z + các chi phí +
VAT

KÝ

HIỆU
VL
NC
M
T
C
TL
Z
N1
Gtk

10.605.897,7 Gtkcn
1.696.943,6
tv4
1.559.067,0
tv5
20.829.983,1
tv9
2.121.179,5
bh
53.029.488,5 VAT
1.195.613.455
G

Cần Thơ, ngày 30 tháng 11 năm 2007
Chủ nhiệm dự án

11