Thiết kế nhà máy ủ phân compost tại địa phương

Dạng 5
Thiết kế nhà máy ủ phân compost tại địa phương
I/Phân tích nhiệm vụ
Qua đồ án môn học này, sinh viên sẽ nắm vững cách thiết kế nhà máy sản xuất phân compost
theo tiêu chuẩn, quy chuẩn
II/Tổng quan khu vực nghiên cứu.
1. Điều kiện tự nhiên
2. Điều kiện kinh tế - xã hội
3. Tình hình phát sinh, thu gom, xử lý chất thải rắn trên địa bàn
III/ Ước tính chất thải rắn phát sinh cho đến năm 2035
1/ Tính lượng ctr phát sinh tại địa phương
a.Chất thải rắn sinh hoạt;
-lượng rác thải phát sinh trong từng gia đình.
Rsh= N(1+q).g.365/1000 (tấn)
Trong đó:
N là số dân trong giai đoạn đang xét ( người)
q là tỉ lệ tăng dân số (%)
g là tiêu chuẩn thải rác (kg/người. ngày đêm)
- Lượng rác được thu gom
Rshxl=Rsh • P
Trong đó:
P: tỷ lệ thu gom (%)
Qua bảng thành phần ctr sinh hoạt xác định số lượng ctr đem đi ủ phân
b. Chất thải rắn y tế
Ryt=G•(1+qy)•gy•py•365/1000 (tấn)
Trong đó:
G: số giường bệnh
qyt: tỉ lệ tăng giường bệnh (%)
gyt: tiêu chuẩn thải rác y tế (kg/gb.ngđ)
pyt: tỷ lệ thu gom (%)
Qua bảng phân loại xác định khối lượng ctr y tế đi chôn và ctr y tế nguy hại đi chôn ở khu ctr

nguy hại
c. Chất thải rắn công nghiệp
Lượng chất thải rắn công nghiệp phát sinh thường chiếm từ 5 -20% chất thải rắn sinh hoạt
Rcn(n+1)=(5%÷20%)Rsh(n)• (1+qcn)•pcn
Trong đó:
Rcn(n+1): chất thải rắn công nghiệp phát sinh năm thứ n+1
Rsh(n): chất thải rắn sinh hoạt phát sinh năm thứ n
qcn: tỉ lệ tăng trưởng công nghiệp
pcn: tỉ lệ thu gom (%)
Thành phần chất thải rắn công nghiệp thể hiện ở bảng 2, qua đó xác định khối lượng ctr công
nghiệp đem đi ủ phân
d. Chất thải rắn thương mại – dịch vụ


Lượng chất thải rắn thương mại đô thị lấy từ 1 -5 % lượng chất thải rắn sinh hoạt
Rtm(n+1)=(1%÷5%)Rsh(n)• (1+qtm)•ptm
Trong đó:
Rtm(n+1): chất thải rắn thương mại phát sinh năm thứ n+1
Rsh(n): chất thải rắn sinh hoạt phát sinh năm thứ n
qtm: tỉ lệ tăng trưởng công nghiệp
ptm: tỉ lệ thu gom (%)
Xác định khối lượng ctr thương mai dịch vụ đi ủ phân
Vậy tổng lượng chất thải rắn cần được xử lý
Rđt = Rsh+RTm+RCn(Không nguy hại)++RYtế(Không nguy hại)+Rxd
Rnguy hại = RCn(nguy hại)++RYtế((nguy hại)
Lập bảng thống kê khối lượng chất thải rắn phát sinh đến năm 2035 Lập bảng: Dự báo lượng
chất thải rắn phát sinh đến năm 2035
Dự báo lượng chất thải rắn phát sinh đến năm 2035
Loại CTR

Lượng CTR

Tỷ lệ thu

Tổng lượng CTR

gom(%)

Thu
gom(kg/ngngđ)

Sinh hoạt
Công nghiệp
Thương mại
Y tế
Xây dựng
Tổng cộng
2/Phân loại chất thải rắn
Bảng 1 -Thành phần chất thải rắn sinh hoạt
TT

Thành phần

Tỷ lệ theo trọng lượng (%)

1

Chất thải hữu cơ (lá , củ , quả , xác súc vật …)

42.5

2

Giấy vụn , bìa catton

3.5

3

Ni lon , nhựa …

6.4

4

Thuỷ tinh vụn , chai lọ …

2.6

5

Kim loại

2

6

Cao su , vải vụn , giẻ …

2.8

7

Đá , cát , sỏi , sành sứ ...

40.2

Tổng

100
Nguồn cetafin 2001
Bảng 2 Thành phần chất thải công nghiệp
Thành phần chất thải

Trọng lựong (%)

Các chất không nguy hại

30

Các chất nguy hại

37


Các chất có thể tái chế

23

Các chất trơ

10

Bảng 3 Thành phần chất thải rắn y tế
Thành phần chất thải

Trọng lương(%)

Chất thải sinh hoạt (vỏ bánh,lá cây,hoa quả thừa…)

28.5

Giấy bao gói các loại

10

Kim tiêm , các vật sắc nhọn …

3.5

Bông băng dính máu mủ …

16.5

Bệnh phẩm (cơ quan nội tạng bị cắt bỏ ...)

3.7

Các đồ vật bằng nhựa

2

Các đồ vật bằng kim loại

2

Thuỷ tinh vỡ , chai lọ …

12.5

Thuốc quá đát

1.3

Các chất khác (đất đá vụn , chất trơ …)

20

Bảng 3 Thành phần phân loại của chất thải rắn đô thị
Trọng
% trọng lượng
Hợp phần

lượng

riêng

Độ ẩm (%)
(kg/m3)

Khoảng

Trung
KGT

TB

KGT

TB

giá trị

bình

Chất thải thực phẩm

6 - 25

15

50 – 80

70

12 – 80

28

Giấy

24 - 45

40

4 - 10

6

32 - 128

81,6

Catton

3 - 15

4

4-8

5

38 - 80

49,6

Chất dẻo

2-8

3

1-4

2

32 - 128

64

Vải vụn

0-4

2

6 - 15

10

32 - 96

64

Cao su

0-2

0,5

1-4

2

96 - 192

128

Da vụn

0-2

0,5

8 - 12

10

96 - 256

160

Sản phẩm vườn

0 - 20

12

30 - 80

60

84 - 224

104

Gỗ

1-4

2

15 - 40

20

128 - 1120

240

Thủy tinh

4 - 16

8

1- 4

2

160 - 480

193,6

Can hộp

2-8

6

2-4

3

48 - 160

88

Kim loại không thép

0-1

1

2-4

2

64 - 240

160

Kim loại thép

1-4

2

2-6

3

128 - 1120

320

Bụi, tro, gạch

0 – 10

4

6 – 12

8

320 – 960

480

100

15 – 40

20

180 – 420

300

Tổng hợp

(Chú ý: Nếu không tìm thấy dữ liệu tại địa phương đề bài cho thì sử dụng bảng 1,2,3)


Lập bảng
Bảng 4 : Bảng thống kê khối lượng chất thải rắn phát sinh đến năm 2035(tấn).
Loại rác Thành phần
CTR
sinh
hoạt

Chất hữu cơ

CTR
công
nghiệp

Các chất không nguy hại

Khối lương
(tấn)

Công nghệ xử lý

Chất có thể thu hồi, tái chế
Chất không thu hồi tái chế đươc

Các chất nguy hại
Các chất có thể tái chế
Các chất trơ

CTR
thương
mại

Chất hữu cơ

CTR y
tế

Chất thải sinh hoạt

Chất có thể thu hồi, tái chế
Chất không thu hồi tái chế được

Giấy bao gói các loại
Kim tiêm, vật sắc nhọn…
Bông băng dính máu mủ…

Bệnh phẩm
Các đồ vật băng KL
Thuỷ tinh vỡ, chai lọ …
Thuốc quá đát
Các chất khác
Các đồ vật bằng nhựa
Tổng

=> Tính khối lượng ctr đô thị (Rdt) và ctr hữu cơ đã phân loại( Rpl)
3. Tính toán độ ẩm trung bình trong nguyên liệu đầu vào
a.Xác định độ ẩm trung bình.
Dựa vào thành phần của chất thải rắn đề cho trên đề bài tính toán được trọng lượng
trung bình của từng thành phần chất thải theo công thức sau:
G1i = (tỉ lệ trọng lượng x Rđt)/ 100 (Kg)
trong đó G1i thành phần i của CTR sinh hoạt
Rđt: tổng lượng ctr
+ Trọng lượng của từng phần CTR sau khi sấy khô ở 105o dựa vào mối quan hệ
G2i=

100  W
x G1i
100

Trong đó:
G1i Trọng lượng trung bình của thành phần i của CTR sinh hoạt
G2i Trọng lượng khô của thành phần i của CTR sinh hoạt


W Độ ẩm %
-Vậy xác định độ ẩm trung bình của CTR đô thị

G1i  G 2i
W=
%
G1i
Các số liệu về độ ẩm xác định theo bảng 3 (tỷ lệ trọng lượng , độ ẩm , nhiệt trị , và
trọng lượng riêng cuả từng hợp phần chất thải rắn)
IV/ Thiết kế nhà máy ủ phân compost
1/Phương án xử lý
Các điều kiện cơ sở: Rác thải sinh hoạt có chứa 50 – 60% hàm lượng rác hữu cơ và
các chất dễ phân huỷ là nguồn phế thải chính cần xử lý.
Nêu một số phương án sản xuất phân compost theo các công nghệ trong và ngoài
nước, phân tích và chọn phương án thích hợp.
2/Thiết kế nhà máy ủ phân compost
Chọn công suất của xí nghiệp
1.Nhà tập kết rác
Rác được chứa trong nhà tập kết có mái che,với chiều cao của đống rác không quá 1m. Nên
diện tích tối thiểu của nhà tập kết rác phải dựa vào thể tích rác đưa vào nhà máy trong một
ngày đêm.
Công thức tính thể tích rác tính như sau: Wđt= Rđt/ Dtb ( m3)
Rđt: Là lượng tổng lượng chất thải rắn (kg/người.nđ)
Dtb: Khối lượng trung bình của Rác thải đô thị, kg/m3
Diện tích tối thiểu của nhà tập kết CTR là: Ftn=Wđt/h m2
Trong đó h là chiều cao của rác trong nhà tập kết, h 2,5( m).
2.Nhà phân loại rác (có hoặc không tùy theo thiết kế)
Nhà phân loại phải đủ chỗ để lắp đặt các loại băng tẳi phân loạivà băng tải phân phối rác hữu
cơ đến sân đảo trộn, lấy khoảng từ 2 – 5% diện tích tổng mặt bằng xây dựng nhà máy.
3.Sân đảo trộn
Diện tích sân đảo trộn lấy gần bằng diện tích của nhà phân loại rác.
4.Khu ủ háo khí (ủ trong vòng 21ngày)
-Hệ số chu kì ủ trong năm 365/21= 17.3=17 lần

-Trong nhà ủ háo khí được chia làm N ngăn bể ủ với kích thước axb
Căn cứ vào vì kèo thép định hình khi thiết kế a (m) và cự ly bố trí vì kèo b (m);
Mỗi nhà ủ háo khí được chia thành mỗi ngăn bể có kích thước Fb= a b (m2);
Chiều cao lớp phân ủ chọn từ h= 2 – 3 m
Số bể ủ N=

Wpl
a • b • h • 17

- Lượng nước cần bổ sung cho đống ủ :
Q = (Aqd x Gch¸t hu c¬ vao bÓ ñ) – (Btt x Gch¸t hu c¬ vao bÓ ñ ),(m3)
Trong đó :
-Aqd – Độ ẩm quy định theo mùa ; Mùa đông : 45%; Mùa hè : 50%.
-Btt - Độ ẩm thực tế của ctr hữu cơ.
- G - khối lượng ctr hữu cơ vào bể


-Hệ thống phân phối khí vào bể ủ : Bố trí hệ thống ống phân phối khí với lưu lượng sục khí
0.006m3/h.kg.
Tính công suất quạt thổi khí :

L=0.006•Gctr ủ
∆Phd=Pl+Pd+H (atm)
Trong đó :
Pl- tổn thất áp lực dọc đường
Pd – tổn thất qua đĩa phun (không quá 0.5m)
H- chiều sâu của đĩa phân phối khí đến đỉnh đống ủ
-Tính toán đường ống dẫn khí : gồm ống chính chạy dọc bể và các ống nhánh, Biết vận tốc
khí đi trong các ống duy trì khoảng 10-20m/s
Đường kính ống chính, đường kính ống nhánh ?

- Bên dưới bể ủ có lưới ngăn không để rác rơi xuống lấp kín đường ống dẫn khí, có rãnh thu
gom nước rỉ rác chảy về hố thu nước rác
- Mỗi bể ủ trong khu ủ háo khí đều có cửa bằng gỗ để dễ tháo lắp và vận chuyển sang nhà ủ
chín
5.
Nhà ủ chín
Phân hữu cơ từ nhà háo khí sau 21 ngày sẽ được chuyển sang nhà với thời gian 15 ngày.
Nhà ủ chín chỉ cần có mái che, không xây tường bao để thoáng khí và có độ cao đảm bảo để
máy xúc lật co thể hoạt động dễ dàng. Nhà ủ chín cần phải có diện tích đủ để chứa phân hữu
cơ trong vòng một tháng trong đó một nửa diện tích phân ủ trong 15 ngày; còn một nửa diện
tích là phân ủ cho ngày tiếp theo.
Sủ chính ?
(Theo kinh nghiệm đã làm và theo tính toán sơ bộ khối lượng rác hữu cơ tại nhà ủ chín còn
khoảng 35%)
Chọn chiều cao đống ủ chín tối đa là 2,5m để máy xúc lật co thể hoạt động hiệu quả.
6.Nhà sàng phân loại
Diện tích của nhà sàng phân loại phụ thuộc vào số lượng máy sàng nghiền ?
Nhà sàng phân loại có đặt máy nghiền sàng liên hợp, đồng thời có đủ chỗ đạt thêm tấm sàng
cát trong xây dựng để tận dụng nguồn lao động thủ công
7.Nhà tinh chế
8.Kho sản phẩm
9.Bể chứa nước phân và bùn cống
10. Phòng bảo vệ
11. Nhà tắm – WC
12. Gara để xe
13. Nhà ở tập thể


14. Cây xanh
15. Đường nội bộ, sân vườn

16. Chứa chất thải trơ
17. Nhà hành chính
18. Trạm biến áp
19. Đất dự trữ nâng cấp mở rộng
V/ Khái toán kinh tế, phân tích tính khả thi của công nghệ lựa chọn
1. Giá thành vận chuyển thu gom
2. Tính toán đầu tư xây dựng nhà xưởng, đường xá
3. Tính toán chi phí vận hành, quản lý
4. Giá bán thành phẩm (phân compost)
Tính số năm thu hồi vốn ?
Yêu cầu bản vẽ:
2 bản vẽ A1
1. Mặt bằng trạm sản xuất phân compost
2. Bản vẽ chi tiết
Mặt bằng chi tiết khu ủ háo khí
Rãnh thu nước rỉ rác, hố thu nước rỉ rác