Thiết kế hệ thống quản lý chất thải rắn đô thị cho thành phố Quảng Ngãi quy hoạch đến năm 2030

LỜI MỞ ĐẦU Thành phố Quảng Ngãi là thành phố tỉnh lỵ, trung tâm chính trị, kinh tế, văn hóa, khoa học kỹ thuật và an ninh - quốc phòng của tỉnh Quảng Ngãi. Thành phố Quảng Ngãi nằm ở trung đoạn giữa thủ đô Hà nội và thành phố Hồ Chí Minh, là đầu mối giao thông của khu vực Trung trung bộ và Tây nguyên; nằm trên các trục giao thông đường bộ, đường sắt của quốc gia như: Quốc lộ 1A, Quốc lộ 24, đường sắt thống nhất Bắc Nam gắn với sân bay Quốc tế Chu Lai và cảng biển nước sâu Dung Quất nên thuận lợi trong việc giao với các tỉnh, thành phố trong cả nước và Quốc tế. Chính sự gia tăng dân số đã làm tăng áp lực một cách đáng kể lên cơ sở hạ tầng vốn dĩ thiếu hụt của thành phố, trong đó có hệ thống quản lý chất thải rắn. Những năm gần đây tốc độ đô thị hóa ngày càng tăng cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các ngành công nghiệp, dịch vụ, đã làm nảy sinh nhiều vấn đề nan giải mới trong công tác bảo vệ môi trường. Lượng chất thải rắn phát sinh từ những hoạt động trên ngày nhiều hơn, đa dạng về thành phần và nguy cơ gây ô nhiễm là rất cao. Vấn đề quản lý chất thải rắn đô thị tại thành phố trở nên là vấn đề cấp bách đang được cơ quan chính quyền các cấp quan tâm, bởi lẽ thành phố chưa có bãi chôn lấp hợp vệ sinh, phương tiện vận chuyển và nhân công còn nhiều hạn chế. Điều này là nguy cơ gây ô nhiễm trầm trọng cho môi trường và ảnh hưởng sức khỏe cộng đồng. Do vậy, việc thành lập một hệ thống kỹ thuật quản lý chất thải rắn sinh hoạt cho Thành phố Quảng Ngãi là điều cấp bách và quan trọng. MỤC LỤC Chương 1 GIỚI THIỆU CHUNG 1-1 1.1 Nhiệm Vụ Thiết Kế 1-1 1.2 Giới Hạn Đồ Án 1-1 1.3 Giới Thiệu Khu Vực Thiết Kế 1-1 1.3.1 Địa lý – Điều kiện tự nhiên 1-1 1.3.2 Kinh tế 1-4 1.3.1 Cơ sở hạ tầng 1-4 1.4 Cấu Trúc Thuyết Minh 1-4 Chương 2 NGUỒN PHÁT SINH, THÀNH PHẦN, KHỐI LƯỢNG CHẤT THẢI RẮN ĐÔ THỊ PHÁT SINH TRÊN ĐỊA BÀN KHU VỰC THIẾT KẾ 2-1 2.1 Các Nguồn Phát Sinh Chất Thải Ở Quận 4 2-1 2.2 Xác Định Dân Số Thành Phố Quảng Ngãi Tính Đến Năm 2030 2-2 2.3 Xác Định Khối Lượng Chất Thải Phát Sinh Từ Các Nguồn Khác Nhau Tính Đến Năm 2030 2-5 2.4 Ước Tính Lượng Rác Phát Sinh Từ Hộ Gia Đình 2-6 2.5 Ước Tính Lượng Rác Phát Sinh Từ Chợ 2-6 2.6 Ước Tính Lượng Rác Phát Sinh Từ Nhà Nghỉ, Khách Sạn 2-7 2.7 Ước Tính Lượng Rác Phát Sinh Từ Các Nhà Hàng, Quán Ăn 2-7 2.8 Lượng Rác Phát Sinh Từ Các Siêu Thị 2-8 2.9 Ước Tính Tổng Lượng Rác Phát Sinh Từ Các Trường Đại Học Và Cao Đẳng2-8 2.10 Tổng Lượng Rác Phát Sinh Từ Nhà Trẻ Và Trường Mầm Non 2-9 2.11 Tổng Lượng Rác Phát Sinh Từ Các Trường Dạy Nghề 2-9 2.12 Tổng Lượng Rác Phát Sinh Từ Các Trường Tiểu Học, THCS, THPT 2-10 2.13 Tổng Lượng Rác Phát Sinh Từ Thành Phố Quảng Ngãi Qua Từng Năm 2-10 2.14 Thành Phần Chất Thải Rắn 2-11 Chương 3 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN KỸ THUẬT QUẢN LÝ CHẤT THẢI RẮN ĐÔ THỊ 3-1 3.1 Phương Án 1 3-1 3.2 Phương Án 2 3-1 3.3 Phương Án 3 3-1 3.4 Lựa Chọn Phương Án 3 3-1 Chương 4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG QUẢN LÝ CHẤT THẢI RẮN TẠI NGUỒN 4-1 4.1 Xác Định Số Thùng Chứa Rác ChoHộ Gia Đình 4-1 4.2 Xác Định Số Thùng Chứa Rác Cho Chợ 4-3 4.3 Xác Định Số Thùng Chứa Rác Cho Nhà Nghỉ, Khách Sạn 4-4 4.4 Xác Định Số Thùng Chứa Rác ChoNhà Hàng, Quán Ăn 4-6 4.5 Xác Định Số Thùng Chứa Rác Cho Siêu Thị 4-8 4.6 Xác Định Số Thùng Chứa Rác Cho Các Trường ĐH, CĐ 4-10 4.7 Xác Định Số Thùng Chứa Rác Cho Các Nhà Trẻ, Trường Mần Non 4-11 4.8 Xác Định Số Thùng Chứa Rác Cho Các Trường Dạy Nghề 4-13 4.9 Xác Định Số Thùng Chứa Rác Cho Các Trường Tiểu Học, THCS, THPT 4-15 Chương 5 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG THU GOM, TRUNG CHUYỂN, VẬN CHUYỂN 5-1 5.1 Tính Toán Thu Gom Rác Hữu Cơ 5-1 5.1.1 Tính toán số thùng thu gom rác hữu cơ 5-1 5.2.2 Tính toán số lượng xe ép vận chuyển rác hữu cơ 5-3 5.1 Tính Toán Thu Gom Rác Vô Cơ 5-5 5.1.1 Tính toán số thùng thu gom rác vô cơ 5-5 5.2.2 Tính toán số lượng xe ép vận chuyển rác vô cơ 5-7 Chương 6 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ, TÁI CHẾ TẬP TRUNG 6-1 6.1 Các Hạng Mục Công Trình Trong Khu Xử Lý Chất Thải Rắn 6-1 6.2 Các Công Trình Phụ Trợ Của Khu Xử Lý Chất Thải Rắn 6-1 6.2.1 Trạm cân và nhà bảo vệ 6-1 6.2.2 Trạm rửa xe 6-1 6.2.3 Sàng phân loại 6-2 6.3 Khu Tái Chế Chất Thải 6-3 6.3.1 Tái chế giấy 6-3 6.3.2 Tái chế nhựa 6-5 6.3.3 Tái chế thủy tinh 6-8 6.4 Tính Toán Thiết Kế Nhà Máy Làm Phân Compost 6-9 6.4.1 Giai đoạn chuẩn bị nguyên liệu 6-10 6.4.2 Giai đoạn lên men 6-11 6.4.3 Giai đoạn ủ chín và ổn định mùn compost 6-11 6.4.4 Giai đoạn tinh chế và đóng bao thành phẩm phân compost 6-12 6.5 Tính Toán Thiết Kế Các Công Trình Của Nhà Máy Compost 6-12 6.5.1 Xác định khối lượng, công thức phân tử ctr hữu cơ 6-12 6.5.2 Tính toán thiết kế khu tiếp nhận rác 6-14 6.5.3 Thiết kế hệ thống phân loại băng chuyền bằng tay 6-14 6.5.4 Xác định và tính toán lượng vật liệu cần thiết để phối trộn 6-15 6.5.5 Khu vực lưu trữ vật liệu phối trộn 6-16 6.5.6 Khu vực phối trộn vật liệu 6-16 6.5.7 Tính toán thiết kế hệ thống hầm ủ 6-16 6.5.8 Tính toán hệ thống cấp khí 6-17 6.5.9 Khu vực ủ chín và ổn định mùn compost 6-19 6.5.10 Hệ thống phân loại thô 6-19 6.5.11 Hệ thống phân loại tinh 6-20 6.5.13 Các thiết bị và công trình khác trong nhà máy 6-21 6.5.12 Tách kim loại 6-21 Chương 7 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BÃI CHÔN LẤP HỢP VỆ SINH 7-1 7.1 Mục Đích Sử Dụng Bãi Chôn Lấp 7-1 7.2 Qui Mô Bãi Chôn LẤp 7-1 7.3 Các Hạng Mục Chính Cần Đầu Tư 7-2 7.3.1 Ô chôn lấp 7-2 7.3.2 Lớp lót đáy 7-3 7.3.3 Lớp che phủ cuối cùng 7-4 7.3.4 Lớp che phủ hằng ngày 7-5 7.3.5 Thu gom và xử lý nước rỉ rác 7-5 7.3.6 Thu gom và xử lý khí 7-6 7.4 Quy Trình Vận Hành Bãi Chôn LẤp 7-7 7.5 Tính Toán Thiết Kế Ô Chôn Lấp 7-8 7.5.1 Khối lượng chất thải đem chôn lấp 7-8 7.5.2 Tính toán chi tiết cho ô chôn lấp chất thải rắn 7-9 7.6 Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Thu Khí 7-20 7.6.1 Xác định công thức phân tử của chất thải rắn 7-20 7.6.2 Tính lượng khí sinh ra từ một mẫu CTR hữu cơ bất kì 7-21 7.6.3 Xác định biến thiên lượng khí sinh ra từ 100 kg ctr đem chôn lấp 7-21 7.6.4 Lượng khí sinh ra từ 1 ô chôn lấp chất thải rắn hữu cơ 7-23 7.6.5 Tổng lượng khí sinh ra từ các ô chôn lấp hữu cơ 7-29 7.6.6 Thiết kế hệ thống thu khí cho một ô chôn lấp chất thải 7-35 7.7 Tính Toán Lượng Nước Rỉ Rác Sinh Ra 7-37 7.7.1 Thông số tính toán 7-37 7.7.2 Tính toán lượng nước rỉ rác sinh ra theo thời gian của khu chôn lấp chất thải rắn 7-37 7.7.3 Thiết kế hệ thống thu nước rỉ rác cho BCL chất thải rắn 7-57 7.7.4 Tính toán mương thu nước mưa 7-57 7.8 Xác Định Lưu Lượng Và Đặc Tính Nước Thải Cần Xử Lý 7-58 7.8.1 Thành Phần Nước Thải 7-58 7.9 Sơ Đồ Công Nghệ Trạm Xử Lý Nước Thải 7-59 7.9.1 Phương án 1 7-60 7.9.2 Phương án 2 7-62 7.10 Tính Toán Độ Sụt Lún 7-63 Chương 8 DỰ TOÁN KINH PHÍ XÂY DỰNG VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG QUẢN LÝ CHẤT THẢI RẮN ĐÔ THỊ CHO KHU VỰC THIẾT KẾ 8-1 8.1 Tính Toán Kinh Tế Cho Hệ Thống Thu Gom Chất Thải Rắn 8-1 8.1.1 Tính toán chi phí tiền lương cho công nhân thu gom 8-1 8.1.2 Chi phí đầu tư thiết bị tính trên 1 công nhân thu gom trong một năm 8-2 8.2 Tính Toán Kinh Tế Cho Hệ Thống Vận Chuyển 8-3 8.2.1 Tính toán chi phí đầu tư xe ép để thu gom các loại chất thải 8-4 8.2.2 Chi phí vận chuyển chất thải rắn đến khu xử lý 8-4 8.3 Tính Toán Kinh Phí Xây Dựng Nhà Máy Compost 8-4 8.3.1 Chi phí đầu tư thiết bị máy móc 8-4 8.3.2 Chi phí lương nhân viên 8-5 8.3.3 Chi phí xây dựng 8-5 8.3.4 Chi phí khấu hao và duy tu cho hệ thống 8-5 8.4 Tính Toán Kinh Tế Cho Hệ Thống Bãi Chôn Lấp Chất Thải Rắn 8-6 8.4.1 Chi phí đầu tư xây dựng 8-6 8.4.2 Chi phí đầu tư thiết bị 8-6 8.4.3 Chi phí vận hành 8-7 8.5 Tính Toán Kinh Tế Cho Trạm Xử Lý Nước Thải 8-8 8.5.1 Tính toán chi phí xây dựng trạm xử lý nước thải 8-8 8.5.2 Chi phí đầu tư thiết bị trạm xử lý nước thải 8-8 8.5.3 Chi phí vận hành trạm xử lý nước thải 8-8 Chương 9 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 9-1 9.1 Kết Luận 9-1 9.2 Kiến Nghị 9-1 DANH SÁCH BẢNG Bảng 2.1 Dân số thành phố từ năm 2000 đến năm 2008 theo phương pháp 1 2-2 Bảng 2.2 Ước tính dân số thành phố đến năm 2030 theo phương pháp 1 2-2 Bảng 2.3 Dân số thành phố từ năm 2000 đến năm 2008 theo phương pháp 2 2-3 Bảng 2.4 Ước tính dân số thành phố đến năm 2030 theo phương pháp 2 2-3 Bảng 2.5 Ước tính lượng rác phát sinh của thành phố đến năm 2030 2-5 Bảng 2.6 Lượng rác phát sinh từ hộ gia đình qua từng năm 2-6 Bảng 2.7 Lượng rác phát sinh chợ qua từng năm 2-6 Bảng 2.8 Lượng rác phát sinh từ nhà nghỉ, khách sạn qua từng năm 2-7 Bảng 2.9 Lượng rác phát sinh từ nhà hàng, quán ăn qua từng năm 2-7 Bảng 2.10 Lượng rác phát sinh từ siêu thị qua từng năm 2-8 Bảng 2.11 Lượng rác phát sinh từ trường đại học và cao đẳng qua từng năm 2-8 Bảng 2.12 Lượng rác phát sinh từ nhà trẻ và trường mầm non qua từng năm 2-9 Bảng 2.13 Lượng rác phát sinh từ trường dạy nghề qua từng năm 2-9 Bảng 2.14 Lượng rác phát sinh từ trường tiểu học, THCS, THPT qua từng năm 2-10 Bảng 2.15 Khối lượng rác của thành phố phát sinh qua từng năm 2-10 Bảng 2.16 Thành phần chất thải rắn sinh hoạt thành phố 2-11 Bảng 4.1 Số thùng cung cấp cho các hộ gia đình qua các năm 4-1 Bảng 4.2 Số thùng chứa rác hữu cơ cần cung cấp cho các chợ 4-3 Bảng 4.3 Số thùng chứa rác vô cơ cần cung cấp cho các chợ 4-4 Bảng 4.4 Số thùng chứa rác hữu cơ cần cung cấp cho nhà nghỉ, khách sạn 4-5 Bảng 4.5 Số thùng chứa rác vô cơ cần cung cấp cho nhà nghỉ, khách sạn 4-6 Bảng 4.6 Số thùng chứa rác hữu cơ cần cung cấp cho nhà hàng, quán ăn 4-7 Bảng 4.7 Số thùng chứa rác vô cơ cần cung cấp cho nhà hàng, quán ăn 4-7 Bảng 4.8 Số thùng chứa rác hữu cơ cần cung cấp cho siêu thị 4-8 Bảng 4.9 Số thùng chứa rác vô cơ cần cung cấp cho siêu thị 4-9 Bảng 4.10 Số thùng chứa rác hữu cơ cần cung cấp cho trường ĐH, CĐ 4-10 Bảng 4.11 Số thùng chứa rác vô cơ cần cung cấp cho trường ĐH, CĐ 4-11 Bảng 4.12 Số thùng chứa rác hữu cơ cần cung cấp cho nhà trẻ, trường mầm non 4-12 Bảng 4.13 Số thùng chứa rác vô cơ cần cung cấp cho nhà trẻ, trường mầm non 4-13 Bảng 4.14 Số thùng chứa rác hữu cơ cần cung cấp cho trường dạy nghề 4-14 Bảng 4.15 Số thùng chứa rác vô cơ cần cung cấp cho trường dạy nghề 4-15 Bảng 4.16 Số thùng chứa rác hữu cơ cần cung cấp cho trường tiểu học, THPT, THCS 4-16 Bảng 4.17 Số thùng chứa rác vô cơ cần cung cấp cho trường tiểu học, THPT, THCS 4-17 Bảng 6.1 So sánh một số chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật giữa 2 phương án (PA) ủ lên men 6-11 Bảng 6.2 Thông số kỹ thuật của máy đảo trộn hiệu SPM 5300 6-12 Bảng 6.3 Tỷ lệ % khối lượng các nguyên tố của mẫu CTR 6-13 Bảng 6.4 Khối lượng (khô) các nguyên tố cơ bản có trong thành phần CTR 6-13 Bảng 6.5 Tổng kết số liệu tính toàn về hầm ủ 6-17 Bảng 6.6 Tổng kết số liệu tính toán về hệ thống phân phối khí 6-19 Bảng 6.7 Thông số kỹ thuật 2 loại máy sàng 6-20 Bảng 7.1 Khối lượng chất thải rắn thu gom từ các nguồn cần chôn lấp từ năm 2008 – 2025 .7-9 Bảng 7.2 Khối lương rác hữu cơ cần chôn lấp từ năm 2008 – 2025 7-9 Bảng 7.3 Kích thước và thể tích của một ô chôn lấp chất thải rắn 7-17 Bảng 7.4 Thông số thiết kế 1 ô chôn lấp chất thải rắn 7-18 Bảng 7.5 Thời gian vận hành của các ô chôn lấp rác 7-18 Bảng 7.6 Tỷ lệ % khối lượng các nguyên tố của mẫu CTR 7-20 Bảng 7.7 Khối lượng (khô) các nguyên tố cơ bản có trong thành phần CTR 7-21 Bảng 7.8 Khối lượng khí và thể tích khí sinh ra trong 100 kg chất thải rắn hữu cơ mang chôn lấp 7-21 Bảng 7.9 Biến thiên lượng khí phát sinh trên 100 kg rác hữu cơ theo thời gian phân hủy 7-22 Bảng 7.10 Biến thiên lượng khí phát sinh trên 1 kg rác hữu cơ theo thời gian phân 7-22 Bảng 7.11 Tổng hợp lượng khí sinh trên 1 m2 lớp rác của ô1 7-28 Bảng 7.12 Lượng khí phát sinh ở ô 1 7-29 Bảng 7.13 Tổng lượng khí sinh ra ở các ô chôn lấp rác 7-30 Bảng 7.14 Lượng khí CH4 thu được qua các năm 7-32 Bảng 7.15 Tổng lượng nước rỉ rác sinh ra từ các lớp trong 1 ô chôn lấp tính trên 1 m2 theo thời gian 7-53 Bảng 7.16 Lượng khí sinh ra trong mỗi lớp của 1 ô chôn lấp 7-54 Bảng 7.17 Tổng lượng nước rỉ rác sinh ra của bãi chôn lấp 7-55 Bảng 7.18 Thành phần, tính chất nước rỉ rác 7-59 Bảng 8.1 Chi phí tiền lương ước tính cho một công nhân trong 1 tháng 8-1 Bảng 8.2 Chi phí phải trả cho công nhân thu gom tính cho từng năm 8-2 Bảng 8.3 Kinh phí đầu tư thùng 660 lít thu gom chất thải tính cho từng năm 8-2 Bảng 8.4 Chi phí đầu tư thiết bị cá nhân 8-3 Bảng 8.5 Số tiền đầu tư cho hệ thống thu gom tính theo từng năm 8-3 Bảng 8.6 Chi phí đầu tư xe ép thu gom các loại chất thải tính cho năm 2007 8-4 Bảng 8.7 Chi phí xây dựng cơ bản cho khu xử lý 8-4 Bảng 8.8 Chi phí thiết bị máy móc cho nhà máy sản xuất compost 8-4 Bảng 8.9 Chi phí tiền lương nhân viên cho nhà máy sản xuất compost 8-5 Bảng 8.10 Chi phí xây dựng cho nhà máy sản xuất compost 8-5 Bảng 8.11 Chi phí xây dựng cơ sở hạ tầng khu chôn lấp CTR 8-6 Bảng 8.12 Chi phí đầu tư thiết bị 8-6 Bảng 8.13 Lương nhân công vận hành khu chôn lấp 8-7 Bảng 8.14 Chi phí đầu tư xây dựng công trình trong trạm xử lý 8-8 Bảng 8.15 Chi phí đầu tư thiết bị trong trạm xử lý 8-8 DANH SÁCH HÌNH Hình 1.1 Bản đồ thành phố Quảng Ngãi 1-4 Hình 2.1 Đồ thị xác định hằng số tốc độ tăng dân số theo thời gian theo phương pháp 1. 2-2 Hình 2.2 Đồ thị xác định hằng số tốc độ tăng dân số theo thời gian thep phương pháp 2. 2-4 Hình 2.3 Đồ thị xác định hằng số tốc độ phát sinh rác theo thời gian theo phương pháp 1. 2-6 Hình 2.4 Đồ thị xác định hằng số tốc độ phát sinh rác theo thời gian theo phương pháp 2. 2-7 Hình 6.1 Sơ đồ công nghệ tái chế giấy 6-3 Hình 6.2 Dây chuyền công nghệ tạo nhựa cứng 6-6 Hình 6.3 Dây chuyền công nghệ chế tạo bao nilon cung cấp cho nhà máy làm phân compost6-7 Hình 6.4 Dây chuyền tái chế thủy tinh 6-8 Hình 6.5 Sơ đồ quy trình sản xuất compost. 6-10 Hình 6.6 Hệ thống phân loại băng chuyền bằng tay. 6-14 Hình 6.7 Sơ đồ quy trình công nghệ tinh chế phân compost. 6-21 Hình 7.1 Bãi chôn lấp nổi 7-2 Hình 7.2 Cấu tạo lớp lót đáy 7-4 Hình 7.3 Chi tiết lớp phủ đất sau cùng 7-5 Hình 7.4 Biến thiên lượng khí sinh ra theo thời gian với chất thải rắn hữu cơ 7-22 Hình 7.5 Sơ đồ bố trí ống thu khí 7-37 Hình 7.6 Sơ đồ bố trí ống thu khí ở mỗi ô chôn lấp . 7-37 Hình 7.7 Sơ đồ bố trí ống thu nước rỉ rác 7-60 Hình 7.8 Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải theo phương án 1 7-64 Hình 7.9 Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải theo phương án 2 7-66