Thiết kế hệ thống thu gom và tận dụng khí bãi rác của bãi chôn lấp phục vu 2 triệu dân

Më ®Çu Tr­íc qu¸ tr×nh c«ng nghiÖp ho¸ vµ hiÖn ®¹i ho¸ vµ sù ph¸t triÓn ngµy mét cao cña nÒn c«ng nghiÖp trong mçi quèc gia, còng nh­ trªn ph¹m vi trªn toµn thÕ giíi, nhiÒu vÊn ®Ò m«i tr­êng ®· n¶y sinh vµ thùc sù trë thµnh nçi lo cña toµn nh©n lo¹i. ë n­íc ta, qu¸ tr×nh c«ng nghiÖp ho¸, hiÖn ®¹i ho¸ ®ang diÔn ra víi tèc ®é cao, bé mÆt x· héi ®· cã nh÷ng b­íc biÕn ®æi tÝch cùc. Bøc tranh vÒ c«ng nghiÖp ho¸ víi c¸c khu c«ng nghiÖp tËp trung vµ hiÖn ®¹i ®ang më ra tr­íc chóng ta, høa hÑn mét sù ph¸t triÓn ®Çy triÓn väng. Tuy nhiªn, song song víi sù ph¸t triÓn ®ã, ®· lµm n¶y sinh nhiÒu vÊn ®Ò m«i tr­êng. T¹i c¸c thµnh phè, c¸c khu c«ng nghiÖp, chÊt l­îng m«i tr­êng hÇu nh­ ®ang cã chiÒu h­íng xÊu ®i, trë thµnh nguy c¬ ®e do¹ cuéc sèng kh«ng chØ ®èi víi nh÷ng ng­êi lao ®éng trùc tiÕp víi m«i tr­êng « nhiÔm, mµ cßn ®èi víi c¶ khu d©n c­ l©n cËn. Mét trong nh÷ng vÊn ®Ò m«i tr­êng ®ang ®­îc ®Ò cËp ®Õn hiÖn nay ®èi víi c¸c n­íc ph¸t triÓn trªn thÕ giíi nãi chung vµ t¹i ViÖt Nam nãi riªng lµ vÊn ®Ò ch«n lÊp chÊt th¶i r¾n vµ ¶nh h­ëng cña nã tíi m«i tr­êng. ViÖt Nam hiÖn nay cã trªn 150 b·i ch«n lÊp chÊt th¶i r¾n c¸c lo¹i, nh­ng trong sè ®ã phÇn lín c¸c b·i ch«n lÊp lµ kh«ng ®ñ tiªu chuÈn cña b·i ch«n lÊp hîp vÖ sinh, v× vËy mµ c¸c b·i ch«n lÊp nµy ®· vµ ®ang g©y ra nh÷ng ¶nh kh«ng nhá tíi m«i tr­êng. Bªn c¹nh nh÷ng ¶nh h­ëng do ho¹t ®éng ch«n lÊp, ¶nh h­ëng cña n­íc r¸c th× ¶nh h­ëng tíi m«i tr­êng do khÝ sinh ra tõ b·i ch«n lÊp chÊt th¶i r¾n còng lµ mét vÊn ®Ò cÇn ®­îc quan t©m vµ xem xÐt. KhÝ sinh ra tõ b·i ch«n lÊp chÊt th¶i r¾n hay cßn gäi lµ khÝ b·i r¸c (Landfill gas), víi thµnh phÇn khÝ Cacbonic, Metan vµ mét l­îng nhá c¸c thµnh phÇn khÝ ®éc h¹i kh¸c kh«ng chØ g©y nguy hiÓm do ch¸y næ vµ lµ nguån g©y « nhiÔm m«i tr­êng sinh th¸i. NhËn thøc ®­îc vÊn ®Ò ®ã, nhiÒu n­íc trªn thÕ giíi nh­ NhËt B¶n, Mü, Canada, §øc … ®· qu¶n lý vµ kiÓm so¸t rÊt hiÖu qu¶ khÝ b·i r¸c, kh«ng chØ gi¶m tèi thiÓu nh÷ng ¶nh h­ëng m«i tr­êng mµ h¬n thÕ n÷a hä cßn tËn dông lµm khÝ ®èt hay s¶n xuÊt ®iÖn… ë ViÖt Nam, kiÓm so¸t vµ tËn dông khÝ b·i r¸c ch­a ®­îc nghiªn cøu nhiÒu. HÇu hÕt c¸c b·i ch«n lÊp chÊt th¶i r¾n trªn c¶ n­íc ch­a cã hÖ thèng kiÓm so¸t khÝ b·i r¸c thËt triÖt ®Ó, ®· vµ ®ang g©y ra nh÷ng ¶nh h­ëng tíi m«i tr­êng sinh th¶i ®Æc biÖt lµ khu vùc d©n c­ l©n cËn. XuÊt ph¸t tõ môc tiªu n©ng cao chÊt l­îng m«i tr­êng sèng, ®¶m b¶o vÊn ®Ò gi¶m thiÓu ¶nh h­ëng tíi m«i tr­êng cña chÊt th¶i r¾n ®« thÞ nãi chung vµ khÝ b·i r¸c nãi riªng, ®å ¸n:’ thiÕt kÕ hÖ thèng thu gom vµ tËn dông khÝ b·i r¸c cña b·i ch«n lÊp phôc vu 2 triÖu d©n ’.Nh»m ®­a ragi¶i ph¸p thÝch hîp trong viÖc kiÓm so¸t nh÷ng ¶nh h­ëng m«i tr­êng cña b·i ch«n lÊp chÊt th¶i r¾n. Néi dung cña ®å ¸n gåm c¸c phÊn sau: Ch­¬ng I: Tæng quan vÒ ph­¬ng ph¸p ch«n lÊp chÊt th¶i r¾n hîp vÖ sinh. ch­¬ng ii: ThiÕt kÕ tæng thÓ cho b·i ch«n lÊp chÊt th¶i r¾n phôc vô cho 2 triÖu d©n. ch­¬ng III: Dù tÝnh l­îng khÝ r¸c sinh ra t¹i b·i ch«n lÊp phôc vô 2 triÖu d©n. ch­¬ng IV: ThiÕt kÕ hÖ thèng thu gom vµ tËn dông khÝ b·i ch«n lÊp phôc vô 2 . Ch­¬ng I Tæng quan vÒ ph­¬ng ph¸p ch«n lÊp chÊt th¶i r¾n hîp vÖ sinh. 1.1 Sù ra ®êi vµ vai trß cña ph­¬ng ph¸p ch«n lÊp chÊt th¶i hîp vÖ sinh. HiÖn nay trªn thÕ giíi cã nhiÒu ph­¬ng ph¸p xö lý cã hiÖu qu¶. Tuú thuéc vµo ®iÒu kiÖn kinh tÕ – x· héi, tr×nh ®é c«ng nghÖ vµ ®iÒu kiÖn tù nhiªn cña mçi n­íc mµ ¸p dông c¸c biÖn ph¸p cho thÝch hîp. Trong c¸c ph­¬ng ph¸p xö lý chÊt th¶i th× ph­¬ng ph¸p ch«n lÊp lµ phæ biÕn nhÊt, phï hîp víi c¸c n­íc nghÌo, ®Êt ®ai réng. Ph­¬ng ph¸p nµy cã thÓ ¸p dông víi nhiÒu lo¹i chÊt th¶i kh¸c nhau nh­ r¸c th¶i h÷u c¬, bïn th¶i, c¸c ch©t tr¬ bÞ lo¹i ra trong qu¸ tr×nh lµm ph©n compost hay cho sau khi ®èt chÊt th¶i. 1.2 T×nh h×nh ch«n lÊp chÊt th¶i r¾n ë c¸c n­íc trªn thÕ giíi vµ trong khu vùc 1.3 S¬ l­îc vÒ ch«n lÊp chÊt th¶i r¾n hîp vÖ sinh 1.3.1 c«ng nghÖ xö lý n­íc r¸c. 1.3.2 c«ng nghÖ xö lý khÝ r¸c ch­¬ng ii:thiÕt kÕ tæng thÓ cho b·i ch«n lÊp chÊt th¶i r¾n phôc vô cho 2 triÖu d©n. 2.1 lùa chän ®Þa ®iÓm x©y dùng b·i ch«n lÊp. 2..2.1 ®iÒu kiÖn tù nhiªn . §iÒu kiÖn tù nhiªn nh­ ®Þa h×nh, ®Þa chÊt, ®iÒu kiÖn khÝ t­îng, thuû v¨n cã ¶nh h­ëng rÊt lín ®Õn viÖc ph©n huû r¸c, ®Õn viÖc h×nh thµnh vµ ph¸t t¸n n­íc r¸c, khÝ r¸c ra m«i tr­êng xung quanh. D­íi ®©y lµ gi¶ thiÕt vÒ ®iÒu kiÖn tù nhiªn cña khu vùc x©y dùng b·i ch«n lÊp r¸c. 1. §Þa h×nh ®Þa m¹o Khu vùc x©y dùng khu xö lý chÊt th¶i n»m trong khu vùc cã líp ®¸ nÒn ch¾c, ®ång nhÊt, kh«ng cã líp ®¸ v«i còng nh­ c¸c vÕt nøt kiÕn t¹o. 2. KhÝ hËu. 2.2.2 ®iÒu kiÖn kinh tÕ x· héi. 2.2 tÝnh to¸n l­îng r¸c th¶i vµ quy m« b·i ch«n lÊp r¸c 2.2.1 khèi l­îng r¸c th¶i Khèi l­îng r¸c th¶i ®­îc tÝnh trªn c¸c th«ng sè: Quy m« d©n sè. Tiªu chuÈn r¸c th¶i. Tû lÖ thu gom. Quy m« d©n sè. Gi¶ thiÕt n¨m 2003. d©n sè néi thÞ cña 1 ®« thÞ lµ 2 triÖu ng­êi. tû t¨ng d©n sè tù nhiªn 2%. §Ó tÝnh to¸n l­îng r¸c th¶i. ta gi¶ thiÕt d©n sè tõ nay ®Õn n¨m 2013. mçi n¨m t¨ng 5% (bao gåm c¶ tû lÖ t¨ng tù nhiªn vµ tû lÖ t¨ng c¬ häc). Tiªu chuÈn th¶i r¸c. Theo tiªu chuÈn x©y dùng ViÖt Nam. tiªu chuÈn th¶i r¸c cña khu ®« thÞ lín lµ 0.8-1.2 kg/ng­êi. §Ó tÝnh to¸n l­îng r¸c th¶i. ta lÊy tiªu chuÈn th¶i r¸c lµ 0.6kg/ng­êi.ngµy. Tû lÖ thu gom r¸c. Gi¶ thiÕt hiÖn t¹i r¸c th¶i hµng ngµy cña thµnh phè cã tû lÖ thu gom vµ tiªu chuÈn th¶i r¸c nh­ sau: B¶ng 2.1: TiÓu chuÈn th¶i r¸c vµ tû lÖ thu gom trong c¸c giai ®o¹n. Giai ®o¹n  2003  2004-2008  2008-2013  2013-2023   Tiªu chuÈn r¸c th¶i (kg/ng­êi.ngµy)  0.6  0.6  0.6  0.7   Tû lÖ thu gom r¸c  80%  85%  85%  90%   TÝnh l­îng r¸c th¶i giai ®o¹n 1 tõ 2003-2008. L­îng r¸c th¶i ph¸t sinh lµ: Gr¸cSH =N(1+q)xg Trong ®ã: N – Sè d©n (ng­êi). Gr¸cSH – l­în r¸c ph¸t sinh hµng ngµy. Tû lÖ t¨ng d©n sè( tû lÖ t¨ng tù nhiªn + tû lÖ t¨ng c¬ häc). g – Tتu chuÈn r¸c th¶i hµng ngµy (kg/ng­êi.ngµy). Víi n¨m ®Çu tiªn tÝnh to¸n l­îng r¸c th× q= 0. ta cã sè d©n lµ N=2 triÖu ng­êi. g=0.6 kg/ng­êi.ngµy. Thay sè vµo ta cã: Gr¸cSH =2.000.000x(1+0)x0.6=1.200.000kg/ngµy=1.200tÊn/ngµy L­îng r¸c ph¸t sinh trong 1 n¨m lµ: 1.200tÊn/ngµy x 365ngµy=438.000 tÊn/n¨m. L­îng r¸c ®em xö lý t¹i b·i ch«n lÊp trong 1 n¨m lµ: Gr¸cSHCL =Gr¸cSH x P P- Tû lÖ thu gom r¸c. n¨m 2003 lÊy P=80% Thay sè ta cã: Gr¸cSHCL =438.000 x 80%=350.400 tÊn/n¨m. Víi c¸c n¨m 2004- 2008 tÝnh to¸n t­¬ng tù nh­ n¨m 2003. nh­ng víi tû lÖ t¨ng d©n sè mçi n¨m 5% vµ tû lÖ thu gom r¸c P=85%. TÝnh to¸n giai ®o¹n 2 tõ 2009-2013. Giai ®o¹n nµy ta còng tÝnh víi d©n sè t¨ng 5% mçi n¨m vµ tiªu chuÈn th¶i r¸c lµ g=0.6 kg/ng­êi.ngµy. nh­ng tû lÖ thu gom r¸c t¨ng lªn thµnh 90%. TÝnh to¸n víi giai ®îan 3 tõ n¨m 2014-2023. L­îng r¸c th¶i trong n¨m 2014 ®­îc tÝnh víi tû lÖ thu gom lµ 95% vµ l­îng r¸c th¶i trung b×nh cña ng­êi d©n lµ 0.7kg/ng­êi.ngµy. D©n sè trong n¨m nµy t¨ng 5% mçi n¨m so víi n¨m 2013. B¶ng 2.2: l­îng r¸c th¶i ph¸t sinh vµ ®em ch«n lÊp trong c¸c giai ®o¹n. N¨m  D©n sè (ngµn.g­êi)  Tiªu chuÈn th¶i r¸c(kg/ng­êi.ngµy)  Tæng l­îng r¸c ph¸t sinh (tÊn)  Tû lÖ thu gom(%)  L­îng r¸c ®­a ®Õn b·i ch«n lÊp (tÊn)   Giai ®o¹n I  1.989.701   2003-2004  2.000  0,6  438.000  0,80  350.400   2004-2005  2.038  0,6  468.638  0,85  398.342   2005-2006  2.077  0,6  477.606  0,85  405.965   2006-2007  2.116  0,6  486.574  0,85  413.588   2007-2008  2.156  0,6  495.772  0,85  421.406   Giai ®o¹n II  2.230.560   Tõ n¨m 2009-2013    2009  2.196  0,6  505.200  0,85  429.420   2010  2.239  0,6  514.858  0,85  437.629   2011  2.282  0,6  524.745  0,85  446.034   2012  2.325  0,6  534.634  0,85  454.439   2013  2.369  0,6  544.752  0,85  463.038   Giai ®o¹n III  6.353.689   Tõ n¨m 2013-2023    2014  2.414  0,7  647.616  0,9  582854   2015  2.460  0,7  659.957  0,9  593961   2016  2.507  0,7  672.565  0,9  605309   2017  2.555  0,7  685.443  0,9  616898   2018  2.604  0,7  698.588  0,9  628729   2019  2.653  0,7  711.734  0,9  640560   2020  2.703  0,7  725.147  0,9  652632   2021  2.754  0,7  738.829  0,9  664946   2022  2.806  0,7  752.780  0,9  677502   2023  2.859  0,7  766.998  0,9  690298   2.2.2 quy m« b·i ch«n lÊp Giai ®o¹n I: L­îng r¸c th¶i ®em ®i ch«n lÊp lµ 1.989.701 tÊn. ThÓ tÝch r¸c ®em ch«n lÊp trong giai ®o¹n I lµ: vr¸c =Gr¸c SHCL/ (r¸c (m3) Trong ®ã : (r¸c –Tû träng r¸c (lÊy b»ng 0,42 tÊn/m3) vr¸c=1.989.701/0,42=4.737.383 m3. ThÓ tÝch r¸c sau khi ®Çm nÐn víi hÖ sè k=0.75: ( vr¸c nÐn= vr¸cx k= 4.737.383 x 0,75 =3.553.038 m3 DiÖn tÝch b·i ch«n lÊp: ( S1 = Vr¸cnÐn/ h Chän chiÒu s©u ch«n r¸c lµ h=18m th× diÖn tÝch b·i ch«n lÊp lµ: ( S1 =3.353.038/21=263.188 m2 Giai ®o¹n II: L­îng r¸c th¶i ®em ®i ch«n lÊp lµ 2.230.560 tÊn. ThÓ tÝch r¸c ®em ch«n lÊp trong giai ®o¹n I lµ: ( Vr¸c=2.230.560/0,42=5.310.857 m3 ThÓ tÝch r¸c sau khi ®Çm nÐn víi hÖ sè k =0,75: ( Vr¸c =5.310.857x 0,75 =3.983.143 m3 DiÖn tÝch b·i ch«n lÊp lµ: ( S2=3.983.143/21=221.286 m2 Giai ®o¹n III: L­îng r¸c th¶i ®em ®i ch«n lÊp lµ 6.353.689 tÊn. ThÓ tÝch r¸c ®em ch«n lÊp trong giai ®o¹n I lµ: ( Vr¸c=6.353.689/0,42=15.127.831 m3 ThÓ tÝch r¸c sau khi ®Çm nÐn víi hÖ sè k =0,75: ( Vr¸c =15.127.831 x 0,75 =11.345.873 m3 DiÖn tÝch b·i ch«n lÊp lµ: ( S3 =11.345.873/21=630.326 m2 VËy diÖn tÝch cÇn thiÕt ®Ó ch«n r¸c lµ: S = S1 + S2 + S3 =263.188 + 221.286 + 630.326 = 1.114.800 m2= 112 ha DiÖn tÝch khu b·i ph¶i lín h¬n diÖn tÝch cÇn ch«n lÊp r¸c do ®ã cÇn bè trÝ ®Êt cho khu phô nh­ v¨n phßng qu¶n l‎ý, ®­êng vËn chuyÓn khu xö l‎ý n­íc r¸c, khu xö lý khÝ b·i r¸c,...Ta chän diÖn tÝch khu qu¶n lý nµy chiÕm 20% tæng diÖn tÝch khu b·i. Cã nghÜa lµ diÖn tÝch khu qu¶n lý chiÕm 20%, cßn diÖn tÝch khu ch«n lÊp r¸c chiÕm 80%’Bé khoa häc c«ng nghÖ m«i tr­êng-1998-Héi th¶o t­ vÊn vÒ lùa chän ®Þa ®iÓm, thiÕt kÕ qu¶n lý b·i ch«n lÊp’. DiÖn tÝch khu qu¶n lý b·i lµ: Squ¶n lý =20x112/80 =28 ha VËy tæng diÖn tÝch b·i ch«n lÊp lµ: Sb·i=Sr¸c + Squ¶n lý = 112 + 28 = 140 ha 2.3 thiÕt kÕ tæng thÓ b·i ch«n lÊp MÆt b»ng tæng thÓ cña b·i ch«n lÊp trong giai ®o¹n I vµ II gåm c¸c môc nh­ sau. 2.3.1 bè trÝ mÆt b»ng c¸c « ch«n lÊp vµ vËn hµnh c¸c « ch«n lÊp. Víi diÖn tÝch cÇn ®Ó ®µo hè ch«n r¸c lµ 112 ha, toµn bé b·i ch«n lÊp ®­îc chia lµm 20 « ch«n r¸c, diÖn tÝch cña mçi « ch«n r¸c lµ 56.000m2. Gi¶ thiÕt mçi « ch«n c¸ch nhau 1 n¨m. ¤ ch«n lÊp: - DiÖn tÝch: 56.000 m2 (réng trung b×nh 200m, dµi 280m). - §é s©u ch«n lÊp trung b×nh: 18m (§é cao ®¸y b·i +5) - Thêi gian vËn hµnh 5 n¨m. R¸c ®­îc chia thµnh 6 líp, mçi líp dµy 3m, kho¶ng 10 th¸ng ®æ ®Çy 1 líp. T¹i vÞ trÝ chän lµm b·i ch«n lÊp cã nhiÒu ®åi nói cao, mùc n­íc ngÇm thÊp nªn t«i chän ph­¬ng ph¸p nöa ch×m nöa næi, víi ®é s©u b·i kho¶ng 16m, ®é cao vËn hµnh trªn mÆt ®Êt kho¶ng 2m. Ph­¬ng ph¸p vËn hµnh cho b·i ch«n lÊp r¸c th¶i: Dù tÝnh r¸c th¶i trong ngµy ®­îc tËp kÕt vµo b·i ch«n lÊp r¸c tõ ®Çu b·i ®Õn cuèi b·i theo kiÓu lÊn dÇn. Sau ®ã xe ñi san vµ ®Çm nÐn thµnh tõng líp (mçi líp cã chiÒu cao ®Çm nÐn kh«ng qu¸ 60cm ) cho ®Õn khi ®¹t ®é dµy 3m. ViÖc thùc hiÖn ®Çm nÐn ®­îc thùc hiÖn bëi m¸y ®Çm ch©n cõu vµ xe ñi b¸nh xÝch. Cø sau mçi líp, r¸c ®­îc phñ 1 líp ®Êt sÐt pha dµy 30cm. Sau mçi ngµy ch«n lÊp còng ph¶i phñ 1 líp ®Êt dµy t­¬ng tù lªn r¸c vµ ®­îc ®Çm nÐn. Trong qu¸ tr×nh ch«n lÊp, r¸c th­êng xuyªn ®­îc phun thuèc diÖt c«n trïng vµ dïng chÕ phÈm EM. Sau khi r¸c ®­îc ®æ ®µy ®Õn ®é cao mong muèn, trªn bÒ mÆt cña líp r¸c ®­îc phñ 1 líp ®Êt sÐt chèng thÊm dµy 30cm, trªn cïng phñ 1 líp ®Êt dµy 50cm ®Ó trång c©y xanh trªn b·i Sau mét thêi gian sau khi ®· hoµn thæ, cã thÓ san ñi b·i r¸c vµ lµm s©n vui ch¬i gi¶i trÝ nh­: s©n gon, c«ng viªn... 2.3.2 ®ª bao, ®é dèc c¸c « ch«n lÊp, m¸i dèc taluy ®µo c¸c « ch«n lÊp. B¶ng :®é dèc c¸c « ch«n lÊp,m¸i dèc taluy ®µo c¸c « ch«n lÊp.  ¤ ch«n lÊp   §é dèc däc «  1-3%   §é dèc ngang «  5-8%   M¸i taluy ®µo  m =1:0,75   a m=a:b=1:0.75 b Ng¨n c¸ch c¸c « lµ ®ª bao. §ª ®­îc ®¾p cao 10m, mÆt ®ª réng 1.5m, ®é dèc m¸i ®ª m=1:1.5 m=a:b=1:1.5 a b 2.3.3 hÖ thèng giao th«ng §Ó ®¶m viÖc vËn chuyÓn chÊt th¶i vµo khu vùc ch«n lÊp trong mäi thêi tiÕt, ta x©y dùng ®­êng tõ ngoµi vµo dµi víi mÆt ®­êng nhùa 3,5m , nÒn ®­êng réng 6,5m. §­êng trong khu xö lý gåm 2 ®o¹n: - §o¹n vµo khu xö lý n­íc th¶i dµi víi mÆt ®­êng nhùa réng 3,5m vµ nÒn ®­êng réng 6,5m. - §o¹n vµo c¸c « ch«n lÊp 2.3.4 khu ®iÒu hµnh s¶n suÊt. Khu ®iÒu hµnh s¶n xuÊt ®­îc bè trÝ ë ®Çu b·i ch«n lÊp gåm c¸c c«ng tr×nh: - Nhµ lµm viÖc vµ nhµ nghØ cña c¸c c¸n bé - Gara «t« vµ cÇu röa xe - C¸c nhµ th­êng trùc vµ tr¹m c©n 2.3.5 hÖ thèng chèng thÊm, thu gom vµ xö lý n­íc r¸c §Ó h¹n chÕ sù g©y « nhiÔm cña n­íc r¸c tíi n­íc ngÇm, n­íc mÆt khu vùc b·i ch«n r¸c, toµn bé b·i ch«n lÊp r¸c ®­îc chèng thÊm thµnh vµ ®¸y b·i ®ång thêi d­íi ®¸y b·i cã hÖ thèng thu gom n­íc r¸c. N­íc r¸c thu gom ®­îc dÉn vÒ khu xö lý. T¹i ®©y n­íc r¸c ®­îc xö lý ®¹t tiªu chuÈn lo¹i B råi th¶i ra s«ng hay ra suèi. 2.3.6 hÖ thèng thu gom n­íc m­a Toµn bé n­íc m­a xung quanh b·i ch«n lÊp ®­îc thu dÉn vµo hÖ thèng r·nh råi ®æ ra s«ng hoÆc suèi. Trong thêi gian x©y dùng b·i, n­íc m­a trong b·i ®­îc dÉn qua ®ª b»ng èng bªt«ng cèt thÐp vµ ®æ ra ngoµi. 2.3.7 hÖ th«ng thu gom khÝ r¸c §Ó h¹n chÕ cho viÖc g©y « nhiÔm m«i tr­êng vµ g©y ch¸y næ ë b·i r¸c, toµn bé b·i cã bè trÝ hÖ thèng giÕng thu khÝ gas vµ khÝ gas ®­îc tËp chung l¹i ®Ó chuyÓn thµnh ®iÖn n¨ng hoÆc n¨ng l­îng phôc vô cho con ng­êi 2.3.8 hÖ thèng cÊp n­íc - CÊp n­íc sinh ho¹t dïng giÕng khoan ®Ó b¬m - CÊp n­íc phun cho r¸c vµ röa xe dïng n­íc ë hå sinh häc cña khu xö lý n­íc r¸c 2.3.9 hÖ thèng ®iÖn cÊp cho toµn khu. X©y dùng tr¹m biÕn ¸p ®Ó cÊp ®iÖn cho c¸c nhu cÇu: - §Ó chiÕu s¸ng däc ®­êng vµo khu ch«n lÊp chÊt th¶i dµi? - ChiÕu s¸ng cho nhµ ®iÒu hµnh s¶n xuÊt. - CÊp ®iÖn ®éng lùc cho khu xö lý n­íc r¸c 2.3.10 hÖ thèng quan tr¾c m«i tr­êng ë b·Ý r¸c BÊt kú mét b·i ch«n lÊp nµo dï nhá hay lín ®Òu cÇn ph¶i cã quan tr¾c m«i tr­êng ®Ó kiÓm so¸t ®­îc nh÷ng biÕn ®æi vÒ m«i tr­êng t¹i khu vùc. Quan tr¾c m«i tr­êng t¹i b·i r¸c gåm m«i tr­êng n­íc, kh«ng khÝ, ®Êt, søc khoÎ con ng­êi. M«i tr­êng n­íc N­íc mÆt - §iÓm quan tr¾c: tiÕn hµnh quan tr¾c t¹i 4 ®iÓm ®ã lµ ®iÓm ®Çu vµo cña khu vùc xö ‎ lý n­íc r¸c, ®iÓm th­îng l­u suèi (hoÆc s«ng), ®iÓm h¹ l­u suèi (hoÆc s«ng). - C¸c yÕu tè quan tr¾c : L­u l­îng vµ thµnh phÇn ho¸ häc Thµnh phÇn ho¸ häc cña mÉu n­íc mÆt vµ n­íc th¶i so víi ®iÒu kiÖn tiªu chuÈn m«i tr­êng n­¬c ViÖt Nam. C¸c chØ tiªu cÇn quan tr¾c cña mÉu n­íc mÆt: NhiÖt ®é, ®é PH, tæng chÊt r¾n l¬ long, DO, BOD5 ,COD, NH4+, NO3-, NO2-, tæng phenol, CN-, dÇu mì, chÊt t¶y röa, tæng Fe, As, Cd, Pd, Hg,Cr+6, Cr+3,Mn, Zn, Sn, tæng Coliform, Fecal coliform. -TÇn suÊt quan tr¾c: + L­u l­îng: 2 th¸ng/lÇn +Thµnh phÇn ho¸ häc: 3 th¸ng/lÇn (riªng c¸c chØ tiªu kim lo¹i nÆng 1 n¨m/lÇn) N­íc ngÇm - §iÓm quan tr¾c: TiÕn hµnh quan tr¾c t¹i 2 ®iÓm ®ã lµ t¹i ®iÓm cÊp n­íc giÕng sinh ho¹t cho khu xö lý r¸c th¶i vµ ®iÓm t¹i phÝa cuèi b·i r¸c - C¸c yÕu tè quan tr¾c: Thµnh phÇn ho¸ häc Thµnh phÇn ho¸ häc cña mÉu n­íc ngÇm ®­îc so víi tiªu chuÈn m«i tr­êng ViÖt Nam. C¸c chØ tiªu cÇn quan tr¾c cña mÉu n­íc ngÇm: NhiÖt ®é, ®é pH, tæng chÊt r¾n l¬ long, mµu, NH4+, NO3-, tæng Fe, As, Cd, Pd, Hg,Cr+6, Cr+3,Mn, Zn, Sn, tæng Coliform, Fecal coliform. - TÇn suÊt quan tr¾c: 3 th¸ng/lÇn (riªng c¸c chØ tiªu kim lo¹i nÆng quan tr¾c 1 n¨m/ lÇn). Kh«ng khÝ, ®Êt vµ søc khoÎ con ng­êi Kh«ng khÝ - §iÓm quan tr¾c: TiÕn hµnh quan tr¾c t¹i 4 ®iÓm ®ã lµ t¹i tr¹m xö lý n­íc r¸c, ®iÓm t¹i khu nhµ ®iÒu hµnh s¶n xuÊt, ®iÓm t¹i phÝa cuèi b·i r¸c vµ ®iÓm t¹i gi÷a b·i r¸c. - C¸c yÕu tè quan tr¾c: Thµnh phÇn khÝ ph¸t t¸n, nhiÖt ®é, tiÕng ån. C¸c chØ tiªu mÉu khÝ ®­îc so víi tiªu chuÈn ViÖt Nam. - C¸c chØ tiªu cÇn quan tr¾c cña mÉu khÝ: NhiÖt ®é, NH3 , NOX ,CO, CO2, CH4, SO2, c¸c cÊu tö vÕt. - TÇn suÊt quan tr¾c: 3 th¸ng/lÇn. §é sôt lón cña ®Êt Quan tr¾c kiÓm tra ®é sôt lón cña líp phñ vµ th¶m thùc vËt, tÇn suÊt quan tr¾c 2 lÇn/n¨m. Søc khoÎ con ng­êi C¸n bé c«ng nh©n viªn lµm viÖc t¹i b·i r¸c cÇn ®­îc kiÓm tra søc khoÎ ®Þnh k× 6 th¸ng. ch­¬ng III: dù tÝnh l­îng khÝ r¸c sinh ra t¹i b·i ch«n lÊp phôc vô 2 triÖu d©n. 3.1 c¬ së lý thuyÕt vÒ sù h×nh thµnh khÝ r¸c. Khi ch«n lÊp r¸c x¶y ra cïng lóc vµ kÕt hîp lÉn lén gi÷a c¸c ph¶n øng Ph¶n øng ph©n huû chÊt h÷a c¬ b»ng vi sinh vËt trong ®iÒu kiÖn hiÕu khÝ t¹o CO2, sau ®ã lµ qu¸ tr×nh yÕm khÝ t¹o ra CH4, CO2, H2O, NH3.v.v. C¸c biÕn ®æi vËt lý nh­ sù khuyÕch t¸n khÝ b·i r¸c th¶i vµo kh«ng khÝ vµ vµo n­íc r¸c vµ n­íc r¸c l¹i di chuyÓn vµo n­íc ngÇm, n­íc mÆn, ®Êt.v.v. C¸c ph¶n øng ho¸ häc kh«ng kiÓm so¸t ®­îc nh­ ph¶n øng hoµ tan, ho¸ h¬i, bèc h¬i, hÊp thô, ph©n huû, «xi ho¸ khö.v.v. D­íi ®©y lµ c¬ së lý thuyÕt cña sù h×nh thµnh khÝ b·i r¸c, thµnh phÇn cña khÝ b·i r¸c vµ sù di chuyÓn cña chóng vµo m«i tr­êng xung quanh. 3.1.1 c¸c giai ®o¹n x¶y ra trong qu¸ tr×nh ph©n huû r¸c th¶i. KhÝ b·i r¸c lµ s¶n phÈm cña qu¸ tr×nh ph©n huû c¸c chÊt h÷a c¬ cã trong b·i ch«n lÊp. Nh×n chung sù h×nh thµnh khÝ b·i r¸c ®­îc x¶y ra theo 5 giai ®o¹n. Giai ®o¹n I: Sù ph©n huû hiÕu khÝ c¸c hîp chÊt h÷a c¬ nhê c¸c vi sinh vËt trong ®Êt, trong n­íc r¸c. Ph¶n øng x¶y ra nh­ sau: Vi sinh ChÊt h÷u + o2 Dinh ( ChÊt h÷u CO2 + H2O + NH3 + Q C¬ D­ìng VËt C¬ míi Sinh Khèi Giai ®o¹n II: L­îng «xi b¾t ®Çu c¹n kiÖt, x¶y ra c¸c b­íc ban ®Çu cña qu¸ tr×nh yÕm khÝ ®ã lµ thuû ph©n axit ho¸. C¸c gèc NO3-, SO42- bÞ khö thµnh N2, S2, pH cña n­íc r¸c th¶i gi¶m lµ do h×nh thµnh c¸c axÝt h÷a c¬ vµ s­j cã mÆt cña CO2 trong b·i. Giai ®o¹n III: Giai ®o¹n nµy diÔn ra qu¸ tr×nh axÝt ho¸ c¸c s¶n phÈm thuû ph©n c¸c chÊt h÷a c¬ l­îng tö lín (nh­ lipit, protªin.v.v.) t¹o thµnh c¸c axÝt h÷a c¬ nh­: axÝt axªtic, axÝt fulvic, c¸c axÝt h÷a c¬ phøc t¹p kh¸c vµ mét l­îng nhá H2, khÝ CO2 ®­îc t¹o ra chñ yÕu ë giai ®o¹n nµy. T¸c nh©n cña giai ®o¹n nµy lµ vi khuÈn kþ khÝ, pH cña n­íc gi¶m xuèng cßn d­íi 5 sÏ lµm t¨ng ®é hoµ tan cña kim lo¹i nÆng trong b·i r¸c. BOD5, COD, ®é dÉn ®iÖn cña n­íc r¸c còng t¨ng. Giai ®o¹n IV: Giai ®o¹n nµy x¶y ra qu¸ tr×nh biÕn ®æi c¸c s¶n phÈm cña giai ®o¹n axÝt ho¸ thµnh CH4 vµ CO2 d­íi t¸c nh©n chñ yÕu cña vi khuÈn mªtan ho¸, pH cña n­íc r¸c gi¶m xuèng dÉn tíi gi¸ trÞ 6,8 ®Õn 8 vµ ®é hoµ tan c¸c kim lo¹i nÆng còng gi¶m gi¸ trÞ BOD%, COD, ®é dÉn ®iÖn cña n­íc r¸c còng gi¶m. Giai ®o¹n V: Giai ®o¹n ph©n huû c¸c hîp chÊt h÷a c¬ ®É xong vµ trong b·i chØ cßn c¸c chÊt h÷a c¬ khã ph©n huû sinh häc. Giai ®o¹n nµy cã thÓ kÐo dµi tõ 5 ®Õn 50 n¨m. 3.1.2 c¸c yÕu tè ¶nh h­ëng ®Õn l­îng vµ thµnh phÇn khÝ r¸c. C¸c yÕu tè ¶nh h­ëng ®Õn sù ph©n huû cña b·i r¸c th¶i lµ: NhiÖt ®é, ®é Èm cña r¸c th¶i, ®é pH, c¸c vi sinh vËt… 1. ¶nh h­ëng cña nhiÖt ®é. C¸c qu¸ tr×nh sinh häc vµ ho¸ häc lµ c¸c qu¸ tr×nh phô thuéc vµo nhiÖt ®é. C¸c vi sinh vËt kh¸c nhau sÏ cã ph¹m vi nhiÖt ®é tèi ­u kh¸c nhau. Ng­êi ta chia c¸c vi khuÈn theo nhiÖt ®é tèi ­u thµnh: Vi khuÈn ­a l¹nh (psychrophil): To < 20oC Vi khuÈn ­a Êm (mesäphil): To=20-40oC Vi khuÈn ­a nãng (thermophil): To>40oC Vi khuÈn methan hÇu hÕt lµ mesophil, tuy nhiªn còng cã vµi chñng vi khuÈn methan lµ thermophil. Vi khuÈn methan rÊt nh¹y c¶m víi sù dao ®éng cña nhiÖt ®é, chØ cÇn dao ®éng 2oC lµ cã thÓ dÉn tíi sù tæn thÊt ho¹t lùc (R.Braun-Springer Verlag, Wien, New York,1982: Biogas – Methangarung organischer Abfallstoffe). Khi nhiÖt ®é cao, trong b·i chñ yÕu tån t¹i c¸c vi khuÈn thermophil. Mét sè chñng vi khuÈn methan thermophil tån t¹i víi sè l­îng Ýt h¬n, do ®ã chóng quyÕt ®Þnh giai ®o¹n h×nh thµnh khÝ, l­îng khÝ sinh sÏ gi¶m. Còng nh­ vËy khi nhiÖt ®é qu¸ thÊp, c¸c vi khuÈn psychrophil ph¸t triÓn. Vi khuÈn methan kh«ng ph¸t triÓn ®­îc ë nhiÖt ®é nµy, do vËy l­îng khÝ methan còng gi¶m. 2. ¶nh h­ëng cña ®é Èm r¸c th¶i. Vi khuÈn methan ph¸t triÓn trong m«i tr­êng yÕm khÝ nghiªm ngÆt vµ trong m«i tr­êng cã ®é Èm cao. Theo mét vµi ®iÒu tra ®· chØ r»ng, l­îng khÝ methan s¶n sinh lín nhÊt khÝ ®é Èm cña chÊt th¶i r¾n vµo kho¶ng 60-80%. ë ®é Èm nµy, c¸c vi khuÈn sÏ ®­îc ph©n t¸n vµ di chuyÓn dÔ dµng trong khèi chÊt th¶i, chóng sinh s¶n c¸c bµo tö. Tuy nhiªn ë ®é Èm cao, c¸c chÊt h÷u c¬ cïng c¸c bµo tö sÏ theo n­íc r¸c ra ngoµi lµm gi¶m thÓ tÝch sinh khÝ CH4. Khi nghiªn cøu thêi gian l­u cña n­íc trong b·i ch«n lÊp chÊt th¶i t¹i phßng thÝ nghiÖm, Munasingel ( Canada-1996) ®· thÊy r»ng khi gi¶m thêi gian l­u cña n­íc trong khèi chÊt th¶i r¾n sÏ lµm t¨ng thµnh phÇn khÝ CH4 vµ gi¶m thµnh khÝ CO2 trong khÝ t¹o thµnh [C¸c t¹p chÝ – khoa häc – c«ng nghÖ – m«i tr¬êng]. Nh­ vËy thêi gian l­u cña n­íc cã ¶nh h­ëng tíi ho¹t ®éng cña vi khuÈn t¹o khÝ Methan. Thêi gian l­u ®ã cã thÓ thay ®æi khi l­îng n­íc m­a thÊm vµo, nh­ng trªn thùc tÕ c¸c b·i ch«n lÊp hîp vÖ sinh lu«n ®­îc cÊu t¹o líp bÒ mÆt chèng thÊm vµ tho¸t n­íc m­a. nªn thùc tÕ nhiÒu n­íc trªn thÕ giíi ®· vËn hµnh b·i ch«n lÊp b»ng biÖn ph¸p t­íi n­íc r¸c tuÇn hoµn trë l¹i b·i ch«n lÊp vµ kiÓm so¸t ®é Èm cña b·i ch«n lÊp lu«n ®¹t 60-80%. ViÖc tuÇn hoµn n­íc r¸c còng cã nh÷ng thuËn lîi cho qu¸ tr×nh ph©n huû t¹o khÝ. C¸c giai ®o¹n ph©n huû sinh häc diÔn ra ®ång thêi, qu¸ tr×nh t¹o axÝt lµm gi¶m pH. Nh­ vËy kiÓm so¸t n­íc r¸c tuÇn hoµn sÏ gi÷ cho ®é pH trong b·i ch«n lÊp ®­îc æn ®Þnh t¹o kiÖn thuËn lîi cho qu¸ tr×nh ph©n huû chÊt th¶i r¾n. 3. ¶nh h­ëng cña pH. pH cã ¶nh h­ëng tíi c¸c s¶n phÈm trao ®æi chÊt cña vi khuÈn, v× ho¹t lùc cña enzym phô thuéc m¹nh vµo gi¸ trÞ pH. C¸c vi sinh vËt kh¸c nhau sÏ cã pH tèi ­u kh¸c nhau. + Vi khuÈn axit ho¸ tån t¹i ë kho¶ng pH=2-7, nh­ng ho¹t lùc cña chóng sÏ gi¶m khi pH nhá h¬n 4,5 [.Braun-Springer Verlag, Wien, New York,1982: Biogas – Methangarung organischer Abfallstoffe], pH tèi ­u kho¶ng 5-7. V× sù ph©n huû yÕm khÝ do nhiÒu lo¹i vi khuÈn tham gia nªn kh«ng thÓ yªu cÇu gi¸ trÞ pH tèi ­u chung cho c¶ qu¸ tr×nh. + C¸c vi khuÈn methan cã pH tèi ­u trong kho¶ng 6,8 -7,4[R.Braun-Springer Verlag, Wien, New York,1982: Biogas – Methangarung organischer Abfallstoffe]. Tuy nhiªn ng­êi ta ®· chØ ra r»ng c¸c vi khuÈn methan cã thÓ sèng ®­îc 2 th¸ng ë pH=5, nh­ng pH < 6,6 th× c¸c vi khuÈn methan mÊt ho¹t tÝnh râ rµng. NÕu pH ë ngoµi gi¸ trÞ 6,5-8 th× tèc ®é phat triÓn còng nh­ tèc ®é ph©n huû c¬ chÊt vµ thµnh phÇn cña c¸c s¶n phÈm trung gian sÏ bÞ thay ®æi [R.Braun-Springer Verlag, Wien, New York,1982: Biogas – Methangarung organischer Abfallstoffe] vµ do ®ã cã thÓ dÉn ®Õn sù k×m h·m qu¸ tr×nh ph©n huû yÕm khÝ. 4.¶nh h­ëng cña c¸c chñng vi sinh vËt trong b·i ch«n lÊp. Trong b·i ch«n lÊp tån t¹i mét l­îng lín c¸c chñng lo¹i vi sinh vËt, chóng cã s½n trong chÊt th¶i, trong líp ®Êt phñ vµ trong kh«ng khÝ di chuyÓn vµo. C¸c chñng lo¹i vi sinh vËt nµy rÊt ®a d¹ng vµ lµ nh©n tè quan träng trong viÖc ph©n huû chÊt th¶i r¾n. Trong ®ã ph¶i kÓ tíi vi khuÈn Methan, lµ nh©n tè quan träng trong giai ®o¹n h×nh thµnh khÝ b·i r¸c. Vi khuÈn methan cã nhiÒu lo¹i kh¸c nhau: d¹ng que dµi (methanobacterium),que ng¾n (Methanobrevibacter), d¹ng cÇu (Methanococcus), d¹ng sîi (Methanospirillum) vµ d¹ng b¸t cÇu (Methanosarcina). Vi khuÈn Methan lµ lo¹i vi khuÈn yÕm khÝ nghiªm ngÆt, chóng rÊt nh¹y c¶m víi sù cã mÆt cña O2, víi nh÷ng thay ®æi nhá cña m«i tr­êmg. NhiÖt ®é tèi ­u ®èi víi vi khuÈn methan lµ 35-380C, pH=6,8-7,4. Tuú thuéc vµo lo¹i vi khuÈn vµ ®iÒu kiÖn m«i tr­êng mµ tèc ®é sinh tr­ëng tõ 40 giê ®Õn 30 ngµy. 5. ¶nh h­ëng cña c¸c chÊt k×m h·m. Hîp chÊt Nit¬: Trong b·i ch«n lÊp, Nit¬ tån t¹i chñ yÕu d¹ng h÷u c¬ nh­: axit amin, peptit vµ protein. C¸c hîp chÊt nit¬ v« c¬ nh­ NH4+,NO3- cã ë trong n­íc th¶i rÊt Ýt. C¸c vi sinh vËt yÕm khÝ cã thÓ sö dông NH4+ nh­ lµ nguån nit¬. Sù thiÕu nit¬ sÏ dÉn ®Õn sù ph©n huû nguån C kh«ng hoµn toµn. Cßn nÕu thõa nit¬ th× c¸c vi khuÈn sÏ biÕn ®æi thµnh NH4+. Nh­ng nång ®é cña NH4+ vµ NH3 qu¸ cao sÏ dÉn tíi k×m h·m qu¸ tr×nh. Sù cã mÆt cña NO-3 cã thÓ k×m h·m vi khuÈn Methan bëi v× oxy liªn kÕt trong NO-3 lµm h¹n chÕ m«i tr­êng yÕm khÝ nghiªm ngÆt cña vi khuÈn nµy. PhÇn lín oxy liªn kÕt sÏ ®­îc sö dông hÕt bëi vi khuÈn lªn men vµ vi khuÈn axit ho¸ tuú tiÖn ë giai ®o¹n axit ho¸. (NO-3 bÞ khö thµnh NH4+). C©n b»ng gi÷a NH4+ vµ NH3 phô thuéc rÊt nhiÒu vµo pH vµ nhiÖt ®é: NH4+ ( NH3 + H+ %NH3 %NH4+ 10.00 90.00 5.0 1.0 99.00 0.5 0.1 99.9 0.05 0.01 99.99 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 C¶ NH4+ vµ NH3 ®Òu cã ¶nh h­ëng xÊu tíi vi khuÈn. Vi khuÈn axit ho¸ th× hÇu nh­ kh«ng bÞ ¶nh h­ëng, nh­ng ng­îc l¹i vi khuÈn Methan bÞ h¹n chÕ rÊt m¹nh. Hîp chÊt l­u huúnh: S lµ mét nguyªn tè cÇn thiÕt cho sù ph¸t triÓn cña vi sinh vËt, nh­ng ë nång ®é nã l¹i cã t¸c dông k×m h·m ®èi víi vi sinh vËt. Nguån S cã trong chÊt th¶i lµ do viÖc sö dông H2SO4 trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt. D­íi ®iÒu kiÖn yÕm khÝ SO4-2 bÞ khö thµnh H2S bëi c¸c vi khuÈn khö sunfat (desulfirikant): 4H2 + SO4-2 ( H2S + 2H2O + 2OH- H2S lµ mét axit yÕu cã thÓ hoµ tan trong n­íc. Ta cã c©n b»ng: H2S (HS- + H+ ( S2- + 2H+ ë pH thÊp, c©n b»ng chuyÓn dÞch sang tr¸i, do vËy thµnh phÇn H2S t¨ng. H2S sÏ theo khÝ r¸c ra ngoµi, do ®ã lµm gi¶m chÊt l­îng khÝ. MÆt kh¸c khi ®èt sÏ t¹o khÝ SO2 g©y « nhiÔm kh«ng khÝ. 100 %H2S %HS- 0 80 20 40 60 5.0 6.0 6.4 6.6 6.8 7.0 7.2 7.4 7.6 8.0 9.0 ¶nh h­ëng cña pH tíi thµnh phÇn H2S vµ HS- Qu¸ tr×nh khö sunfat nãi chung kh«ng g©y ¶nh h­ëng nhiÒu tíi vi khuÈn lªn men nh­ng l¹i ¶nh h­ëng m¹nh ®èi víi vi khuÈn methan. Vi khuÈn khö sunfat c¹nh tranh víi vi khuÈn Methan trong viÖc sö dông H2. Ngoµi ra b¶n th©n l­îng H2S t¹o ra còng g©y ¶nh h­ëng trùc tiÕp tíi vi khuÈn Methan. 3.1.3 sù chuyÓn ®éng cña khÝ b·i r¸c. KhÝ gas cã thÓ chuyÓn ®éng xuyªn qua líp r¸c, líp ®Êt phñ nhê qu¸ tr×nh khuÕch t¸n. Khi khÝ r¸c h×nh thµnh, ¸p suÊt trong b·i r¸c lín h¬n ¸p suÊt khÝ quyÓn nhê vËy khÝ r¸c chuyÓn ®éng ®­îc ra ngoµi. Tèc ®é chuyÓn ®éng cña c¸c cÊu tö trong khÝ b·i r¸c ®­îc x¸c ®Þnh b»ng c«ng thøc: ((1+()
=-
+ Dz
+ G Trong ®ã: (: ®é xèp cña vËt liÖu (m3/m3) (: yÕu tè tÝnh ®Õn ®é hÊp phô vµ chuyÓn pha CA: nång ®é cña cÊu tö A (g/m3) VZ: tèc ®é ®èi l­u theo ph­¬ng Z (m/s) DZ: hÖ sè khuÕch t¸n hiÖu qu¶ (m2/s) G: c¸c nguån ph¸t sinh trong ph©n tè thÓ tÝch (kg/m2.s) Z: ph­¬ng kh¶o s¸t (ph­¬ng ®øng) VZ= -
Tèc ®é khÝ theo ph­¬ng Z, tu©n theo ®Þnh luËt Darcy Trong ®ã: k: ®é nhít cña hçn hîp khÝ p: ¸p suÊt (N/m2) Z: ®é s©u Ph­¬ng tr×nh trªn cã thÓ gi¶i ®­îc b»ng m¸y tÝnh, tuy nhiªn gi¶i rÊt phøc t¹p vµ ph¶i biÕt ®iÒu kiÖn ®Çu vµ biªn. NÕu bá qua qu¸ tr×nh hÊp phô vµ c¸c nguån ph¸t sinh trong ph©n tè thÓ tÝch, NA=-Dz
NA: l­îng cÊu tö A chuyÓn qua mét ®¬n vÞ diÖn tÝch trong mét ®¬n vÞ thêi gian (g/m2.s) DZ: hÖ sè khuÕch t¸n h÷u hiÖu (cm2/s) L­îng khÝ b·i r¸c sinh ra kh«ng cßn nhiÒu th× c«ng thøc trªn thµnh: NA=-
Trong ®ã: D : hÖ sè khuÕch t¸n (cm2/s) (gas: ®é rçng cña khÝ gas (cm3/cm3) (: tæng ®é rçng (cm3/cm3) sù chuyÓn ®éng cña b·i r¸c diÔn ra theo ph­¬ng ngang, ph­¬ng th¼ng ®øng: khÝ methan nhÑ h¬n kh«ng khÝ chuyÓn ®éng nªn trªn, khÝ CO2 nÆng h¬n sÏ chuyÓn ®éng xuèng d­íi. chuyÓn ®éng ®i lªn cña khÝ b·i r¸c C¶ khÝ CH4 vµ CO2 ®Òu cã thÓ xuyªn qua líp ®Êt phñ ®Ó ®i vµo kh«ng khÝ nhê qu¸ tr×nh ®èi l­u vµ khuÕch t¸n. Ph­¬ng tr×nh biÓu diÔn kh¶ n¨ng khuÕch t¸n cña chóng nh­ sau: NA= -
Trong ®ã: NA: l­îng chÊt A chuyÓn ®éng qua mét ®¬n vÞ bÒ mÆt cña líp phñ (g/cm2.s) CA atm: nång ®é cÊu tö A ë mÆt trªn cña líp phñ (g/cm3) CA fill: nång ®é cña cÊu tö A ë mÆt ®¸y líp phñ (g/cm3) L: chiÒu dµy líp phñ (cm) chuyÓn ®éng ®i xuèng cña khÝ b·i r¸c KhÝ CO2 nÆng h¬n kh«ng khÝ nªn th­êng di chuyÓn ®i xuèng ®¸y b·i r¸c. NÕu líp chèng thÊm lµ ®Êt th× CO2 cã thÓ chuyÓn ®éng xuèng d­íi ®Êt vµ gÆp n­íc ®Ó thùc hiÖn ph¶n øng: CO2 + H2O ( H2CO3 Ph¶n øng nµy lµm cho l­îng pH gi¶m vµ dÉn ®Õn hoµ tan mét sè chÊt vµo n­íc ngÇm. VÝ dô H2CO3 gÆp tÇng ®¸ ë d­íi, nã tham gia ph¶n øng. CaCO3 + H2CO3 ( Ca2+ + H2CO3- vµ t¨ng ®é cøng cña n­íc. chuyÓn ®éng cña c¸c cÊu tö vÕt. Cã thÓ m« t¶ sù chuyÓn ®éng cña cÊu tö vÕt theo ph­¬ng tr×nh sau: Ni=-
Trong ®ã: Ni:l­îng chÊt A chuyÓn ®éng qua 1 ®¬n vÞ bÒ mÆt líp phñ (g/cm3) Ci atm: Nång ®é cÊu tö i ë bÒ mÆt líp phñ (g/cm3) Ci s: Nång ®é cÊu tö i b·o hoµ h¬i (g/cm3) Ci s.Wi: Nång ®é cÊu tö i ë ®¸y líp phñ (g/cm3) L: chiÒu dµy líp phñ (cm) Cã thÓ ®¬n gi¶n c«ng thøc b»ng c¸ch cho Ci atm=0, trªn thùc tÕ Ci atm
0, do cÊu tö i t¹i bÒ mÆt r¸c bÞ giã cuèn ®i hoÆc khuÕch t¸n nhanh chãng: C«ng thøc thµnh: Ni
3.2 tÝnh to¸n khèi l­îng khÝ b·i r¸c. L­îng khÝ sinh ra phô thuéc thµnh phÇn. ®Æc tÝnh cña r¸c th¶i. phô thuéc vµo ®iÒu kiÖn khÝ hËu nh­ ®é Èm. nhiÖt ®é ... B¶ng 2: ®Æc tÝnh c¬ b¶n cña r¸c th¶i h÷u c¬. Thµnh phÇn  %khèi l­îng ­ít  §é Èm(%)   Thµnh phÇn ph©n huû nhanh     R¸c h÷u c¬  53  70   GiÊy vôn  1.5  8   L¸ c©y  1.2  60   Tæng céng  55.7    Thµnh phÇn h÷u c¬ ph©n huû chËm     V¶i  0.5  10   L¸ c©y  0.8  60   Nil«ng. ®å nhùa  2.0  2   Cao su  1  2   Tæng céng  4.3    B¶ng 3: Thµnh phÇn ho¸ häc cña r¸c th¶i ®« thÞ Thµnh phÇn  % khèi l­îng kh«    C  H  O  N  S  TRO   R¸c h÷u c¬  48.0  6.4  37.6  2.6  0.4  5.0   GiÊy vô  43.4  5.8  44.3  0.3  0.2  6.0   L¸ c©y  47.8  6.0  38.0  3.4  0.3  4.5   V¶i  48.0  6.4  40.0  2.2  0.2  3.2   Nil«ng. ®å nhùa  60.0  7.2  22.8    10.0   Cao su  69.7  8.7    1.6  20.0   Víi giai ®o¹n I Tõ b¶ng trªn vµ khèi l­îng r¸c ®em ch«n lÊp ë b·i trong giai ®o¹n I lµ 1.989.701 B¶ng 4: khèi l­îng c¸c thµnh phÇn r¸c th¶i Thµnh phÇn  Khèi l­îng ­ít  Khèi l­îng kh«  Khèi l­îng riªng ( tÊn)      C  H  O  N  S  Tro   Thµnh phÇn ph©n huû nhanh   R¸c h÷u c¬  1054542  316362.5  151854  20247.2  118952.3  8225.424  1265.45  15818.12   GiÊy vôn  29845.52  27457.87  11916.72  1592.557  12163.84  82.37362  54.91575  1647.472   L¸ c©y  23876.41  9550.565  4565.17  573.0339  3629.215  324.7192  28.65169  429.7754   Tæng céng  1108263  353370.9  168335.9  22412.79  134745.3  8632.517  1349.017  17895.37   Thµnh phÇn ph©n huû chem.   L¸ c©y  9948.505  3979.402  1902.1542  238.7641  1512.173  135.2997  11.93821  179.0731   V¶i  15917.608  14325.847  6876.4067  916.8542  5730.339  315.1686  28.65169  458.4271   Nil«ng, ®å nhùa  39794.02  38998.14  23398.884  2807.866  8891.576    3899.814   Cao su  19897.01  19499.07  13590.852  1696.419    311.9851  3899.814   Tæng céng  85557.14  76802.459  45768.29622  5659.903  16134.09  450.4683  352.575  8437.128   Thµnh phÇn mol cña c¸c nguyªn tè lµ: Nguyªn tè  C  H  O  N  S   Khèi l­îng nguyªn tö  12,01  1,01  16,00  14,01  32,06   Tæng sè mol        PhÇn ph©n huû nhanh  14016.3  22190.9  8421.6  616.2  42.1   PhÇn ph©n huû chËm  3810.8  5603.9  1008.4  32.2  11   Tû lÖ mol cña c¸c thµnh phÇn (lÊy N=1). Thµnh phÇn  Tû lÖ mol    Ph©n huû nhanh  Ph©n huû chËm   C  23  118   H  36  174   O  14  31   N  1  1   Tõ b¶ng trªn ta cã c«ng thøc ho¸ häc ®èi víi thµnh phÇn ph©n huû nhanh lµ C23H36O14N Tõ b¶ng trªn ta cã c«ng thøc ho¸ häc ®èi víi thµnh phÇn ph©n huû chËm lµ CHON §èi víi thµnh phÇn r¸c ph©n huû sinh häc nhanh, l­îng khÝ gas t¹o thµnh tõ ph¶n øng: C23H36O14N +7.75 H2O =12.125 CH4 +10.875 CO2 +NH3 550 139.6 194.6 478.6 17.04 Khèi l­îng riªng cña CH4 lµ 0.7167kg/m3, cña CO2 lµ 1.9768kg/m3 Tõ ph¶n øng trªn ta cã:
 §èi víi thµnh phÇn ph©n huû sinh häc chËm, l­îng khÝ gas ®­îc h×nh thµnh theo ph¶n øng: C118H174O31N + 59.75H2O = 72.625CH4 + 45.375CO2 + NH3 2103 1077 1166 1997 17.04 Sù biÕn ®æi cña khÝ theo thêi gian: ¸p dông m« h×nh tam gi¸c, ta x¸c ®Þnh ®­îc l­îng khÝ sinh ra theo thêi gian ®èi víi thµnh phÇn ph©n huû nhanh vµ ph©n huû chËm.