Đề tài Nghiên cứu đề xuất giải pháp xử lý rác thải cho một huyện ngoại thành quy mô 300 tấn/ngày (lấy nhà máy xử lý rác thải huyện thanh trì - Hà Nội làm ví dụ)

ước rác ngầm vào nguồn nước ngầm là rất quan trọng. Bãi chôn lấp ở đây được chia thành các ô chôn lấp điển hình với thời gian sử dụng mỗi ô gần 2 năm Kết cấu ở chôn lấp như sau. Tổng diện tích các ô chôn lấp với chiều sâu chôn lấp là 8m. Dưới đáy có lớp đất sét chống thấm dày 0,5m được đầm nén kỹ và được lót một lớp màng polume bên trên lớp đất để ngắn nước rác ngấm từ trên xuống phía trên là một lớp đất sét dày 20cm sau đó là lớp lọc bằng sỏi hoặc đá dăm với kích thước trung bình của sỏi từ 30 đến 50mm và chiều dày của lớp lọc là 300mm, trong lớp lọc đặt hệ thống ống nhựa đường kính 200mm có khoan lỗ từ 15á30mm khoảng cách các lỗ 20á30mm, mật độ khoảng 500á700 lỗ/1 m chiều dài ống tạo nên diện tích để nước rác vào ống. Số ống và chiều dài ống tạo nên diện tích để nước rác vào ống. Số ống và chiều dài ống được tính toán để vận tốc những chảy trong ống ở tháng mưa cao nhất đạt 0,5á1m/s. Lượng nước mưa sẽ thấm vào bãi chôn lấp và cần xử lý phụ thuộc vào tỷ lệ đầm nén. Độ dốc của ống thu nhánh về ống thu chính khoảng 1á1,5 độ, độ dốc của ống thu chính về hố thu của từng ô chôn hoặc của 1á2 ô chôn gần nhau là 1,5á2 độ. Trong ô chôn lấp với khoảng cách 6 x 6m dựng các ống nhựa thu gom và thoát khí có đường kính 100mm có khoan lỗ 10á15mm với lỗ tờ khoảng 500á600 lỗ/1m, ống có chiều dài bằng tổng độ cao của bãi cộng với 0,5m để thu khí thải. Phía trên lớp lọc là một lớp vải kỹ thuật, chất liệu như bao tải, nó có tác dụng cho lượng nước thấm từ trên xuống đi qua và giữ không cho đất cát chảy xuống lớp lọc. Tiếp đến là một lớp đất dày khoảng 20cm ngăn cách chất thải với các lớp lót ở dưới. Với chiều cao chôn chất trơ trung bình 8m sẽ được chia làm 3á4 lớp chôn lấp. Mỗi lớp đổ được đầm nén để đạt độ đầm nén theo thiết kế rồi được đổ lên trên lớp chất trơ một lớp đất dày chừng 20cm, trước khi chôn lấp chất trơ mới, lớp cũ/cả đất/ được đầm nén kỹ bằng xe ủi bánh xích. Chiều cao của ô chôn lấp cao hơn so với mặt hồ sinh học khoảng 2m. Để đảm bảo an toàn cho bãi chôn lấp khi đóng bãi, lớp đất phủ trên mặt của ô chôn lấp cần dày khoảng 1m, sau đó sẽ trồng cây xanh và có thể sử dụng vào mục đích công cộng. Các ống thoát khí được nối và luôn cao hơn mặt trên cùng của lớp phủ trên mặt ô chôn rác khoảng 0,5m. Cấu tạo bãi chôn lấp chất trơ, hệ thống tiêu thoát nước rác, giếng thu gom và dần nước rác, hệ thống chống thấmđược thể hiện trên các hình sau: Lớp đất Lớp vải kỹ thuật Lớp sỏi 3á5cm dày 30cm ống thu gom Lớp đất sét Lớp màng polyme Lớp đất sét nén dày 0,5m 0.5m 0.2m 0.3m 0.2m Hình IV-6. Chi tiết lớp lót đáy bãi chôn lấp IV.5.3.Tính toán khí sinh học sinh ra và lượng điện năng sinh ra theo sơ đồ công nghệ Chất thải thu gom Phân loại Vật liệu tái chế Chất trơ chôn lấp Chất thải hữu cơ Phối trộn Nước Nguyên liệu đem ủ yếm khí Bể ủ yếm khí Khí sinh học Sản xuất điện Bả ủ Nước thải Tách nước Hỗn hợp ẹ hiếu khí Phân hữu cơ Bùn Hình 12. Sơ đồ công nghệ ủ yếm khí và sản xuất phân compost 1. Tính toán lượng khí gas tạo thành trong quá trình phân huỷ yếm khí * Phân tích dây chuyền phân loại Theo như dây chuyền phân loại của công nghệ lựa chọn và phân loại thủ công: Những chất có khả phân huỷ sinh học gồm chất hữu cơ, gỗ vụn, dẻ rách Nhưng đối với giấy thì trong quá trình phân loại sẽ loại bỏ được các loại giấy có khổ to, còn giấy vụn thì không được loại bỏ, do tính chất của rác thải Hà Nội nên giấy được phân loại để tái sử dụng chỉ chiếm 50á70% chọn 65% còn lại 35% lượng giấy đi vào quá trình phân huỷ yếm khí. Ngoài ra quá trình phân loại sẽ không loại bỏ hoàn vật chất trơ theo công nghệ lựa chọn của “Đức” được thiết kế phù hợp với chất thải Hà Nội với hệ thống sàng quay nên khả năng phân loại đạt hiệu suất tương đối cao tới 95% lượng còn lại lần vào rác hữu cơ, lượng này không tham gia phản ứng phân huỷ. Bảng IV.7. Thành phần hữu cơ có khả năng phân huỷ sinh học Theo bảng (I-3) Phần hữu cơ phân huỷ sinh học nhanh (PHN) Thành phần % khối lượng Độ ẩm % Rác hữu cơ 51,06 70 Giấy 1,61 10,2 Tổng 52,67 Phần hữu cơ phân huỷ chậm (PHC) Gỗ vụn 1,93 20,0 Giẻ rách 2,15 10 Tổng 4,08 Như vậy với tổng lượng rác thải đầu vào là Gv = 300 tấn/ngày thì lượng chất hữu cơ đưa vào quá trình phân huỷ sinh học là GPH = 300 x 56,75/100 = 170,25 (tấn/ngày) Và khối lượng của từng thành phần trong đó là GPHX GPHX = GV x % khối lượng Từ các số liệu về độ ẩm của các thành phần ta tính được khối lượng rác ướt GưPHX và khối lượng rác khô GkPHX của chúng GưPHX = GPHX x % độ ẩm GkPHX GPHX - GưPHX Theo cách tính như trên đã trình bày ta thu được kết quả quả về khối lượng rác ướt và khối lượng khô của từng thành phần như sau. Bảng IV.8. Khối lượng ướt và khô của các thành phần Thành phần Gvào = 300t/ngày %khối lượng Khối lượng GPHX (tấn) Độ ẩm % Khối lượng ướt (GưPHX )tấn Khối lượng khô (GkPHX ) tấn Phần hữu cơ phân huỷ sinh học nhanh (PHN) Rác hữu cơ 51,06 153,18 70 107,226 45,954 Giấy 1,61 4,83 10,2 0,4927 4,3373 Tổng 52,67 158,01 107,7187 50,2913 Phần hữu cơ phân huỷ chậm (PHC) Gỗ vụn 1,93 5,79 20 1,158 4,632 Giẻ rách 2,15 6,45 10 0,645 5,808 Tổng 4,08 12,24 1,803 10,437 Bảng 3: Thành phần hoá học của chất thải đô thị (10) Bảng IV.5.3.3. Thành phấn hoá học của thất thải đô thị (10) Thành phần % Khối lượng C H O N S Tro Rác hữu cơ 48,0 6,4 37,6 2,6 0,4 5,0 Giấy 43,4 5,8 44,3 0,3 0,2 6,0 Gỗ vụn 49,5 6,0 42,7 0,2 0,1 1,5 Giẻ rách 48,0 6,4 40,0 2,2 0,2 3,2 Từ hai bảng số liệu trên ta tính được khối lượng các thành phần trong rác thải theo thành phần hoá học của rác đô thị Gxngtố = GkPHX x % nguyên tố (khối lượng khô) Kết quả tính được thể hiện trong bảng xác định khối lượng các thành phần trong rác. Bảng IV-5.3.4. Khối lượng các thành phần trong rác thải Thành phần Khối lượng khô (tấn) Khối lượng tấn C H O N S Tro Phần hữu cơ phân huỷ sinh học nhanh (PHN) Rác hữu cơ 45,954 22,058 2,941 17,279 1,195 0,184 2,298 Giấy 4,3373 1,882 0,252 1,191 0,013 0,0083 0,260 Tổng 50,2913 23,94 3,193 19,2 1,208 0,1923 2,558 Phần hữu cơ phân huỷ chậm (PHC) Gỗ vụn 4,632 2,293 0,278 1,978 0,0090 0,005 0,069 Giẻ rách 5,805 2,786 0,372 2,322 0,128 0,012 0,186 Tổng 10,437 5,079 0,65 4,3 0,137 0,017 0,255 Thành phần số mol phân huỷ nhanh (PHN) và phân huỷ chậm (PHC) được thể hiện ở bảng sau. Bảng IV.5.3.5. Thành phần số mol của các nguyên tố Khối lượng nguyên tử kg/kmol C H O N S 12,01 1,01 16,0 14,01 32,07 Tổng số mol PHN 1,993 3,161 1,2 0,086 0,006 PHC 0,423 0,644 0,269 0,01 5.10-4 Trong quá trình phân huỷ H2S tạo thành quá ít nên trong quá trình tính ta có thể bỏ qua. Với phần mol của N=1 ta có tỷ lệ số mol của các thành phần nguyên tố cấu thành chất hữu cơ phân huỷ sinh học nhanh (PHN) hay phân huỷ chậm (PHC) được thể hiện trong bảng dưới đây Bảng IV.5.3.6: Tỷ lệ mol của các thành phần trong công thức (N =1) Thành phần Tỷ lệ mol (N=1) PHN PHC C 23,2 42,3 H 36,8 64,4 O 13,9 26,9 N 1,0 1,0 Vậy ta có Công thức hoá học đối với chất hữu cơ phân huỷ sinh học nhanh là : C23H37O14N Công thức hoá học đối với chất hữu cơ phân huỷ sinh học chậm: C42H64O27N Đối với chất hữu cơ đưa vào nghiền và phối trộn với nước là 170,25 tấn/ngày trong đó có Gkhô = 60,2283 tấn/ngày Gướt = 109,5217 tấn/ngày Lượng chất hữu cơ sau khi tuyển chọn kỹ sẽ đưa vào nghiền và phối trộn với nước Khối lượng riêng của nước là r = 0,997 tấn -> Gnước Ê 130,6 á135,6 m3/ngày Chọn Grác = 130m3/ngày ằ 130tấn/ngày *Theo tính toán lượng chất hữu cơ vào là 60,7283 T/ngày (khô) Trong đó có 50,2913 chất hữu cơ dễ phân huỷ 10,437 chất hữu cơ khó phân huỷ Vì điều kiện ủ yếm khí diễn ra 3 giai đoạn với thời gian quá trình ủ là 15 ngày, vì vậy những chất hữu cơ khó phân huỷ trong điều kiện như vậy thì hầu như chưa phân huỷ hoặc phân huỷ rất chậm nên ta có thể bỏ qua lượng khí sinh ra trong quá trình này. Vì vậy chỉ xét chất thải hữu cơ dễ phân huỷ Tổng lượng chất thải hữu cơ bị phân huỷ GCTHC bị phân huỷ = h1.GCTHCdph h1 = 70% (10) đ GCTHC bị phân huỷ = 0,7.50,2913 = 35,2 tấn/ngày Phương trình phân huỷ như sau: Với chất dễ phân huỷ a = 23, b = 37, c = 14, d = 1 C23H37O14N + 7,5H2O đ 12,25 CH4 + 10,7 CO2 + NH3 551 135 196 473 17 35,2 Khối lượng riêng của CH4 = 0,718 (kg/m3) CO2 = 1,979 (kg/m3) NH3 = 1,295 (kg/m3) chất hữu cơ khô phân huỷ hay VCH4 = 58 m3/tấn rác thải đầu vào (rác thải sinh hoạt) = 434 m3/ tấn chất hữu cơ khô phân huỷ = 51m3/tấn rác thải đầu vào (rác thải sinh hoạt) %CO2 = 46,8% Mặt khác theo lý thuyết: Lượng khí gas tạo thành từ 0,625 á1m3/kg chất thải hữu cơ phân huỷ (Trong đó CH4 chiếm 50% CO2 chiếm 50%) [10] -> CH4 = 0,5 (625 á1000)m3/tấn chất hữu cơ phân huỷ = 313 á500m3/tấn chất hữu cơ khô phân huỷ Như vậy theo tính toán trên thì VCH4 = 495m3/tấn CHCPH VCO2 = 434m3/ tấn CHCPH là phù hợp * Tính toán bể ủ yếm khí. Lượng nước đưa vào để trộn tạo hỗn hợp lỏng đưa sáng bẻ ủ là 130 m3/ngày 130 t ấn/ ngày. -Lượng chất hữu cơ được nghiền và đưa vào phối trộn với nước là 170,25 tấn/ngày. Vậy tổng khối lượng đưa vào bể ủ là: 170,25 + 130 = 300,25 tấn/ngày. Khối lượng riêng của hỗn hợp sau khi phối trộn là: S = 0,75 tấn/m3. m3/ngày. Quá trình ủ yếm khí diễn ra trong 15 ngày. Như vậy phải xây dựng bể ủ có khả năng chứa được lượng hỗn hợp lỏng trong 15 ngày. V15 ngày = 6005 m3. ở đây xây dựng bể ủ với dung tích chứa 1,0 ngày 1 bể => V1 bẻ = 400,3 m3/ngày. Nhưng thực tế lượng thể tích trên chỉ chiếm 80 á 85 thể tích bể, phần còn lại là không gian tạo điều kiện cho quá trình sinh khí và một phần chất trơ sót lại trong quá trình phân loaị đi vào bể ủ. m3/1 bể. ở đây ta xây dựng bể hình trụ chọn d = 14 cm. Chọn S = 154 (m2) Chiều cao một bể: Như vậy ta cần 15 bể ủ với diện tích mỗi bể H = 3,06 m. Nhưng trong quá trình ủ thì sẽ có sự cố về bể ủ và có thời gian nạo vét bùn đọng ở đáy bể vậy phải xây dựng đủ 1 á 2 bề chọn 1 bể. Vậy số bể là 16 bể. Stổng = 16. 154,0= 2464 m2. Nhưng trong xây dựng các bể phải cách nhau và có các hệ thống phụ trợ như bơm hút. Vì vậy tổng diện tích nhà xưởng khi ủ là (1,3 á 1,5)S: chọn 1,5S. Snhả ủ = 2464 x 1,5 = 3696 (m2) Như vậy theo bố trí mặt bằng của nhà máy là 3770 (m2) là phù hợp. 2.Thu khí gas và phát điện. Khí Biogas được sinh ra từ các thùng phân huỷ yếm khí sẽ được các nắp chụp kín ở phía trên bể ủ và hệ thống ống dẫn dẫn khí liên tục vào bể chứa khí gas với dung tích khoảng 400 á 500 (m2) đủ để xây dựng một trạm sản xuất điện năng với công suất khoảng 1050 (KW/h). ở đây không cần thiết bởi vì có thể hạn chế lượng biogas lớn hơn nếu không cần thiết bởi vì có thể hạn chế lượng bigas sinh ra bằng việc nạp nguyên liệu rác hữu cơ vào các thùng xử lý. Bên cạnh đó, thiết bị xử lý khí gas thừa được sử dụng để giải quyết tình trạng vượt quá lượng biogas mà thiết bị phát điện không thể tiêu thụ hết. Các trường hợp này có thể xảy ra khi máy phát điện bị trục trặc hoặc khi không thể kiểm soát được lượng biogas sản xuất ra. Khí biogas từ thùng chứa được dẫn qua bộ phận lọc, khử lưu huỳnh và làm giảm lượng Co2 trong khí. Sau đó khí được dẫn qua bộ phận làm khô khí CH4 và đi vào bể chứa khí để chạy động cơ turbin khí sản sinh điện năng, còn nhiệt thời sinh ra trong quá trình xử lý có thể được sử dụng làm nóng chất lỏng trong thùng phản ứng cho đủ mức cần thiết. Như vậy hỗn hợp khí biogas được dẫn qua thiết bị hấp thụ, khi đó các khí H2S, CO2 sẽ bị hấp thụ trên bề mặt hoặc trong các lỗ mao quản của các chất hấp thụ là pha rắn xốp, quá trình hấp thụ này sẽ nâng cao khả năng phát nhiệt của khí gas và giảm thải. Sau một thời gian hấp thụ ta có thể hoàn nguyên vật liệu hấp thụ, vì vậy cần phải xây dựng hai thiết bị làm việc so le. Vật liệu hấp thụ ở đây có thể là than hoạt tính, tro, xỉ hoặc silicagen. Khi lựa chọn vật liệu hấp thụ cần lưu ý các yếu tố sau: - Hấp thụ chọn lọc - Bề mặt riêng lớn. - Dễ hoàn nguyên - Đảm bảo độ bền cơ và nhiệt. - Không có hoạt tính xúc tác với các phản ứng oxy hoá hay trùng ngưng. - Dễ kiểm tra và rẻ tiền. Trên cơ sở phân tích trên và do đặc tính của khí biogas nên ở đây em lựa chọn chất hấp thụ là than hoạt tính. Vì chất này dễ kiếm, dễ chế tạo ở Việt Nam nhất là chế tạo từ các cùi dừa. Sơ đồ IV-13: Thu khí và phát điện. Thùng phân huỷ yếm khí Bể chứa khí gas. V=400 á500 m3 Làm khô khí CH4 Bể chứa khí Turbin khí Điện năng Máy phát điện Bể lọc, khử lưu huỳnh, giảm CO2 Nồi hơi nhiệt thừa Nhiệt thừa Nước về thùng phản ứng Nước * Thiết bị lọc, khử lưu huỳnh và làm giảm lượng CO2. Vật liệu lọc dùng than hoạt tính làm chất hấp thụ Khí đưa sang thiết bị làm khô Khí biogas * Tính toán điện năng sinh ra trong quá trình phân huỷ yếm khí thu khí gas để phát điện. Nếu năng lượng được sử dụng hoàn toàn trong quá trình chạy động cơ Turbin khí để sản xuất điện năng (hiệu suất sử dụng năng lượng 100%) thì khi đó để sản xuất ra 1KW tiêu tốn hết 3413 Btu[10]. Btu: là đơn vị năng lượng của Vương quốc Anh. Trong đó: 1 Btu = 1055 (J) lt3 = 0,0283 (m3). Đối với hệ thống sản xuất điện năng chạy bằng Turbin khí sử dụng khí sinh học thì hiệu suất sử dụng năng lượng để sản xuất điện năng là 30 á 40% [10] ở đây quá trình tính toán sử dụng hiệu suất là 35%. Như vậy để sản xuất ra 1KW điện năng cần sử dụng năng lượng là: Mặt khác năng lượng chứa trong khí gas là: B = 400 Btu/ft3. [10] Hay là b = Như vậy lượng khí gas cần thiết để sản xuất 1KW điện năng là: Theo tính toán quá trình phân huỷ yếm khí, 1 tấn rác thải sinh hoạt đưa vào phân huỷ yếm khí sẽ sản sinh ra lượng khí CH4 là: VCH4 = 58 (m3/tấn rác thải sinh hoạt). ở đây khi tính toán điện năng sinh ra trong quá trình chảy khí biogas, ngoài khí CH4 còn có khí CO2, H2S, nhưng các khí này đã được xử lý và giảm thiểu đáng kể, ngoài ra nhiệt năng sinh ra từ các khí này rất thấp nên trong quá trình tính toán ở đây, em chỉ tập trung tính nhiệt năng sinh ra trong quá trình đốt cháy khí CH4. Đây cũng là lượng khí chiếm tỉ lệ cao trong hỗn hợp khí sinh ra trong quá trình phân huỷ. Vậy điện năng sinh ra trong quá trình đốt turbin khí sử dụng khí sinh học tạo ra trong quá trình phân huỷ yếm khí trên một tấn rác thải đưa vào phân huỷ là: 84KW ở đây là lượng điện năng tạo ra do quá trình đốt turbin khí sử dụng khí gas sinh ra khi phân huỷ yếm khí 1 tấn rác thải sinh hoạt. Mặt khác, trong một ngày với công suất xử lý rác của nhà máy là 300 tấn rác/ngày. Khi đó lượng điện năng sinh ra: 84.300 = 25200 (KW/ngày) Vậy công suất của trạm sản xuất điện là: * Lượng điện được sản xuất ra trong quá trình hoạt động được sử dụng một phần vào các hoạt động của nhà máy. Theo dự tính thì nhà máy sẽ sử dụng khoảng 20% tổng lượng điện năng được sử dụng ra. Lượng điện tiêu thụ một ngày của nhà máy là: 25200 x 0,2 = 5040 (KW/ ngày). - Lượng điện năng còn lại là 80% được hoà vào lưới điện công cộng để bán cho sở điện lực thông qua một trạm biến áp. Luợng điện năng được bán cho sở điện lực với giá là 783 đồng/KW. Theo công văn số 179/BVG CP- TLSX ngày 20/3/2001 về việc giá bán điện của nhà máy xử lý rác thải Thanh Trì. Với việc bán điện này sẽ thu được một khoản thu nhập cho nhà máy. Do đó sẽ mang lại hiệu quả kinh tế cao. IV.5.4. Tính lượng phân tạo ra. 1.Tính toán phối liệu để ủ hiếm khí chế biến phân. Hỗn hợp chất lỏng sau khi phân huỷ yếm khí tạo khí gas để sản xuất điện, phần còn lại qua bộ phận tách nước li tâm tạo độ ẩm thuận lợi cho quá trình ủ hiếm khí: [10]. [10]. Giả thiết rằng sau đây là điều kiện phụ: Phần trăm ẩm của bùn phối trộn 75%. [10] Phần trăm ẩm của bả thải 50% [10] Phần trăm nitơ trong bàn poối trộn 5,6% [10] Phần trăm nitơ trong bã ủ 0,7% [10] * Tính phần trăm thành phần của bả ủ và bùn. - Cho 1 kg bả ủ: Gnước = 1 (0,5)= 0,5 kg. Gkhô = 1-0,5 = 0,5 kg. N1 = 0,5. 0,007 = 0,0035 kg. C1 = 50. 0,0035 = 0175 kg. - Cho 1kg bàn phối trộn: Gnước = 1.0,75 = 0,75 kg. Gkhô = 1-0,75 = 0,25 kg. N2 = 0,25. 0,056 = 0,014 kg. C2 = 6,3 .0,014 = 0,082 kg. * Tính lượng bùn phối trộn để thêm vào 1 kg bã ủ để đạt được tỷ lệ (10) => x = 0,33 kg bùn phối trộn/ 1kg bả ủ. * Kiểm tra tỉ lệ và độ ẩm của hỗn hợp sau khi phối trộ. - Cho 0,33kg bùn phối trộn. Gnước = 0,33. 0,75 = 0,25 kg. Gkhô = 0,33. 0,25 = 0,08 kg. N3 = 0,33 (.0,014) = 0,005 kg. C3 = 0,33 (0,0882) = 0,03 kg. - Cho 0,33kg bùn phối trộn và 1 kg bã ủ: Gnước = 0,25+0,5 = 0,75 kg. Gkhô = 0,08+ 0,5 = 0,58 kg. N = 0,005+ 0,0035 = 0,0085kg. C = 0,33 + 0,175 = 0,205 kg. 2.Tính tổng khối lượng hỗn hợp đưa vào ủ hiếm khí. Tổng khối lượng đưa vào bể ủ yếm khí là: G1 = GN/C + Gnước = 170,25+ 130 = 300,25 tấn/ ngày. Trong quá trình ủ yếm khí: C23H37O14N + 7,5H2O đ 12,25CH4 + 10,75CO2 + NH3. 551 135 196 473 17. Lượng chất hữu cư đã phân huỷ là: Ghcph = 35,2 tấn/ngày. Lượng nước tiêu tốn trong quá trình ủ yếm khí là Như vậy bã lỏng còn lại sau khi ủ yếm khí là: G2 = G1- 35,1-8,6 = 300,25- 35,2- 8,6 = 256,45 tấn/ngày. Lượng bã lỏng này đưa qua giai đoạn tách nước để tạo bã ủ có độ ẩm 50% để sang giai đoạn ủ hiếm khí tạo phân compost. Như phần trên đã tính trong 170,25 tấn chất hữu cơ vào có 60,7283 tấn hữu cơ khô. Trong đó có 35,2 tấn đã tham gia vào quá trình ủ yếm khí. => Gkhô còn lại = 60,7283- 35,2 = 25,5283 tấn khô. Lượng nước có trong CO2 là: Gnước còn lại = 256,45 = 25,5283 = 230,9217 tấn. Như vậy để tạo bã ủ có 50% ẩm thì khối lượng bã là: Gủ = 25,5283 + 25,5283 = 51,0566 tấn/ngày. + Lượng nước tách ra ở giai đoạn này sẽ quay lại phối trộn với nguyên liệu đầu vào. + Theo như phần tính lượng phối trộn thêm vào để ta thu được hỗn hợp ủ có tỉ lệ cứ 1kg bã ủ cần 0,33kg bùn phối trộn. Vậy 51,0566 tấn cần Y tấn bùn phối trộn. Y = 51,0566. 0,33 = 16,85 tấn/ ngày. Ghỗn hợp ủ = 51,0566 + 16,85 = 67,9 tấn/ ngày. * Khối lượng riêng của hỗn hợp ủ là: r= 35 lb/ ft3. [10] 1lb = 0,4536 kr 1ft3 = 0,0283 m3. Thể tích của hỗn hợp ủ: 3. Tính lượng phân tạo ra hàng ngày. Khối lượng phân đưa vào ủ hàng ngày là 67,9 tấn. Trong giai đoạn ủ chín: giai đoạn này ủ 21 ngày kết hợp với thiết bị đảo trộn. Trong thời gian ủ này khoảng 10 á 15% khối lượng ủ sẽ bị phân huỷ tạo thành các khí như CO2, SO42- và hơi nước. (5) Phương trình phân huỷ: Chất hữu cơ + O2 + dinh dưỡng + vi sinh vật đ phần không phân huỷ + tế bào mới + Co2+ H2O + NH3 + SO42- + Q. Vậy lượng phân tạo thành: Giả sử trong qt phân huỷ hiếm khí có 10% khối lượng ủ biến đổi thành các khí và hơi nước. => Gphân tạo thành = 67,9 – 67,9.0,1 = 61,11 tấn/ ngày. Để tạo thành lượng phân hứu cơ có chất lượng cao thì sau giai đoạn ủ phân người ta phối trộn thêm một lượng phân lân, đạm hay NPK, tuỳ theo chất lượng của từng loại phân. Thường lượng phân dùng để phối trộn chiếm 1%. (5). Gphân = 61,11 + 0,01. 61,11 = 61,721 tấn/ ngày. Hay là 22219,6 tấn/năm. 4. Tính diện tích nhả ủ hiếm khí. Lượng phân đưa vào ủ là 67,9 tấn/ ngày. Theo lý thuyết và công nghệ lựa chọn thời gian ủ hiếm khí để tạo phân compost là 21 ngày. Khối lượng phân ủ trong nhà ủ là: G = 67,9 . 21 = 1425,9 tấn. r = 0,561 (tấn/m3) ở đây hình thức ủ là ủ luống cấp khí cưỡng bức và kết hợp với thiết bị đảo trộn. 4 luống ủ: mỗi luống rộng a = 10 m cao h = 2 m Thể tích chứa phân của mỗi luống. => Chiều dài của mỗi luống là: Chọn chiều dài L = 32 m. Chiều rộng a = 10 m Chiều cao h = 1,986 m. Như vậy ta có thể chọn mỗi luống ủ có diện tích như sau: Rộng a = 10 m Dài L = 32 m. Diện tích một luống ủ là S = 320 m2. Tổng diện tích nhà ủ hiếm khí. Stổng = 320.4 = 1280 m2. Nhưng trong xây dựng diện tích xây dựng nhà sẽ lớn hơn từ 1,1 á 1,4 lần diện tích bãi ủ: như diện tích hành lang luống ủ, diện tích xung quang xây dựng các hạng mục của nhà ủ: ở đây chọn Snhà = 1,25 Stổng.. = 1,25.1280 = 1600 (m2). Theo bản thiết kế mặt bằng của kiến trúc cư trưởng thành phố Hà Nội thì diện tích vừa ủ hiếm khí là 1625 (m2). Vậy tính toán như trên có thể chấp nhận được. Thiết bị đảo trộn Chụp hút Quạt thông khí Quạt thông khí Chụp hút Hỗn hợp vào ủ Phân compost Thiết bị khử mùi Hình IV-14. Nhà ủ hiếm khí tạo phân compos. IV- Thu gom và giải pháp xử lý nước rác tại nhà máy xử lý rác thải Thanh Trì - hà Nội. I. Tổng quan về nước rác. Theo TCVN 6696 – 2000 thì “nước rác” là “nước sinh ra từ các ô chôn lấp chất thải trong quá trình phân huỷ tự nhiên của chất thải rắn’. Tại hầu hết các bãi rác, lượng nước rác rò rỉ là lượng nước sinh ra trong quá trình phân huỷ các chất hữu cơ và nước ngầm qua rác từ nhiều nguồn như nước mưa, nước mặt, nước ngầm. Do ngấm qua rác nên nó sẽ hoà tan các chất ô nhiễm có sẵn trong rác hoặc tham gia các phản ứng sinh học, hoá học và khi ngấm tới nguồn nước ngầm hoặc nước bề mặt sẽ làm ô nhiễm nguồn nước này. Sự có mặt trong bãi chôn lấp rác có cả mặt tích cực lẫn mặt tiêu cực cho hoạt động của bãi rác. Nước rác cần cho một số quá trình hoá học và sinh học xảy ra trong bãi chôn lấp để phân huỷ rác. Mặt khác, nước rác có thể tạo ra xói mòn trên tầng đất nén và những vấn đề lắng đọng trong dòng nước mặt chạy qua. Nước rác có thể chảy vào các tầng nước ngầm và các dòng nước sạch và từ đó gây ô nhiễm đến nguồn nước uống và gây mùi ô uế chung quanh. Vì vậy, vấn đề cần quan tâm khi thiết, xây dựng cho hoạt động của một bãi chôn lấp là kiểm soát và xử lý nước rác. 1.Thành phần và đặc điểm nước rác. Nước rác có thành phần rất đa dạng và phức tạp, nó luôn biến động và phụ thuộc vào thành phần rác và thời gian chôn lấp, việc tổng kết và đặc trưng hoá thành phần nước rác và rất khó khăn vì một loạt các điều kiện tác động lên sự tồn tại của nước nhờ thời gian chôn lấp, loại rác, mùa, khí hậu, độ ẩm, mức độ pha loãng với nước mặt và nước ngầm, ngoài ra tỉ trọng nén và độ dày của vật liệu cũng tác động đến thành phần nước rác. Thành phần nước rác xét theo khía cạnh ô nhiễm gồm có: - Các chất hữu cơ: Thường được đánh giá qua các thông số COD, BOD. - Nitơ: Thành phần dinh dưỡng chủ yếu tồn tại dưới dạng NH3-N. - Kim loại này: như Hg, Cl chúng thường có nồng độ rất thấp và tồn tại dưới dạng Sulphide. Nếu ôxy lọt vào bãi chôn lấp các hợp chất này ôxy hoá thành sulphat tăng sự rò rỉ của kim loại. Thành phần nước rác thay đổi theo các giai đoạn khác nhau của quá trình phân huỷ sinh học. Sau giai đoạn hiếm khí (một vài tuần) là hai giai đoạn của quá trình phân huỷ yếm khí gồm: giai đoạn tạo axit và giai đoạn tạo CH4. Đặc trưng của nước rác trong giai đoạn axít là: nồng độ các axit béo dễ bay hơi cao, pH thấp, COD, BOD cao, nồng độ NH4 và nitơ cao còn giai đoạn Metan hoá nồng độ axít béo dễ bay hơi rất thấp, pH ằ 6,5 á 7,0, BOD, COD thấp. Một trong những chỉ số quan trọng nhất đối với nước rác là tỷ lệ BOD/COD nó đặc trưng cho khả năng phân huỷ các chất hữu cơ nên sẽ quyết định khả năng xử lý nước thải theo phương pháp sinh học. 2. Cơ chế hình thành nước thải. Nước rác được hình thành từ nhiều nguồn khác nhau. - Nước thấm vào bãi rác từ bề mặt vách ô: chủ yếu là nước mưa, khi nước mưa rơi xuống bề mặt bãi chôn lấp, một phần bốc hơi trở lại khí quyển, một phần chảy tràn nhiều lên bề mặt lớp phủ ra xung quanh, còn một phần ngấm vào nước rác. - Mực nước ngầm có thể dâng lên vào các ô chôn lấp. - Nước có trong vật liệu phủ. - Nước có sắn trong rác đem chôn lấp trong quá trình chôn lập hạn chế được ít nhất nước ngầm chảy vào ô rác có nghĩa là càng ít nước rác phải thu gom và xử lý. 3. Nguyên tắc xác định lượng nước rác tạo thành. Nước rác sinh ra được xác định theo cân bằng nước đối với 1m2 bề mặt. G5 G6 G2* G8 G7 G2 G3 G4 G1 Với: G1: lượng nước rác đi vào từ phía trên G2: lượng nước rác đi vào cùng một vật liệu phủ. G2*: Lượng nước rác được lớp vật liệu phủ giữ lại. G3 Lượng nước đi vào cùng rác do có sẵn trong rác mang chôn lấp. G4 : Lượng nước bổ sung vào do khâu khử trùng. G5: Lượng nước tiêu tốn để tham gia các phản ứng sinh học tạo khí bãi rác. G6: Lượng nước rác bốc hơi đi ra cùng khí bãi rác. G7: Lượng nước rác tạo thành đi xuống đáy. G8: Lượng nước rác tích luỹ trong chất thải chôn lấp. Từ đó ta có phương trình. ồGvào = ồGra + ồGtích luỹ . hay G1 + G2 + G3 + G4 = G2* + G5 + G6 + G7  + G8 từ đó suy ra: G7 = (G1 + G2 + G3 + G4) – (G2* + G5 + G6 + G8) Sau đó xác định lượng nước hình thành đối với 1m2 bề mặt của mỗi lớp theo từng thời điểm. Từ đó xác định lượng nước thải sinh ra đối với toàn bãi chôn lấp và sự hình thành theo thời gian, tìm được thời điểm lượng nước rác phát sinh cực đại. Trên đây là cơ sở tính lượng nước rác tạo thành đối với bãi chôn lấp chất thải sinh hoạt bao gồm cả chất thải trơ và rác thải tươi. II. Đối với nhà máy xử lý rác thải huyện Thanh Trì. Do nhà máy xử lý rác thải huyện Thanh Trì: thì chất thải hữu cơ được tận dụng hầu như hoàn toàn để đưa vào phân huỷ yếm khí tạo khi biogas để phát hiện và bã sau khi phân huỷ yếm khí được thu hồi để sản xuất phân bón vi sinh. Chất thải đem chôn lấp ở đây chủ yếu là chất thải trơ bao gồm đất, đá, cát, sỏi, gạch.. do đó quá trình chôn lấp hầu như không tạo ra nước rác. Nước tạo thành trong quá trình chôn lấp chủ yếu là nước mưa ngấm xuống, mặt khác chất chôn lấp là chất rắn trơ nên nồng độ chất ô nhiễm trong nước là rất thấp. Vì vậy tại nhà máy chủ yếu xử lý nước mưa ngấm xuống và hình thành nước rác. III. Thu gom và xử lý nước rác. Nước mưa sau khi ngấm qua lớp chất thải chôn lấp được thu gom nhờ hệ thống ống thu gom đặt trong bãi chôn áp (các ống này thể hiện ở phần kết cấu bãi chôn lấp hợp vệ sinh). 1. Cơ sở lựa chọn công nghệ xử lý nước thải ở nhà máy xử lý rác thải Thanh Trì. Một trong những vấn đề môi trường khó khăn nhất hiện nay mà các bãi rác Việt Nam hay gặp phải đó là chưa có hệ thống xử lý nước rác hoặc có nhưng chưa thích hợp. Công việc nghiên cứu tìm ra phương pháp xử lý thích hợp cho xử lý nước ríc rác vẫn đang được các nhà môi trường Việt Nam tiến hành nghiên cứu nhưng gần như mới chỉ đạt được kết quả tương đối thích hợp cho một số mô hình. Việc xây dựng hệ thống xử lý nước rò rỉ tại bãi chôn lấp chất thải trơ ở nhà máy xử lý rác thải huyện Thanh Trì sẽ giảm thiểu mức độ gây ô nhiễm, phục vụ cho hoạt động ổn định nhà máy và cũng như bãi chôn lấp đạt tiêu chuẩn hợp vệ sinh. Do đặc điểm cụ thể của nhà máy xử lý rác thải huyện Thanh Trì, chất thải chôn lấp là “vật liệu trơ” nên khi nước rác hình thành có hàm lượng chất ô nhiễm rất thấp, đặc biệt là hàm lượng chất hữu cơ, BOD ở bãi chôn lấp này thấp hơn rất nhiều so với bãi chôn lấp chất thải sinh hoạt, do nước mưa ngấm xuống đi qua lớp chất trơ chôn lấp do đó sẽ hoà tan một sóo khoáng và kim loại, làm cho nước rác có hàm lượng chất lơ lửng cao, vì vậy nhà máy xử lý nước rác chủ yếu xử lý loại này. 2.Hệ thống xử lý nước rác tại nhà máy. Hình IV- 15. Sơ đồ công nghệ củ phương án xử lý nước thải. Nước mưa Thu nước theo rảnh thu Nước mưa Nước rác Trung hoà, keo tụ tuyển nổi Bể lắng Hồ sinh học Bể lắng đợt 1 Bể lắng đợt II Hồ bùn Phun tưới Đưa về khu chôn lấp Đưa vào nguồn xả * Nguyên tắc lựa chọn công nghệ xử lý. Trong điều kiện thực tế của nhà máy xử lý rác thải sinh hoạt Thanh Trì, việc lựa chọn hệ thống xử lý nước rác phải theo các nguyên tắc sau. - hệ thống xử lý nước phải đảm bảo chất lượng nước rác sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn xả vào nguồn loại B. TCVN- 5942 – 1995 hoặc sử dụng cho trồng trọt. Theo TCVN- 5942 – 1995 các chỉ tiêu chính cần đạt được đối với nguồn xả loại 13: pH = 5,5 á 9. BOD5= Ê 25mg/ L. COD < 35mg/L. Oxy hoà tan ³ 2mg/L. - Công nghệ xử lý phải đảm bảo an tonhiều cao trong trường hợp có sự thay đổi lớn về lưu lượng và nồng độ nước rác giữa mùa khô và mùa mưa. - Công nghệ xử lý phải đơn giản, dễ vận hành, có tính ổn định cao vốn đầu tư và chi phí vận hành phải thấp nhất. - Công nghệ xử lý phải phù hợp với điều kiện nước thải tại nhà máy và phù hợp với điều kiện Việt Nam. * Lựa chọn công nghệ: Ta biết rằng chất thải đau chôn lấp chủ yếu là các chất trơ, hàm lượng chất hữu cơ rất ít, do nước rác hình thành có thành phần các chất không hoà tan dạng lơ lửng, các loại muối vô cơ hoà tan tương đối cao. Do đó một lượng lớn nước mưa hình thành trên diện tích bãi chôn lấp với thành phần và lưu lượng thay đổi rất lớn giữa mùa khô và mùa mưa, kết hợp với nhiệt độ xung quanh thay đổi rất lớn giữa mùa hè và mùa đông, giữa ban ngày và ban đêm. Vì vậy lượng nước tạo ra nếu không xử lý sẽ gây ô nhiễm môi trường trong và ngoài nhà máy. Với đặc điểm trên và tham khảo tài liệu và được sự giúp đỡ của các thầy cô chuyên môn. Em lựa chọn sơ đồ công nghệ xử lý nước rác hình thành theo sơ đồ sau: Nước mưa qua bãi rác Thu gom Keo tụ Tuyển nổi Bể lắng Hồ sinh học Hình IV-16. Sơ đồ hệ thống xử lý nước rác 8 7 6 4 5 2 Hoá chất Hoá chất 9 10 Xả ra sông Hoà Bình Dàn thải 1. Song chắn rác 7. Bình khuyếch tán khí 2. Bể tiếp nhận nước rác và chuẩn pH 8. Bể tuyển nổi 3-5: Máy bơm 9. Bể lắng 4. Thiết bị keo tụ 10. Hồ sinh học 6.Máy nén khí * Quy trình vận hành hệ thống xử lý nước rác. Nước rác sinh ra trong bãi chôn lấp đi theo hệ thống thu gom tập trung về giếng thu nước đặt trong khu xử lý, trước khi về giếng chứa nước rác thì nước rác được qua bộ phận song chắn để thu gom rác rưởi. - Giếng thu nước: đảm nhận nhiệm vụ thu gom rác ở các nơi chảy về, trong giếng có bố trí bộ phận cấp hoá chất để trung hoà nước rác nhờ đó nước rác thu về có lưu lượng, tính chất ổn định và có ít tạp chất. - Bể keo tụ: Vì chất chôn lấp chủ yếu là các chất trơ, nên khi nước rác được hình thành có nhiều tạp chất vô cơ và các chất hữu lơ lửng. Do đó nước rác được bơm lê bể keo tụ, tại đây được cấp hoá chất để kẹo tụ các hạt có kích thước nhỏ, các chất ở dạng lơ lửng để thuận tiện cho quá trình xử lý tiếp theo. Chất keo tụ sử dụng là Al2(SO4)3.18H2O, Fe(SO4)3.6H2O. - Bình khuyếch tán khí: Thời gian lưu nước trong bình khuyếch tán khí từ 3 á 5 phút và thời gian lưu nước trong bể tuyển nổi là 20 á 30 phút [5]- Nước rác được bơm từ bể chứa vào bình khuyếch tán đồng thời máy nén khí có áp lực làm việc từ 2,5 á 3,5 atm đẩy khí vào bình. Dưới áp lực cao và thời gian lưu nước trong thiết bị thích hợp. Vì vây, một lượng lớn không khí sẽ hoà tan vào trong nước. Nước thải được xử lý nhờ tiếp xúc trực tiếp với oxy trong không khí. Nước sau khi qua bình khuyếch tán khí sẽ tiếp tục đi qua van điều áp. Nhờ van điều áp mà có thể điều chỉnh từ áp lực trong bình khuyếch tán khí đến áp suất môi trường trong bể tuyển nổi. + Bể tuyển nổi: Khi hỗn hợp nước không khí này được giải phóng đến áp lực khí quyển trong bể tuyển nổi, các bọt khí nhỏ li ti sẽ tạo thành, đẩy các chất lơ lửng nổi lên mặt nước và chúng được vớt ra ngoài qua các máng thu chất nổi. Hiệu quả tách các chất lơ lửng đạt rất cao (90 á 95%) [15] tạo điều kiện tối ưu cho quá trình xử lý tiếp theo. - Bể lắng : nước thải sau khi qua bể tuyển nổi, các chất lơ lửng chứa trong nước thải được tách ra, mặc dù vậy các chất cặn bẩn vẫn đang còn một lượng do đó, nước sau khi qua bể keo tụ sẽ tiếp tục được dẫn qua bể lắng để tiếp tục loại bỏ các chất lơ lửng trong nước thải. Nước rác sau khi qua hệ thống xử lý trên sẽ đảm bảo các chỉ số sau BOD Ê 120 á150 mg/l; COD Ê 150 á 200 mg/l [5] sau đó nước này sẽ được dẫn vào hồ sinh học để tiếp tục xử lý. - Hồ sinh học: Hồ sinh học có thể được sử dụng như một công trình độc lập để xử lý nước thải hoặc xử lý nước rác sau đó quá trình xử lý hoá, sinh hoá khác. Trong công trình đã lựa chọn hồ hiếm khí tuỳ tiện này sẽ diễn ra hai quá trình song song. Biện pháp làm sạch ở hồ hiếm khí tuỳ tiện có hiệu suất BOD: 70 á 95% [5]. Nước sau khi qua hồ sinh học đạt tiêu chuẩn dòng thải loại B sau đó nước được dẫn qua cống thoát và xả ra sông Hoà Bình. Hoặc sử dụng cho một số lĩnh vực sau: *) Sử dụng cho quá trình lấp chất thải trơ. *) Phun sữa cho công tác vệ sinh xe ra. *) Phun tưới cho cây cối. Hồ sinh học thực hiện xử lý theo chế độ hiếm khí tuỳ tiện, từ mặt nước đến độ sâu khoảng 1,5 á 1,7 (m) thực hiện xử lý hiếm khí, phần dưới sẽ thực hiện quá trình phân huỷ hiếm khí. IV-5-6) Các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm không khí trong nhà máy. *) Hệ thống thông gió khu vực tập kết phế thải. Do rác thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ và thức ăn thừa, khi tập kết thu gom, các chất này phân huỷ sẽ tạo ra mùi hôi thối rất khó chịu, lượng rác này thu gom và tập trung trong nhà chứa rác, mùi hôi thối phát ra nếu không có kế hoạch thu gom xử lý sẽ gây ô nhiễm môi trường không khí trong và ngoài nhà máy. Vì vậy, trong nhà chứa rác thải sinh hoạt tập kết có lắp đặt hệ thống hút khí độc hại sau đó đưa chúng về thiết bị xử lý bụi và khí độc hại. Khí thải đưa đi xử lý 3 2 1 Nhà chứa rác sinh hoạt Chụp hút Quạt gió Mô hình như sau: *) Hệ thống thông gió khu vực phân loại rác thải sinh hoạt. Do tính chất rác thải có thành phần luôn thay đổi nên việc phân loại là khâu cần thiết và quan trọng nhằm nâng cao hiệu quả xử lý và thu hồi các sản phẩm còn giá trị. Khu phân loại cũng là nơi có môi trường làm việc bất lợi nhất vì nơi đây công nhân phải trực tiếp tiếp xúc với phế thải. Tại đây, các chất khí phát tán ở tầng thấp nên gây ảnh hưởng trực tiếp tới công nhân tại khu vực làm việc. Do vậy bên cạnh trang bị bảo hộ lao động cho công nhân, cần phải có các biện pháp làm sạch môi trường làm việc cho công nhân tại khu vực phân loại bằng cách lắp đặt hệ thống thổi không khí và hút khí độc hạik cục bộ. Do vậy theo giải pháp này, trên các băng thải cần có hệ thống hút khí thải đưa đến thiết bị xử lý. Mô hình hệ thống được trình bày trên hình sau. 1.Quạt cấp không khí sạch 2.Chụp thổi không khí sạch 3.Công nhân phân loại 4. Băng tải phân loại rác 5.Phần hút khí thải độc hại 6.Quạt thải Khí đi xử lý 6 2 1 5 4 3 Hình IV – 17. Sơ đồ hệ thống thông gió khu vực băng tải. - Sau đây là các mô hình thu khí của nhà phân loại rác. *) Xử lý mùi và khí thải: Mùi hôi thối sinh ra trong quá trình phân huỷ rác trong khu vực chứa xác, khí thải từ bộ phận thu gom khí của khu chứa rác cũng như khí thải của toàn bộ các thiết bị phân loại băng tải đều được bơm hút thu về khu vực xử lý khí thải. ở đây dây chuyền thiết bị công nghệ thiết bị có lắp đặt các thiết bị đo nồng độ các khí thải như: H2S, NOx, Sox, tổng các chất bay hơi hữu cơ. Các loại khí trên sẽ được dẫn vào các cụm thiết bị xử lý. Do tính chất của khí thải độc hại chủ yếu là mùi hôi thối như H2S.., các khí này phân huỷ từ chất hữu cơ dễ phân huỷ và các loại thực phẩm thừa, vì vậy các loại khí này cần được xử lý trước khi thải vào môi trường. Khí thải sau khi được thu gom và tập trung lại sau đó dẫn qua thiết bị cyclon ướt để khử bụi rồi sau đó cho qua thiết bị hấp thụ. Đây là phương pháp dựa trên cơ sở hấp thụ khí và hơi độc hại với sự tham gia của chất hấp phụ rắn như than hoạt tính, than xơ dừa, silicagen, Zeolit ở đây lợi dụng tính chất vật lý của một số vật liệu rắn nhiều lỗ rỗng với các cấu trúc siểu hiển vi, cấu trúc đó có tác dụng chất lọc hơi, khí độc hại trong hồn hợp khí thải và giữ chúng trên bề mặt của mình. ở đây chất hấp thụ khí bằng phương pháp này có thể đạt tới 98% và chất ô nhiễm giảm đi tới 90%. Trường hợp nồng độ khí thải không vượt quá tiêu chuẩn cho phép thì khí thải chỉ cần qua cyclon ướt để khử lại rồi đưa thẳng vào ống thải. Hình IV-18. Sơ đồ hệ thống xử lý khí thải: 2 1 Khí thải được Thu gom Bàn 2 1 3 Nước bổ sung 4 Khí thải nồng độ không vượt quá giới hạn cho phép 1: Cyclon ướt 2: Bơm nước bổ sung 3: thiết bị hấp thụ 4: ống thải - Đường 1: khí thải sau khi qua Cyclon ướt để khử bụi rồi được dẫn qua hệ thống thiết bị hấp thụ để khử các chất độc hại trước khi đưa ra ống thải để phóng vào khí quyển. Trường hợp này sử dụng khi nồng độ chất thải vượt quá tiêu chuẩn cho phép. - Đường 2: Khí thải sau khi qua Cyclon ướt để khử bụi rồi dẫn trực tiếp ra ống thải và phóng không. Trường hợp này sử dụng khi hệ thống hấp thụ gặp sự cố hoặc hàm lượng chất độc hại trong khí thải không vượt quá tiêu chuẩn cho phép: Chương V tính kinh tế và phân tích hiệu quả kinh tế – xã hội môi trường của dự án. V-1. Khái toán về kinh tế: Quá trình tính toán kinh tế dựa trên các hạng mục công trình xây lắp, thiết bị và các khoản chi phí khác trong quá trình xây dựng và vận hành sau này của nhà máy. Tổng vốn đầu tư xây dựng nhà máy khoảng. 10.882.000.000 đồng (ằ 12.475.000 USD) Bao gồm: 1. Tổng vốn đầu tư thiết bị và chuyển giao công nghệ: 10.500.000 USD ằ 152.250.000 đồng. Bao gồm các hạng mục thiết bị: Bảng V-1. Thiết bị khu vực tiếp nhận và phân loại TT Tên thiết bị Số lượng 1 Trạm cân 2 2 Băng tải 2 Hầm tiếp nhận và các thiết bị tiếp nhận 1 Thiết bị xé túi ni loa 1 Thùng đựng nguyên vật liệu tái chế 40 Sàng quay 2 Băng phân loại thủ công 2 Hệ thống thông gió điều hoà cho khu phân loại 1 Máy xúc 1 Xe nâng 1 Băng tải tách kim loại kiên từ tính 1 Máy ép nguyên vật liệu tái chế 2 Hệ thống điều khiển 1 Bảng V-2 thiết bị điều xử lý và lên men sinh học. TT Tên thiết bị Số lượng 1 Máy nghiền 1 2 Hệ thống bơm 1 3 Thùng phối trộn tách tạp chất 1 4 Hệ thống đảo, trộn, tách, loại vật liệu nặng 1 5 Bể phân huỷ yếm khí 16 6 Thiết bị đảo trộn 17 7 Phụ kiện để phân hủy 16 8 Bể chứa sản phẩm bùn, bả sau khi phân huỷ (lên men) 2 9 Thiết bị đảo của bể chứa 2 10 Trạm bơm trung tâm và đường ống dẫn 1 11 Thiết bị điều khiển 1 Bảng V-3. Các thiết bị sản xuất phân hữu cơ TT Tên thiết bị Số lượng 1 Hệ thống bơm và đường ống 2 2 Bể chứa bùn, bã lỏng 1 3 Thiết bị tách nước 1 4 Xe xúc với thiết bị đảo trộn đặc biệt 1 5 Thiết bị phục vụ làm phân hữu cơ (hệ thống cung cấp không khí, thiết bị đo ) 2 6 Hệ thống điều khiển kiểm soát phân hữu cơ 1 Bảng V-4. Hệ thống đóng gói và hoàn thiện sản phẩm TT Tên thiết bị Số lượng 1 Hệ thống ống dầu khí sinh học 1 2 Bể chứa khí sinh học 1 3 Hệ thống làm sạch khí sinh học và khử lưu huỳnh, khử ẩm 1 4 Máy phát điện 3 5 Trạm biến áp 1 6 Thiết bị đốt khí sinh học trong trường hợp khẩn cấp 1 Bảng V-5. Hệ thống đóng gói và hoàn thiện sản phẩm TT Tên thiết bị Số lượng 1 Hệ thống đóng bao sản phẩm 1 2 Máy làm viên phân 1 3 Máy ép các nguyên liệu tái chế 1 4 Hệ thống máy ép đóng gói một phần vật chất đem chôn lấp 1 Với vốn chi phí đầu tư thiết bị + công nghệ 10.500.000 USD. Trong đó riêng dây chuyền tiếp nhận và phâ loại chiếm khoảng 20% vốn đầu tư. 2. Chi phí xây dựng các công trình cơ bản Tổng vốn xây dựng để xây dựng các hạng mục cơ bản của nhà máy trong giai đoạn 2 khoảng 16.090.000.000 đồng. (Mười sáu tỉ không trăm chính mươi triệu đồng) Bảng khí toán kinh phí xây dựng các hạng mục công trình thể hiện ở phụ lục I. 3. Chi phí kiến thiết khác và dự phòng. Khoảng 12.542.000.000 đồng. Chi phí bù mặt bằng khu vực xây dựng nhà máy. a. Tiền đền bù thu hồi đất để sử dụng xây dựng nhà máy. Căn cứ theo điều 23 công văn số 22/1998/ NĐ-CP về đền bù thiệt hại về hoa màu và thủy sản nuôi trồng. Theo đơn giá hiện hành là 19.944,8 đ/m2. Vậy chi phí đền bù thu hồi đất. 19.994,8 x 120.000 m2 = 2.399.376.000 (đ). b. Mồ mả có trong diện tích đất thu hồi (ước tính 65 ngôi) Mả xây: 19 ngôi x 900.000 đ = 17.100.000 đồng. Mả đất: 30 ngôi x 600.000 đ = 18.000.000 đồng. Mả vô chủ: 26 ngôi x 500.000 đ = 13.000.000 đồng. Tổng cộng = 48.100.000 đồng. c. Đền bù hộ nông dân chuyển đổi nghề nghiệp, bổ trợ do đất canh tác bị thu hồi (tạm thời đền bù là 15.000đ/m2). Số tiền đền bù sẽ là: 15.000 đ/m2 x 120.000 m2 = 1.800.000.000 đồng. d. Đền bù cho các hộ gia đình có công với cách mạng, thương binh, liệt sĩ, bà mẹ Việt nam anh hùng. - Gia đình có công với cách mạng, bà mẹ Việt Nam anh hùng: 15.000.000đ. - Thương binh + Loại 1 (81%): = 9 người x 4.000.000 đ = 36.000.000 đ. + Loại 2 (61%) = 7 người x 3.000.000 đ = 21.000.000 đ. + Loại 3 (41%) = 26 người x 2.000.000 đ = 52.000.000 đ. + Loại khác = 20 người x 1.000.000 đ = 20.000.000 đ. Tổng cộng = 144.000.000 đ. e. Hỗ trợ địa phương (dự kiến) - Xây dựng 3 nhà máy nước sinh hoạt với công suất = 600m3/ ngày số tiền hỗ trợ là: 2.610.000 đồng. - Nâng cấp xây dựng trường học cấp I mới cho địa phương Số tiền là 912.000.000 đồng. Vậy tổng cộng hỗ trợ địa phương là 2.610.000.000 + 912.000.000 = 3.522.000.000 đ. f. Các chi phí phục vụ công tác tổ chức hội đồng đền bù Dự tính: 600.000.000 đồng. Vậy tổng chi phí đền bù: Đền bù thu hồi đất 2.399.376.000 đ. Mồ mả có trong diện tích đất thu hồi 48.100.000 đ. Đền bù hộ nông dân chuyển đổi nghề nghiệp 1.800.000.000 đ. Đền bù cho các hộ gia đình có công với cách mạng 144.000.000 đ. Hồ trợ địa phương 3.522.000.000 đ. Chi phí hội đồng giải phóng mặt bằng 600.000.000 đ. Tổng cộng 8.513.476.000 đ. 4. Dự kiến chi phí hàng năm Bao gồm các khoản sau: A. Định phí gồm - Chi phí quản lý nhà máy. - Chi phí khấu hao tài sản cố định - Chi phí trả lãi vay vốn đầu tư. - Chi phí sửa chữa bảo dưỡng. B. Biến phí - Lương công nhân lao động trực tiếp . - Chi phí phụ gia phân bón bao gồm phụ gia sản xuất. - Chi phí nước: gồm nước sinh hoạt và nước cấp sản xuất. - Chi phí xăng dầu: (dự tính) - Chi phí bao bì: Dự kiến đóng bao 50% sản phẩm. Dùng bao PE loại 50kg/bao với giá 2000đ/chiếc. - Quảng cáo xúc tiến bán hàng (khoảng 1% doanh thu) - Hoa hồng đại lý: Dựa trên cơ sở khoảng 50% sản phẩm phân bán qua đại lý với hoa hồng là 5%. Bảng chi phí hàng năm được thể hiện ở phụ lục II. *. Qua bảng chi phí hàng năm của nhà máy quản lý rác thải Thanh Trì, ta tính được chi phí để xử lý một tấn rác thải sinh hoạt trung bình là 128.000 đồng/ tấn rác thải. V-2. Hiệu quả kinh tế – xã hội- môi trường của dự án. 1. Hiệu quả xã hội và ý nghĩa môi trường. Để đánh giá hiệu quả của các dự án về xử lý rác thải trước tiên phải xem xét ở khía cạnh môi trường với những lợi ích to lớn mà dự án mang lại. Đối với nhà máy sử lý rác thải Huyện Thanh Trì để xản xuất khí sinh học phát điện và chế biến phân hữu cơ thì những lợi ích môi trường đạt được gồm: -Với công suất xử lý 300 tấn rác thải /ngày,chiếm khoảng ẳ lượng rác thải của Thành Phố Hà Nội , được áp dụng công nghệ hiện đại , khép kín , giảm đáng kể ô nhiễm môi trường như môi trường nước và môi trường không khí .Nhà máy sử lý rác thải Thanh Trì ra đời sẽ là một giải pháp tốt để giảm những khó khăn đối với vấn đề bãi chôn rác, góp phần quan trọng giải quyết triệt để vấn đề rác ô nhiễm, cải thiện môi trường sinh thái, giảm diện tích đất cần sử dụng và chôn lấp rác thải của thành phố. - Giải quyết gánh nặng quá tải đối với vấn đề vãi chôn rác. Thay vì phải chôn lấp 100% lượng rác thải (cả vô cơ lẫn hữu cơ) rất tốn diện tích đất sử dụng đất sử dụng và dễ gây ô nhiễm môi trường nước và không khí, khi xử lý theo phương pháp này (phương pháp kỵ khí sản xuất khí sinh học để phát điện và sản xuất phân hữu cơ) thì lượng chất phải chôn lấp chỉ chiếm 32 á 34%, chủ yếu là chất trơ không gây ô nhiễm , do đó giảm được trên 60% diện tích đất cần chôn lấp, tiết kiệm được quỹ đất cho thành phố trong điều kiện đất chật người đông hiện nay. - Góp phần làm giảm những ô nhiễm môi trường nặng nề mà nhà nước vẫn phải bận tâm đối với các bãi chôn lấp. Hiện nay nhà nước đang phải giải quyết những hậu quả, bởi vì khu vực chôn lấp rác thải sinh hoạt bao giờ cũng chứa nguồn gốc gây ô nhiễm nghiêm trọng đó là rác thải sinh hoạt bao giờ cũng chứa nguồn hữu cơ, các chất độc hại, các kim loại nặng không được phân loại do đó chúng là nguyên nhân gây ô nhiễm đất, nước ngầm và nước mặt. - Làm giảm một cách đáng kể khoảng cách vận chuyển rác thải, hạn chế đi qua trung tâm gây mất vệ sinh và cảnh quan thành phố. - Nhà máy được áp dụng công nghệ tiên tiến, hạn chế tối đa ô nhiễm môi trường, đảm bảo mỹ quan. Trong tương lai khi đô thị phát triển, nhà máy vẫn không phải dời đi vì không ảnh hưởng đến cảnh quan khu vực xung quanh, giảm được sự lãng phí sau đầu tư. - Nâng cao sức khoẻ cộng đồng: môi trường trong lành đem lại sức khoẻ cho mọi người, ít bệnh tật sẽ có đời sống hạnh phúc, đỡ tốn kém thuốc thang, nâng cao năng suất lao động, giảm chi phí cho bảo hiểm xã hội và kéo dài tuổi thọ con người. 2. Hiệu quả kinh tế Ttrước kia, khi xử lý rác thải thành phố vẫn phải cấp 100% vốn đầu tư và chi phí vận hành cho các dự án xử lý rác thải. Nay với dự án nhà máy xử lý rác thải Thanh Trì, thành phố chỉ phải cấp 30% tổng số vốn đầu tư, còn 70% do doanh nghiệp tự huy động. Như vậy doanh nghiệp sẽ có trách nhiệm đối với đồng vốn và hiệu quả đầu tư sẽ cao hơn. Để nhà máy hoạt động mang lại hiệu quả kinh tế hoàn trả vốn và đảm bảo sản xuất ổn định, khi đó nhà nước phải có một số chính sách để hỗ trợ nhà máy như: - Nhà nước cho doanh nghiệp hưởng phần chênh lệch giá vận chuyển rác thải từ Thanh Trì lên Nam Sơn để bù vào chi phí sản xuất. - Phí bán điện, phân được sử dụng cho nhà máy để bù vào các chi phí bỏ ra. - Được lưỡng chế độ ưu đãi, không phải chịu thuế về mặt hàng này. - Tạo kinh doanh cho doanh nghiệp tiêu thụ sản phẩm làm ra. *Bên cạnh ý nghĩa xử lý rác thải bảo vệ môi trường, nhà máy còn tận dụng được nguồn rác hữu cơ phong phú trong rác thải thành phố để sản xuất điện và phân bón vi sinh cung cấp cho nông nghiệp, nâng cao năng suất cây trồng, góp phần cân bằng sinh thái môi trường. Cải thiện đặc tính lý hoá của đất, góp phần trong chiến lược phát triển ngành nông – lâm nghiệp bền vững của nước ta trong những năm tới, tạo ra những sản phẩm nông nghiệp sạch có giá trị kinh tế cao phục vụ đời sống và xuất khẩu, giảm nguồn ngoại tệ nhập khẩu phân bón hoá học. Theo tính toán của các nhà khoa học, hiệu quả giá trị cây trồng sẽ tăng 5 á 10% do bón phân vi sinh. - Thiết lập nên một tuyến vận chuyển rác mới không phải đi qua trung tâm thành phố, gây mất vệ sinh và cảnh quan, làm giảm đáng kể khoảng cách vận chuyển (từ 63km đi Nam Sơn xuống còn khoảng 14 á 15km đi nàh máy xử lý rác thải Thanh Trì). Do đó giảm được đáng kể chi phí vận chuyển, lượng rác được vận chuyển nhanh, kịp thời.Vì vậy, sẽ làm giảm sự ùn tắc rác thải trong thành phố do không được vận chuyển kịp thời. Mặg khác do tuyến đường vận chuyển sẽ không cần phải xây dựng trạm trung chuyển. - Ngoài ra nhà máy còn sản xuất ra một lượng điện khá lớn phục vụ cho hoạt động của nhà máy và cung cấp điện cho nhân dân quang khu vực. Theo tính toán lượng điện tạo ra là 1050 KW/h. Tạo công ăn việc làm cho hàng trăm công nhân lao động trực tiếp và gián tiếp tại địa phương, góp phần làm phồn vinh kinh tế một vùng ngoại thành Hà Nội. Kết luận Qua quá trình tìm hiểu, nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu đề xuất giải pháp xử lý rác thải cho một huyện ngoại thành quy mô 300T/ngày (lấy nhà máy xử lý rác thải cho huyện Thanh Trì làm ví dụ)”. Cho thấy sự cần thiết và ý nghĩa của việc tìm ra giải pháp xử lý rác thải hợp lý, mang lại hiệu quả về mặt môi trường, kinh tế chính trị, xã hội nhất là đối với thủ đô Hà Nội.Với nhiệm vụ nghiên cứu đề xuất giải pháp xử lý rác thải cho một huyện ngoại thành, lấy các điều kiện của Thanh Trì. Đề tài đã thực hiện được việc, xác định lượng, thành phần và nguồn gốc phát sinh của chất thải rắn đồng thời điều tra khảo sát, tìm tòi và phân tích các số liệu về điều kiện tự nhiên tại khu vực xây dựng nhà máy. Trên cơ sở các số liệu này đề tài đã đi vào phân tích các phương pháp xử lý rác thải hiện có trên thế giới và việt nam. ứng dụng vào điều kiện ở Việt Nam đề tài đã lựa chọn một phương pháp xử lý rác thải theo phương pháp “kỵ khí sản sinh khí gas để phát điện và sản xuất phân bón vi sinh và kết hợp với chôn lấp chất trơ”. Qua tìm hiểu công nghệ xử lý rác nhận thấy: Sơ đồ dây chuyền công nghệ được bố trí khoa học, khép kín nên hạn chế tối đa sự phát thải bụi và khí độc hại ra môi trường xung quanh. Về bản chất công nghệ sản xuất khí sinh học đã được áp dụng không phức tạp, dễ vận hành, đây cũng là một công nghệ tiên tiến và đang được áp dụng ở nhiều nước trên thế giới. Với kết quả đạt được đề tài đã đưa ra được một mô hình xử lý rác thải thoe phương pháp phân huỷ yếm khí, tạo ra các sản phẩm có ích, đem lại hiệu quả kinh tế. Hy vọng rằng với phương pháp này sẽ được áp dụng ở nhiều thành phố trong cả nước. Vì đây là phương pháp rất phù hợp với tính chất và đặc điểm rác thải tại Việt Nam. Đặc biệt là quá trình xử lý khả năng gây ra ô nhiễm được hạn chế tối đa do đó sẽ góp phần vào công cuộc bảo vệ môi trường phát triển bền vững. Tài liệu tham khảo Xây dựng phương án xử lý rác thải thành phố Hà Nội nói chung – Sở giao thông công chính Hà Nội – 1998. 2. Quản lý chất thải rắn đô thị – NXB xây dựng GS. TS: Trần Hiếu Nhuệ. 3- Bài giảng Quản lý và xử lý chất thải rắn. TS. Tưởng Thị Hội. 4- Báo cáo nghiên cứu khoa học dự án nhà máy xử lý rác thải Thanh Trì. 5- Báo cáo ĐGTĐMT nhà máy xử lý rác thải Thanh Trì. 6- Nghiên cứu cải thiện môi trường TP – HN. Quyển 3: Quy hoạch môi trường tổng thể – những đề xuất qui hoạch tổng thể và những điều kiện môi trường tương lai. 7- Giải pháp công nghệ cho nhà máy xử lý rác thải Thanh Trì Hà Nội – Việt Nam. + Công nghệ Đức do: Krupp Uhde đệ trình. + Công nghệ úc: do: Agrenu đệ trình. + Công nghệ Pháp do: Vinci đệ trình. + Công nghệ Bỉ do: Menart đệ trình. + Công nghệ Nhật Bản do EBHRA CORPORATION đệ trình. 8- Đặng Ngọc Minh – báo cáo nhu cầu cấp bách về xử lý chất thải ở thủ đô Hà Nội Công ty môi trường đô thị Hà Nội – 5/2000. 9- Quản lý chất thải rắn – TS. Trần Yêm. 10- Tchobanoglous – Integrated Solid Waste Manegement 1993. 11- Trường đại học nông nghiệp I Hả Nội- Trung tâm phát triển công nghệ Việt Nhật. - Báo cáo khoa học đề tải “Nghiên cứu thử nghiệm và tiếp thu công nghệ EM trong lĩnh vực nông nghiệp và vệ sinh môi trường”. 12- Môi trường không khí. GS. TS. Phạm Ngọc Đăng – NXB khoa học kỹ thuật 13- Kỹ thuật môi trường. Tăng Văn Đoàn – Trần Đức Hạ - NXB Giáo dục. 14- Dự án: Hoàn thiện dòng chuyền công nghệ trạm xử lý nước rác giai đoạn II. Bãi chôn lấp Nam Sơn – Sóc Sơn – Hà Nội – 2/2001. 15- Báo cáo: Khảo sát, xây dựng mô hình, chọn sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý thích hợp nước rò rỉ từ bãi chôn lấp rác tại Nam Sơn – Sóc Sơn. Hà Nội – 9/1998. 16- Quản lý môi trường. PGS- TS. Nguyễn Đức Khiển. 17- Hoàng Hải Nam. Thiết kế xây dựng bãi chôn lấp hợp vệ sinh cho thành phố Hà Nội. 18- Trần Văn Nhân – Ngô Thị Nga. Giáo trình công nghệ xử lý nước thải. Nhà xuất bản KHKT – Hà Nội 1999. 19- Trần Hiếu Nhuệ: Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học. Trường đại học xây dựng – hà nội 1990. phụ lục