đồ án xử lý chất thải rắn
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (988.81 KB, 75 trang )
Lời cảm tạ
CBHD: TS. Nguyễn Xuân Hoàng
LỜI CẢM TẠ
*****
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến quý Thầy Cô trường Đại học Cần Thơ,
những người đã dìu dắt em tận tình, đã truyền đạt cho em những kiến thức và kinh
nghiệm quý báu trong suốt thời gian em học tập tại trường.
Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Xuân Hoàng với
những kinh nghiệm đóng góp quý báu đã giúp em hiểu rõ nhiều vấn đề và sửa chữa
thiếu sót của mình do chưa có kinh nghiệm trong suốt thời gian em thực hiện đồ án.
Xin cảm ơn Sở Môi Trường và Tài Nguyên tỉnh Hậu Giang đã cung cấp những thông
tin và số liệu cần thiết cho em hoàn thành tốt đồ án.
Đồ án là thành quả của quá trình học tập và nghiên cứu trong thời gian qua. Tuy nhiên,
vẫn còn nhiều sai sót. Rất mong thầy hướng dẫn và nhận xét để sữa chữa sai sót, giúp
em rút kinh nghiệm và hoàn thiện hơn trong những đồ án và luận văn sắp tới.
Trân trọng!
Sinh viên thực hiện: Trần Quốc Vinh
SVTH: Trần Quốc Vinh - B1404219
i
Mục lục
SVTH: Trần Quốc Vinh - B1404219
CBHD: TS. Nguyễn Xuân Hoàng
ii
Mục lục
CBHD: TS. Nguyễn Xuân Hoàng
MỤC LỤC
LỜI CẢM TẠ................................................................................................................i
MỤC LỤC..................................................................................................................... ii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT......................................................................................vi
DANH SÁCH BẢNG.................................................................................................vii
DANH SÁCH HÌNH.................................................................................................viii
PHỤ LỤC..................................................................................................................... ix
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU................................................................................................1
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ......................................................................................................1
1.2 MỤC TIÊU ĐỒ ÁN..............................................................................................1
1.3 NỘI DUNG ĐỒ ÁN.............................................................................................1
1.4 ĐỐI TƯỢNG THỰC HIỆN..................................................................................1
1.5 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN............................................................................1
CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU.....................................................................3
2.1 TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI RẮN ĐÔ THỊ...................................................3
2.1.1 Định nghĩa chất thải rắn.................................................................................3
2.1.2 Nguồn gốc phát sinh chất thải rắn..................................................................3
2.1.3 Phân loại........................................................................................................4
2.1.4 Thành phần chất thải rắn................................................................................5
2.1.5 Thành phần lí, hóa, sinh học của rác đô thị....................................................6
2.1.5.1 Thành phần lí học....................................................................................6
2.1.5.2 Thành phần hóa học của rác.....................................................................9
2.1.5.3 Các đặc tính sinh học của rác................................................................10
2.1.6 Các biến đổi lí, hóa, sinh học của chất thải rắn............................................11
2.2 ẢNH HƯỞNG CỦA CHẤT THẢI RẮN ĐẾN MÔI TRƯỜNG.........................12
2.2.1 Ảnh hưởng đến sức khỏe con người.............................................................12
2.2.2 Ảnh hưởng đến môi trường đất....................................................................12
2.2.3 Ảnh hưởng đến môi trường nước.................................................................12
2.2.4 Đối với môi trường không khí......................................................................13
SVTH: Trần Quốc Vinh - B1404219
ii
Mục lục
CBHD: TS. Nguyễn Xuân Hoàng
2.3 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ CHẤT THẢI RẮN......................................13
2.3.1 Phương pháp ổn định chất thải rắn bằng công nghệ Hydromex...................14
2.3.2 Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp sinh học...........................................14
2.3.3 Xử lý rác thải bằng phương pháp đốt...........................................................15
2.3.4 Phương pháp chôn lấp..................................................................................15
2.3.5 Công nghệ xử lý nhiệt phân rác đô thị.........................................................16
2.4 Tổng quan về chôn lấp hợp vỆ sinh....................................................................16
2.4.1 Khái niệm bãi chôn lấp hợp vệ sinh.............................................................16
2.4.2 Phân loại bãi chôn lấp hợp vệ sinh...............................................................16
2.4.2.1 Theo cơ chế phân huỷ sinh học, bãi chôn lấp được phân thành các loại 16
2.4.2.2 Theo phương thức vận hành, bãi chôn lấp được chia thành...................16
2.4.2.3 Theo kết cấu và hình dạng tự.................................................................17
2.4.3 Các yếu tố cần xem xét khi lựa chọn bãi chôn lấp.......................................18
2.3.3.1 Quy mô bãi............................................................................................18
2.4.3.1 Địa chất công trình thuỷ văn..................................................................20
2.4.3.2 Những khía cạnh môi trường.................................................................20
2.4.3.3 Các chỉ tiêu kinh tế................................................................................21
2.4.4 Sự tạo thành khí từ bãi chôn lấp...................................................................21
2.4.5 Sự hình thành nước rỉ rác.............................................................................22
CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ TỈNH HẬU GIANG.............................................24
3.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN.....................................................................................24
3.1.1 Đặc điểm địa hình........................................................................................24
3.1.2 Đặc trưng khí hậu, thủy văn.........................................................................25
3.1.3 Hiện trạng sử dụng đất.................................................................................26
3.2 ĐIỀU KIỆN KINH TẾ - XÃ HỘI.......................................................................26
3.2.1 Điều kiện kinh tế..........................................................................................26
3.2.2 Tình hình dân số và lao động.......................................................................27
3.2.3 Tình hình giao thông....................................................................................27
3.2.4 Tình hình phát triển du lịch..........................................................................27
SVTH: Trần Quốc Vinh - B1404219
iii
Mục lục
CBHD: TS. Nguyễn Xuân Hoàng
CHƯƠNG 4: ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ VÀ TÍNH TOÁN..........28
4.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN ĐƯỢC ĐỀ XUẤT.............28
SVTH: Trần Quốc Vinh - B1404219
iv
Mục lục
CBHD: TS. Nguyễn Xuân Hoàng
4.2 Phương pháp chôn lấp rác...................................................................................28
4.2.1 Đổ rác thành đống hay bãi hở......................................................................28
4.2.2 Bãi chôn lấp hợp vệ sinh..............................................................................28
4.2.3 Phương pháp ủ sinh học làm phân compost.................................................30
4.2.4 Phương pháp đốt..........................................................................................31
4.2.5 Lựa chọn phương pháp xử lý.......................................................................32
4.3 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ..............................................................................33
4.3.1 Vị trí bãi chôn lấp.........................................................................................33
4.3.1.1 Các yêu cầu về vị trí bãi chôn lấp..........................................................33
4.3.1.2 Về địa chất công trình và thủy văn.........................................................33
4.3.2 Dự đoán chất thải sinh hoạt phát sinh..........................................................34
4.3.3 Lựa chọn phương pháp chôn lấp và quy mô chôn lấp..................................35
4.3.4 Thiết kế kỹ thuật bãi chôn lấp......................................................................36
4.3.5 Thiết kế ô chôn lấp.......................................................................................38
4.3.5.1 Thiết kế ô chôn lấp.................................................................................40
4.3.5.2 Thể tích ô...............................................................................................42
4.3.5.3 Độ dốc đáy ô chôn lấp...........................................................................42
4.3.5.4 Độ dốc vách (độ mở mái)......................................................................43
4.3.6 Quy trình vận hành bãi chôn lấp rác.............................................................43
4.3.7 Tính toán thiết kế các công trình liên quan..................................................44
4.3.7.1 Thiết kế lớp lót đáy................................................................................44
4.3.7.2 Thiết kế lớp che phủ cuối cùng..............................................................45
4.3.7.3 Tính khối lượng đất phủ cần dùng.........................................................46
4.3.7.4 Tính toán lượng nước rỉ rác sinh ra trong bãi rác...................................47
4.3.7.5 Hệ thống thu nước thải và bố trí sơ đồ...................................................49
4.3.7.6 Ước tính lượng khí thải sinh ra từ bãi chôn lấp......................................51
4.3.8 Tính toán thiết kế các công trình phụ...........................................................54
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.............................................................57
5.1 Kết luận...............................................................................................................57
5.2 Kiến nghị............................................................................................................57
SVTH: Trần Quốc Vinh - B1404219
v
Mục lục
CBHD: TS. Nguyễn Xuân Hoàng
TÀI LIỆU THAM KHẢO..........................................................................................58
SVTH: Trần Quốc Vinh - B1404219
v
Mục lục
CBHD: TS. Nguyễn Xuân Hoàng
Danh mục từ viết tắt
SVTH: Trần Quốc Vinh - B1404219
CBHD: TS. Nguyễn Xuân Hoàng
vi
Danh mục từ viết tắt
CBHD: TS. Nguyễn Xuân Hoàng
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
CTR
Chất thải rắn
CTRSH
Chất thải rắn sinh hoạt
TCVN
Tiêu chuẩn Việt Nam
TTLT
Thông tư liên tịch
BXD
Bộ xây dựng
VSV
Vi sinh vật
CHC
Chất hữu cơ
CTRYT
Chất thải rắn y tế
SVTH: Trần Quốc Vinh - B1404219
vi
Danh mục từ viết tắt
CBHD: TS. Nguyễn Xuân Hoàng
DANH SÁCH BẢNG
Bảng 2.1 Nguồn và các loại rác tiêu biểu
Bảng 2.2 Thành phần chất thải rắn ở một số đô thị
Bảng 2.3 Các biến đổi lý, hóa, sinh học của chất thải rắn
Bảng 2.4 Phân loại quy mô bãi chôn lấp chất thải rắn đô thị
Bảng 2.5 Quy định khoảng cách tối thiểu khi lựa chọn bãi chôn lấp
Bảng 2.6 Thành phần của khí tạo thành ở bãi chôn lấp
Bảng 2.7 Diễn biến thành phần khí thải tại bãi rác
Bảng 3.1 Các đặc trưng của khí hậu
Bảng 4.1 Dự đoán dân số và khối lượng rác sinh hoạt phát sinh đến năm 2025
Bảng 4.2 Khoảng cách thích hợp khi lựa chọn bãi chôn lấp
Bảng 4.3 Hệ số thoát nước bề mặt đối với các loại đất phủ.
Bảng 4.4 Thành phần các khí từ bãi rác
SVTH: Trần Quốc Vinh - B1404219
vii
Danh sách hình
CBHD: TS. Nguyễn Xuân Hoàng
DANH SÁCH HÌNH
Hình 4.1 Sơ đồ công nghệ quá trình làm phân hữu cơ
Hình 4.2 Bãi chôn lấp kết hợp chìm-nổi
Hình 4.3 Mô hình ô chôn lấp
Hình 4.4 Thể tích phần nhô lên của ô chôn lấp
Hình 4.5 Thể tích phần chìm của ô chôn lấp
Hình 4.6 Cấu tạo lớp lót đáy
Hình 4.7 Mặt cắt lớp che phủ cuối cùng
Hình 4.8 Sơ đồ cân bằng nước
Hình 4.9 Chi tiết ống ngang thu nước rò rỉ
Hình 4.10 Chi tiết ống dọc thu gom nước rò rỉ
Hình 4.11 Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước rỉ rác
Hình 4.12 Sơ đồ bố trí hệ thống thu gom khí rác (theo TCVNXD 261:2001)
Hình 4.13 Cấu tạo ống thu khí
SVTH: Trần Quốc Vinh - B1404219
viii
Phụ lục
CBHD: TS. Nguyễn Xuân Hoàng
PHỤ LỤC
Bản vẽ số 1: Bản vẽ mặt bằng bãi chôn lấp
Bản vẽ số 2: Bản vẽ mặt bằng hố chôn lấp
Bản vẽ số 3: Bản vẽ mặt cắt hố chôn lấp
Bản vẽ số 4: Bản vẽ các chi tiết
Bản vẽ số 5: Bản vẽ mặt bằng hệ thống thu nước rỉ
Bản vẽ số 6: Bản vẽ ống thu khí
SVTH: Trần Quốc Vinh - B1404219
ix
Chương 1: Mở đầu
CBHD: TS. Nguyễn Xuân Hoàng
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ
Chất thải rắn ngày càng gia tăng và không có dấu hiệu ổn định bởi những tác
động của xã hội kèm theo nhu cầu sống và dân số gia tăng không ngừng hiện nay. Vấn
đề này gia tăng áp lực cho các cơ quan, nhà chức trách cũng như những người làm
trong công tác môi trường. Không những thế, đó còn là quan tâm lớn của người dân,
của xã hội hiện nay. Bởi chúng ta nhận thấy rất rõ tác hại mà chất thải rắn mang lại, từ
sức khỏe con người đến mỹ quan đô thị, kinh tế và diện tích đất,….
Hiện nay, tình hình quản lí chất thải rắn trên địa bàn tỉnh Hậu Giang chưa được
quan tâm đúng mức. Rác thải chưa được thu gom triệt để, việc thải bỏ, xử lí rác còn tùy
tiện gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng. Ngoài ra, do rác
không được thu gom hết hàng ngày nên người dân thường xuyên thải bỏ chúng xuống
mương gạch xung quanh hay đổ thành đống xung quanh gây mất vệ sinh, mất mỹ quan
đô thị. Đây là vấn đề cấp bách cần được giải quyết.
Xét thấy đất ở Hậu Giang chủ yếu là đất phèn, đất phù sa,… thuận lợi cho trồng
trọt nhưng diện tích đất chưa sử dụng cũng còn nhiều, đó là thuận lợi cho việc xây
dựng bãi chôn lắp rác hợp vệ sinh cho tỉnh. Vì những điều trên, em quyết định chọn đề
tài đồ án “Tính toán và thiết kế bãi chôn lấp hợp vệ sinh cho rác thải đô thị tỉnh Hậu
Giang giai đoạn 2016 - 2025” để đề xuất giải pháp nhằm giảm bớt áp lực về rác thải
đô thị phát sinh hằng ngày cho tỉnh Hậu Giang. Từ đó góp phần bảo vệ môi trường cho
thành phố và sức khỏe cho người dân.
1.2 MỤC TIÊU ĐỒ ÁN
Mục tiêu chung: Giải quyết sức ép đối với lượng chất thải rắn sinh ra trong
tương lai và hạn chế tối đa ảnh hưởng của rác đến môi trường và sức khỏe con người.
Mục tiêu cụ thể: Xử lí chất thải rắn đô thị tại tỉnh Hậu Giang.
1.3 NỘI DUNG ĐỒ ÁN
Thu thập số liệu về tình hình quản lý và xử lý chất thải rắn tỉnh Hậu Giang.
Tính toán và thiết kế bãi chôn lấp hợp vệ sinh cho rác thải đô thị tỉnh Hậu Giang
giai đoạn 2016 - 2025.
Vẽ bản vẽ kỹ thuật.
1.4 ĐỐI TƯỢNG THỰC HIỆN
Rác thải đô thị tỉnh Hậu Giang.
1.5 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN
Thu thập những số liệu sẵn có về rác thải sinh hoạt (trong Báo cáo hiện trạng
môi trường tỉnh Hậu Giang giai đoạn 2011 - 2015).
SVTH: Trần Quốc Vinh - B1404219
15
Chương 1: Mở đầu
CBHD: TS. Nguyễn Xuân Hoàng
Trên cơ sở thu thập các số liệu có sẵn kết hợp với những tài liệu liên quan. Từ
đó, tính toán và thiết kế bãi chôn lấp hợp vệ sinh cho rác thải đô thị tỉnh Hậu Giang
giai đoạn 2015 - 2025.
SVTH: Trần Quốc Vinh - B1404219
16
Chương 2: Lược khảo tài liệu
CBHD: TS. Nguyễn Xuân Hoàng
CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1 TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI RẮN ĐÔ THỊ
CHƯƠNG 3: Định nghĩa chất thải rắn
Theo Lê Hoàng Việt và Nguyễn Hữu Chiếm (2013), Chất thải rắn là tất cả các
chất thải ở dạng rắn sản sinh do các hoạt động của con người và sinh vật. Đó là các vật
liệu hay hàng hóa không còn sử dụng được hay không hữu dụng đối với người sở hữu
của nó nữa nên bị bỏ đi, kể cả chất thải của các hoạt động sống của sinh vật.
Theo Trần Hiếu Nhuệ và các cộng sự viên (2001), có hai định nghĩa về chất thải
rắn:
-
Theo quan niệm chung: chất thải rắn là toàn bộ vật chất được con người loại bỏ
trong các hoạt động kinh tế - xã hội của mình (bao gồm các hoạt động sản xuất,
các hoạt động sống và duy trì sự tồn tại của cộng đồng…). Trong đó quan trọng
nhất là các loại chất thải sinh ra từ các hoạt động sản xuất và hoạt động sống.
-
Theo quan niệm mới: chất thải rắn đô thị (gọi chung là rác thải đô thị) được định
nghĩa là vật chất mà con người tạo ra ban đầu vứt bỏ trong khu vực đô thị mà
không đòi hỏi được bồi thường cho việc vứt bỏ đó. Thêm vào đó, chất thải được
coi là chất thải rắn đô thị nếu chúng được xã hội nhìn nhận như một thứ mà
thành phố phải có trách nhiệm thu gom và thiêu hủy.
CHƯƠNG 4: Nguồn gốc phát sinh chất thải rắn
Nguồn gốc phát sinh, thành phần và tốc độ phát sinh của chất thải rắn là cơ sở
quan trọng trong thiết kế, lựa chọn công nghệ xử lý và đề xuất các chương trình quản
lý chất thải rắn thích hợp. Theo Lê Hoàng Việt (2013), Nguyễn Văn Phước (2008), thì
rác thải có các nguồn phát sinh bảng sau:
Bảng 2.1 Nguồn và các loại rác tiêu biểu
Nguồn
Các hoạt động và khu liên quan đến
việc sản sinh ra rác
Các thành phần của rác
Khu dân cư
Các hộ gia đình
Thức ăn thừa, rác, tro và các loại
khác.
Khu
Cơ
thương Cửa hiệu, nhà hàng, chợ, văn phòng, Thức ăn thừa, rác, tro, chất thải do
khách sạn, xưởng in, sửa chửa ô tô, quá trình phá dỡ và xây dựng và các
mại
y tế.
loại khác (có rác nguy hại)
quan,
công sở
Trường học, trung tâm nghiên
cứu, bệnh viện, cơ quan nhà nước,...
SVTH: Trần Quốc Vinh - B1404219
Giống như rác thương mại
17
Chương 2: Lược khảo tài liệu
Công nghiệp
(không thuộc
qui trình sản
xuất)
CBHD: TS. Nguyễn Xuân Hoàng
Xây dựng, dệt, công nghiệp nặng, Thức ăn thừa, rác, tro, chất thải do
công nghiệp nhẹ, lọc dầu, hóa quá trình phá dỡ và xây dựng và các
chất, khai thác mỏ, điện,...
loại khác (có rác nguy hại)
Đô thị
Kết hợp tất cả các thành phần trên
Kết hợp tất cả các thành phần trên
Xây dựng
Các công trình mới, nâng cấp, sửa
chữa đường,...
Gạch, sắt, gỗ, xà bần,...
Dịch vụ công
cộng
Đường phố, khu vui chơi, bãi
biển, công viên...
Rác và các loại khác
Khu xử lý
Công nghiệp
(sản xuất)
Khu sản xuất
nông nghiệp
Nước, nước thải và các qui trình xử Các chất thải sau xử lý, thường là
lí khác
bùn.
Xây dựng, dệt, công nghiệp nặng, Các chất thải từ các qui trình sản
công nghiệp nhẹ, lọc dầu, hóa xuất, các mảnh vụn nguyên liệu, rác
chất, khai thác mỏ, điện,...
từ sinh hoạt của công nhân...
Ruộng vườn, chăn nuôi
Phụ phế phẩm nông nghiệp, rác, các
chất thải nguy hại
Nguồn: Lê Hoàng Việt, 2013
CHƯƠNG 5: Phân loại
Các loại chất rắn được thải ra từ các hoạt động khác nhau được phân loại theo
nhiều cách:
-
Theo vị trí hình thành người ta phân biệt thành rác hay chất thải rắn trong nhà,
ngoài nhà, trên đường phố, chợ…
-
Theo thành phần hóa học và vật lý: người ta phân thành hữu cơ, cô cơ, cháy
được, không cháy được, kim loại, phi kim loại, da, giẻ vụn, cao su, chất dẻo,…
Theo bản chất nguồn gốc tạo thành, chất thải rắn được phân thành các loại:
-
Chất thải rắn sinh hoạt: chất thải thực phẩm; chất thải trực tiếp của người và
động vật. chất thải bùn ga, cống rãnh; tro và các chất dư thừa thải bỏ; các chất
rắn trên đường phố chủ yếu là lá cây, que, nilon, vỏ bao gói,…
-
Chất thải rắn công nghiệp: các phế thải từ vật liệu, các phế thải nghuyên nhiên
liệu, các phế thải trong quá trình công nghệ, bao bì đóng gói sản phẩm.
-
Chất thải xây dựng: vật liệu xây dựng trong quá trình dở bỏ công trình xây
dựng; đất đá do đào móng trong xây dựng; các vật liệu như kim loại, chất dẻo.
-
Chất thải nông nghiệp.
SVTH: Trần Quốc Vinh - B1404219
18
Chương 2: Lược khảo tài liệu
CBHD: TS. Nguyễn Xuân Hoàng
Theo mức độ nguy hại chất thải rắn được phân thành các loại:
-
Chất thải nguy hại;
-
Chất thải y tế nguy hại;
-
Chất thải không nguy hại.
CHƯƠNG 6: Thành phần chất thải rắn
Theo Lê Hoàng Việt (2013), thành phần của rác là:
-
Thức ăn thừa (rác thực phẩm): là các mảnh vụn thực vật, động vật trong các quá
trình chế biến và ăn uống của con người. Loại rác này bị phân hủy và thối rửa
nhanh (đặc biệt là trong điều kiện nhiệt độ cao) gây nên mùi hôi.
-
Các thứ bỏ đi: bao gồm các loại chất rắn cháy được và không cháy được của gia
đình, cơ quan, khu dịch vụ ngoại trừ thức ăn thừa và các chất dễ thối rửa.
-
Các loại cháy được như vải, giấy, carton, nhựa, cao su, da, gỗ, lá, cành cây (cắt
tỉa từ cây kiểng).
-
Các loại không cháy là: những vật liệu trơ như thủy tinh, sành sứ, gạch nung,
kim loại và số ít vật liệu cháy cục bộ cũng được kể vào thành phần trên.
-
Rác trong quá trình tháo dở và xây dựng: bao gồm bụi, gạch vụn, bê tông, vữa,
các ống nước hư và các thiết bị điện bị bỏ đi.
-
Chất thải từ các nhà máy xử lý: ở dạng rắn và bán rắn thành phần tùy thuộc vào
quy trình xử lý.
-
Chất thải nông nghiệp: phụ phế phẩm nông nghiệp (trồng trọt, chăn nuôi), rơm,
rạ, phân gia súc.
Rác độc hại:
-
Rác độc hại của khu đô thị bao gồm những vật liệu có kích thước lớn, những
dụng cụ tiêu thụ điện đã hao mòn hay thậm chí lỗi thời như radio, stereo, bếp
điện, tủ lạnh, máy rửa, máy giặt,...Những món rác trên cần được thu gom riêng
và tháo gỡ để lấy lại một số vật liệu cho việc tái sử dụng.
-
Pin và bình acquy cũng là một trong những nguồn rác độc hại từ các hộ gia đình
và các phương tiện giao thông. Loại rác này có chứa một lượng lớn kim loại như
thủy ngân, bạc, kẽm, nicken, catmi.
-
Dầu cặn thất thoát từ việc thu thập khai thác và tái sử dụng nếu không thu gom
riêng thì sẽ trộn lẫn với các loại rác thải khác và làm giảm giá trị tái sử dụng.
-
Bánh xe cao su cũng được tính là một loại rác thải độc hại do sự phân hủy
chúng rất lâu và gây tác động xấu đến nơi chôn lấp.
-
Ngoài ra, các hóa chất gây cháy nổ, phóng xạ, ăn mòn, các nguồn rác từ khu
bệnh viện,…ảnh hưởng xấu đến môi trường và sức khỏe con người.
SVTH: Trần Quốc Vinh - B1404219
19
Chương 2: Lược khảo tài liệu
CBHD: TS. Nguyễn Xuân Hoàng
Đặc điểm chung của chất thải rắn sinh hoạt tại các đô thị tại Việt Nam là thành
phần hữu cơ chiếm tỉ lệ rất cao (60 – 85%) và có ẩm độ tương đối lớn. Điều này tác
động mạnh mẽ tới quá trình phân hủy vật chất hữu cơ có trong rác sinh hoạt và là một
trong những nguyên nhân chính gây ô nhiễm môi trường tại các bãi rác. (Lâm Minh
Triết, 2006).
Bảng 2.2 Thành phần chất thải rắn ở một số đô thị
Thành phần
Quốc gia có mức Quốc gia có mức thu Quốc gia có mức
thu nhập thấp
nhập trung bình
thu nhập cao
Thực phẩm
48 ÷ 85
Giấy
20 ÷ 65
6 ÷ 30
8 ÷ 30
20 ÷ 45
Carton
1 ÷ 10
-
5 ÷ 15
Plastic
1÷5
2÷6
2÷8
Vải
1÷5
2 ÷ 10
2÷6
Cao su
Da
1÷5
0÷2
1÷4
Rác vườn
0÷2
10 ÷ 20
Gỗ
1÷5
1 ÷ 10
1÷4
Thủy tinh
1 ÷ 10
1 ÷ 10
4 ÷ 12
Vỏ đồ hộp
-
-
2÷8
Vô
Nhôm
1÷5
1÷5
0÷1
cơ
Kim loại khác
-
-
1÷4
Bui, tro, gạch
1 ÷ 40
1 ÷ 30
0 ÷10
Hữu
Nguồn: Lâm Minh Triết, 2006
CHƯƠNG 7: Thành phần lí, hóa, sinh học của rác đô thị
2.1.5.1 Thành phần lí học
Ẩm độ của rác:
SVTH: Trần Quốc Vinh - B1404219
20
Chương 2: Lược khảo tài liệu
CBHD: TS. Nguyễn Xuân Hoàng
Theo Lê Hoàng Việt (2005), ẩm độ là một thông số quan trọng cho các quá trình
xử lý (đốt, ủ phân compost, khống chế nước rỉ của rác…). Do đó, sau khi đã phân loại
và định lượng các thành phần của rác chúng ta cần xác định ẩm độ tương đối bằng cách
đem từng thành phần sấy khô ở 1050C trong 1 giờ, sau đó đem đi cân lại và tính % ẩm
độ.
Biểu thức toán học mô tả độ ẩm của rác thải được biểu diễn như sau:
Trong đó:
-
M: độ ẩm tính bằng %.
-
a: trọng lượng ban đầu của mẫu (mg)
-
b: trọng lượng sau khi sấy của mẫu (mg)
Ẩm độ của rác thay đổi phụ thuộc vào thành phần rác, mùa trong năm, ẩm độ
không khí, điều kiện khí hậu và đặc điểm mưa.
Trọng lượng riêng của rác:
Trọng lượng riêng của rác là trọng lượng của rác trên một đơn vị thể tích,
thường được biểu thị bằng kg/m3 hoặc tấn/m3. Trọng lượng riêng của chất thải rắn thay
đổi tùy theo: xốp, chứa trong các thùng chứa, nén, không nén,… Khi báo cáo số liệu về
khối lượng hay thể tích chất thải rắn phải chú thích trạng thái của các mẫu rác một cách
rõ ràng vì trọng lượng riêng được sử dụng để ước lượng tổng khối lượng và thể tích rác
cần phải quản lý.
Trọng lượng riêng của rác sinh hoạt thay đổi rõ rệt theo vị trí địa lý, theo mức
sống, theo mùa, theo thời gian tích trữ trong thùng chứa,… Rác thải đô thị lấy ra từ các
xe ép rác thường có trọng lượng riêng từ 178 ÷ 415 kg/m 3, trung bình khoảng 296,7
kg/m3 (Lâm Minh Triết, 2006 và Lê Hoàng Việt, 2005).
Khả năng giữ nước của rác:
Khả năng giữ nước của rác là tổng lượng nước mà rác có khả năng giữ lại trong
mẫu rác sau khi đã để cho nước chảy xuống tự do theo tác động của trọng lực. Khả
năng giữ nước của rác là một đặc tính tương đối quan trọng trong việc chôn lắp rác vì
nó liên quan đến việc tạo nên nước rỉ của rác khi rác đem chôn có lượng nước trong rác
vượt quá khả năng giữ nước của nó. Khả năng giữ nước của rác cũng phụ thuộc vào
thành phần rác, trạng thái phân hủy, áp suất…Và như thể một nguồn rác có khả năng
giữ nước là 30% tức là lượng nước mà rác có khả năng giữ lại chiếm tỉ lệ 3/10. Thường
hỗn hợp rác của khu dân cư và khu mậu dịch (không nén) có khả năng giữ nước từ 50 –
60%. (Nguyễn Văn Phước, 2008; Lâm Minh Triết, 2006 và Lê Hoàng Việt, 2005).
Khả năng thấm dẫn của rác nén:
SVTH: Trần Quốc Vinh - B1404219
21
Chương 2: Lược khảo tài liệu
CBHD: TS. Nguyễn Xuân Hoàng
Theo Lê Hoàng Việt (2005), khả năng thấm dẫn nước của rác nén cũng là một
đặc tính vật lý quan trọng vì nó chi phối sự di chuyễn của nước và không khí tại nơi
chôn lấp. Hệ số thẩm thấu thường được tính như sau:
Trong đó:
-
K: hệ số thấm
-
k: khả năng thấm ở bên trong khối rác
-
C: hằng số vô hướng hay yếu tố hình dạng khối rác
-
d: kích thước trung bình của các lổ rổng trong khối rác
-
: trọng lương riêng của nước
-
: độ nhớt của nước
Cd2 được xem là hệ số thấm lọc đặt biệt. Tính thấm này phụ thuộc vào các tính
chất của chất thải rắn: như kích thước các lổ rổng và độ khúc khuỷu của chúng, diện
tích bề mặt của vật liệu, độ xốp. Thông thường giá trị trên ở khoảng 10 - 12 m 2 theo
chiều đứng và 10 - 10 m2 theo chiều ngang.
Kích cỡ hạt và tỷ lệ của chúng
Theo Lê Hoàng Việt (2005), kích thước của các hạt và tỷ lệ của chúng trong rác
là một trong các yếu tố quan trọng trong quá trình tái chế lại nguyên vật liệu; đặc biệt
là các công đoạn như sàng, ray hay phân loại vật liệu theo từ tính. Kích thước của các
thành phần rác thường được tính theo một trong các công thức sau đây:
-
SC = l
(1)
-
SC = (l + w)/2
(2)
-
SC = (l + w + h)/3
(3)
-
Sc
(4)
-
Sc=
(5)
Trong đó:
-
SC : kích cỡ các thành phần hay hạt
-
l : chiều dài
-
w : chiều rộng
-
h : chiều cao
Do sự khác nhau đáng kể của các nguồn vật liệu mà tùy vào từng hợp cụ thể mà
chúng ta có thể sử dụng một trong các công thức trên cho phù hợp.
SVTH: Trần Quốc Vinh - B1404219
22
Chương 2: Lược khảo tài liệu
CBHD: TS. Nguyễn Xuân Hoàng
2.1.5.2 Thành phần hóa học của rác
Thành phần hóa học của rác bao gồm những chất dễ bay hơi khi đốt ở nhiệt độ
9500C, thành phần tro sau khi đốt và dễ nóng chảy. Tại điểm nóng chảy thể tích của rác
giảm 95%.
Đặt tính hóa học và giá trị nhiệt lượng được xem xét khi lựa chọn phương án xử
lý chất thải, thời gian thu gom vận chuyển rác,… Thông thường rác thải có giá trị nhiệt
lượng cao như: gỗ, cao su, trấu,…sẽ được sử dụng làm chất đốt, rác thải có thành phần
hữu cơ dễ phân hủy phải thu gom trong ngày và ưu tiên xử lý theo phương pháp sinh
học.
Để có những số liệu về tính chất hóa học và giá trị nhiệt lượng, người ta thường
xác định những thông số sau:
+ Ẩm độ (1050C trong 1 giờ)
+ Chất hữu cơ bay hơi (9500C)
+ Tro (phần còn lại sau quá trình đốt)
+ Cacbon cố định (phần cacbon còn lại sau đốt).
Xác định phần trăm các nguyên tố C, H, O, N, S và tro…
Theo Nguyễn Văn Phước (2009), phân tích thành phần nguyên tố tạo thành chất
thải rắn chủ yếu là xác định phần trăm của các nguyên tố C, H, O, N, S và tro. Trong
suốt quá trình đốt chất thải rắn sẽ phát sinh các hợp chất Clo hóa, nên phân tích cuối
cùng thường bao gồm phân tích xác định các halogen. Kết quả phân tích cuối cùng
được sử dụng để mô tả các thành phần của chất hữu cơ trong chất thải rắn. Kết quả
phân tích còn đóng vai trò rất quan trọng trong việc xác định tỉ số C/N nhằm đánh giá
chất thải rắn có thích hợp cho quá trình chuyển hóa sinh học hay không.
Nhiệt trị của chất thải rắn
Nhiệt trị là lượng nhiệt sinh ra do đốt cháy hoàn toàn một đơn vị khối lượng
chất thải rắn, có thể được xác định bằng một trong các phương pháp sau:
-
Sử dụng nồi hơi có than đo nhiệt lượng.
-
Sử dụng bơm nhiệt lượng trong phòng thí nghiệm.
-
Tính toán theo thành phần các nguyên tố hóa học.
Do khó khăn trong việc trang bị lò hơi có thang đo, nên hầu hết nhiệt trị của các
thành phần hữu cơ trong chất thải rắn đô thị đều được đo bằng cách sử dụng bom nhiệt
lượng trong phòng thí nghiệm.
Nhiệt trị chất thải rắn khô được tính từ nhiệt trị rác ướt được tính theo công
thức:
Qkhô = (Qướt x 100) * (100 * % ẩm)
Còn nhiệt trị chất thải rắn không tính chất trơ tính như sau:
SVTH: Trần Quốc Vinh - B1404219
23
Chương 2: Lược khảo tài liệu
CBHD: TS. Nguyễn Xuân Hoàng
Qkhông tro = (Qướt x 100) / (100 * % ẩm * % tro)
2.1.5.3 Các đặc tính sinh học của rác
Theo Lê Hoàng Việt (2005), ngoài nhựa, cao su, da, các thành phần hữu cơ của
rác đô thị có thể được phân loại về phương diện sinh học như sau:
-
Các chất có thể hòa tan trong nước như: đường, tinh bột, amino axit, và nhiều
axit hữu cơ khác.
-
Hemixenlulose và các hợp chất tạo thành từ đường 5 và đường 6 cacbon.
-
Xenlulose và các hợp chất tạo thành từ đường 6 cacbon.
-
Dầu, mỡ và sáp: là những este của alchohols và axit béo mạch dài .
-
Lignin và các chất cao phân tử có chứa nhân thơm với các nhóm metoxyl (OCH3).
-
Lignoxenlulose: là kết hợp của lignin và cellulose.
-
Protein: là chất tạo thành từ sự kết hợp chuỗi các amino axit.
Các thành phần hữu cơ này liên quan đến một đặc điểm sinh học của rác đó là
khả năng có thể phân hủy theo con đường sinh học. Các thành phần này có thể phân
hủy bởi các vi sinh vật để tạo ra các chất khí, các hợp chất hữu cơ và vô cơ tương đối
trơ. Việc tạo nên mùi và sự sản sinh ruồi liên quan đến chất hữu cơ dễ thối rữa trong
rác.
Khả năng phân hủy sinh học của các thành phần hữu cơ trong rác:
Theo Lê Hoàng Việt (2005), hàm lượng chất rắn bay hơi (VS) được xác định
bằng cách nung mẫu ở 5500C được dùng để đo khả năng phân hủy sinh học của chất
hữu cơ trong rác đô thị. Tuy nhiên, việc sử dụng thông số này không chính xác vì một
số chất hữu cơ rất dễ bay hơi nhưng lại bị phân hủy sinh học rất chậm (ví dụ như giấy
báo). Để thay đổi thông số VS người ta dùng hàm lượng lignin để ước lượng khả năng
phân hủy sinh học của rác đô thị thông qua mối quan hệ trong phương trình sau:
Trong đó:
-
BF: tỉ lệ chất hữu cơ có thể bị phân hủy sinh học (dựa trên VS);
-
0,83: Hằng số thực nghiệm;
-
0,028: Hằng số thực nghiệm;
-
LC: Hàm lượng lignin của các rắn bay hơi (% trọng lượng khô).
Các chất thải rắn có hàm lượng lignin cao như giấy in có khả năng phân hủy
sinh học kém hơn đáng kể so với các hữu cơ khác trong rác đô thị.
Sự tạo mùi
SVTH: Trần Quốc Vinh - B1404219
24
Chương 2: Lược khảo tài liệu
CBHD: TS. Nguyễn Xuân Hoàng
Mùi hôi của rác được tạo thành khi rác được trữ quá lâu. Việc tạo thành mùi hôi
ở các thùng rác gia đình đặc biệt tăng mạnh vào những ngày nhiệt độ cao. Thông
thường mùi được tạo ra do sự phân hủy yếm khí của các chất hữu cơ. Trong điều kiện
yếm khí sulfate có thể bị khử để trở thành sulfide (S2-), sau đó kết hợp với hydrogen tạo
thành H2S.
Sự sinh sản của ruồi
Theo Tchobanoglous et al. (1997), vào mùa hè ở khu vực ôn đới và tất cả các
mùa ở khu vực nhiệt đới, việc sinh sản của ruồi là một yếu tố quan trọng cần lưu ý đến
trong việc lưu trữ rác. Ruồi có thể phát triển từ trứng trong khoảng thời gian ngắn hơn
2 tuần. Vòng đời của ruồi có thể phân chia như sau:
-
Trứng phát triển
8 – 12 giờ
-
Ấu trùng giai đoạn một
20 giờ
-
Ấu trùng giai đoạn hai
24 giờ
-
Ấu trùng giai đoạn ba
3 ngày
-
Giai đoạn chuyển thái
4 – 15 ngày
-
Tổng cộng
9 – 11 ngày
CHƯƠNG 8: Các biến đổi lí, hóa, sinh học của chất thải rắn
Bảng 2.3 Các biến đổi lý, hóa, sinh học của chất thải rắn
Quá trình biến đổi
Phương pháp biến đổi
Biến đổi hoặc thay đổi cơ
bản sản phẩm
Lý học
- Tách loại theo thành Tách loại bằng tay hay Các thành phần riêng biệt
phần
bằng máy
trong hỗn hợp chất thải rắn
đô thị
- Giảm thể tích
Sử dụng lực hoặc áp suất
- Giảm kích thước
Sử dụng lực cắt, nghiền Giảm thể tích ban đầu
hoặc xay nhỏ
Biến đổi hình dạng ban
đầu và giảm kích thước
Hóa học
- Đốt
Oxy hóa bằng nhiệt
- Sự nhiệt phân
Sự chưng cất, phân hủy
- Khí hóa
Đốt thiếu khí
SO2, SO2, sản phẩm oxy
hóa khác, tro
Khí gồm hỗn hợp khí, cặn
dầu và than
Sinh học
SVTH: Trần Quốc Vinh - B1404219
25
