Giáo trình Quản lý chất thải rắn đô thị (Phần 1)
1.1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN
Chất thải được hiểu như quy định tại Điều 2 của Luật Bảo Vệ Môi Trường năm 2005:
“chất thải là vật chất ở dạng rắn, lỏng, khí, mùi hoặc các dạng khác thải ra từ sinh hoạt,
sản xuất, kinh doanh, dịch vụ hoặc các hoạt động khác của con người”.
Chất thải rắn là tất cả các chất thải, phát sinh từ các hoạt động của con người và động
vật, thường ở dạng rắn và bị đổ bỏ vì không sử dụng được hoặc không được mong muốn
nữa.
Chất thải rắn sinh hoạt là chất thải rắn sinh ra từ các khu nhà ở (biệt thự, hộ gia đình
riêng lẻ, chung cư, ), khu thương mại (cửa hàng, nhà hàng, chợ, siêu thị, văn phòng,
khách sạn, nhà nghỉ, trạm dịch vụ, của hàng sử xe, ), cơ quan (trường học, viện nghiên
cứu, trung tâm, bệnh viện, nhà tù, các trung tâm hành chánh nhà nước, ) khu dịch vụ
công cộng (quét đường, công viên, giải trí, tỉa cây xanh, ) và từ công tác nạo vét cống
rãnh thoát nước. Chất thải rắn sinh hoạt bao gồm cả chất thải nguy hại sinh ra từ các
nguồn trên.
Chất thải rắn công nghiệp là chất thải rắn sinh ra trong quá trình sản xuất của các khu
công nghiệp, nhà máy, xí nghiệp, các cơ sở sản xuất vừa và nhỏ.
Chất thải rắn công nghiệp không bao gồm chất thải rắn sinh hoạt của cán bộ, công nhân
thải ra từ các khu công nghiệp, nhà máy, xí nghiệp, các cơ sở sản xuất vừa và nhỏ.
Chất thải rắn sinh hoạt và công nghiệp cũng còn được chia làm hai loại: (1) chất thải rắn
không nguy hại và (2) chất thải rắn nguy hại.
Chất thải rắn nguy hại là chất thải răn hoặc hợp chất của các chất thải rắn, do khối
lượng, nồng độ hoặc do tính chất vật lý, hóa học hoặc lây nhiễm có thể:
(a) gây hoặc góp phần đáng kể làm tăng số lượng tử vong hoặc làm tăng các bệnh nguy
hiểm
(b) gây nguy hại đến sức khỏe con người hoặc môi trường khi không được xử lý, lưu trữ,
vận chuyển, đổ bỏ hoặc quản lý không hợp lý.
Chất thải nguy hại là các loại chất thải (rắn, bùn, lỏng và các loại khí đóng bình) trừ các
chất thải phóng xạ (và lây nhiễm), do hoạt tính hóa học của chúng hoặc tính chất độc hại,
cháy nổ, ăn mòn, hoặc các tính chất khác, gây nên mối nguy hiểm hoặc tương tự đến sức
khỏe hoặc môi trường, dù đơn độc hay tiếp xúc với các chất thải khác.
Như vậy, chất thải nguy hại là chất thải có một trong bốn tính chất cháy (ignitable), ăn
mòn (corrosive), phản ứng (reactive), hoặc độc hại (toxic):Chương 1 - Giới thiệu chung
- Chất ăn mòn: là các chất lỏng có pH < 2="" hoặc="">12,5 hoặc có khả năng ăn mòn thép
lớn hơn 0,25 inches/năm (6,35 mm/năm).
- Chất thải cháy là các chất lỏng có nhiệt độ chớp cháy nhỏ hơn 60oC hoặc chất rắn có
khả năng gây cháy ở nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn.
- Chất thải phản ứng thường là các chất không ổn định, phản ứng mãnh liệt với nước
hoặc không khí, hoặc tạo thành hỗn hợp có khả năng nổ với nước.
- Chất thải có tính độc hại là các chất thải có khả năng thoát ra với khối lượng đáng kể
trong nước ở nồng độ đáng kể.
Chất thải rắn đô thị bao gồm chất thải rắn sinh hoạt từ các khu dân cư, từ các cơ sở
công nghiệp (khu công nghiệp, khu chế xuất, nhà máy, cơ sở sản xuất vừa và nhỏ), từ các
khu vực xây dựng và đập phá (xà bần), khu vực nhà máy xử lý (nhà máy xử lý nước,
nước thải sinh hoạt), lò đốt chất thải rắn đô thị.
Tóm tắt nội dung tài liệu: Giáo trình Quản lý chất thải rắn đô thị (Phần 1)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VĂN LANG KHOA CÔNG NGHỆ VÀ QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG GIÁO TRÌNH MÔN HỌC QUẢN LÝ CHẤT THẢI RẮN ĐÔ THỊ GVC. TS. Trần Thị Mỹ Diệu TP. Hồ Chí Minh, tháng 9 năm 2011 MỤC LỤC Chương 1 GIỚI THIỆU CHUNG 1 1.1 Một số khái niệm và định nghĩa cơ bản 2 1.2 Chất thải rắn đô thị và các vấn đề môi trường 3 1.3 Tổng quan về hệ thống quản lý chất thải rắn đô thị Chương 2 NGUỒN PHÁT SINH, KHỐI LƯỢNG, THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT CHẤT THẢI RẮN ĐÔ THỊ 2.1 Các nguồn phát sinh chất thải rắn đô thị 5 2.2 Khối lượng, tốc độ phát sinh chất thải rắn đô thị 5 2.2.1 Lựa chọn đơn vị biểu diễn khối lượng, tốc độ phát sinh chất thải rắn 5 2.2.2 Phương pháp khảo sát xác định tốc độ phát sinh chất thải rắn 7 2.2.3 Phương pháp dự đoán khối lượng và tốc độ phát sinh chất thải rắn 20 2.3 Thành phần chất thải rắn đô thị và phương pháp xác định 23 2.3.1 Thành phần chất thải rắn đô thị 23 2.3.2 Phương pháp phân tích thành phần chất thải rắn 24 2.4 Tính chất lý học, hóa học, sinh học của chất thải rắn đô thị 25 2.4.1 Tính chất lý học 25 2.4.2 Tính chất hóa học 31 2.4.3 Tính chất sinh học 36 Chương 3 QUẢN LÝ CHẤT THẢI RẮN ĐÔ THỊ TẠI NGUỒN 3.1 Lưu trữ chất thải rắn tại nguồn 38 3.1.1 Ảnh hưởng của việc lưu trữ đến các thành phần chất thải 38 3.1.2 Loại thùng chứa 41 3.1.3 Vị trí đặt thùng chứa 41 3.1.4 Sức khỏe cộng đồng và mỹ quan 42 3.2 Xử lý chất thải tại nguồn 42 Chương 4 HỆ THỐNG THU GOM CHẤT THẢI RẮN 4.1 Hệ Thống thu gom chất thải rắn từ các nguồn phát sinh có khối lượng nhỏ 44 4.1.1 Hình thức thu gom 44 4.1.2 Phương tiện thu gom 45 4.1.3 Phân tích tuyến thu gom, tính toán trang thiết bị và nhân công 46 4.2 Hệ thống thu gom chất thải rắn từ các nguồn phát sinh tập trung 51 4.2.1 Hình thức thu gom 51 4.2.2 Phương tiện thu gom 52 4.2.3 Phân tích tuyến thu gom, tính toán trang thiết bị và nhân công 52 4.3 Vạch Tuyến Thu Gom 54 4.3.1 Nguyên tắc vạch tuyến 54 4.3.2 Các bước vạch tuyến thu gom 55 Chương 5 TRUNG CHUYỂN VÀ VẬN CHUYỂN 5.1 Sự cần thiết của trạm trung chuyển 57 5.1 Phân loại trạm trung chuyển 57 5.4 Những yêu cầu thiết kế trạm trung chuyển 61 5.3 Phương tiện và phương pháp vận chuyển 61 ii Chương 6 CÔNG NGHỆ TÁI CHẾ CHẤT THẢI 6.1 Lon nhôm 65 6.2 Giấy và carton 65 6.3 Nhựa 66 6.4 Thủy tinh 68 6.5 Sắt và thép 69 6.6 Kim loại màu 69 6.7 Cao su 69 6.8 Pin gia dụng 69 6.9 Rác thực phẩm Chương 7 CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN ĐÔ THỊ 7.1 Giới thiệu chung 71 7.2 Phương pháp cơ học 71 7.3 Công nghệ sinh học xử lý kỵ khí 72 7.4 Công nghệ sinh học xử lý hiếu khí 80 7.5 Công nghệ xử lý nhiệt 94 Chương 8 BÃI CHÔN LẤP HỢP VỆ SINH 8.1 Phương pháp chôn lấp chất thải rắn 97 8.2 Phân loại, loại hình và phương pháp chôn lấp 102 8.3 Kiểm soát nước rỉ rác 105 8.4 Kiểm soát khí bãi chôn lấp 110 CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN Chất thải được hiểu như quy định tại Điều 2 của Luật Bảo Vệ Môi Trường năm 2005: “chất thải là vật chất ở dạng rắn, lỏng, khí, mùi hoặc các dạng khác thải ra từ sinh hoạt, sản xuất, kinh doanh, dịch vụ hoặc các hoạt động khác của con người”. Chất thải rắn là tất cả các chất thải, phát sinh từ các hoạt động của con người và động vật, thường ở dạng rắn và bị đổ bỏ vì không sử dụng được hoặc không được mong muốn nữa. Chất thải rắn sinh hoạt là chất thải rắn sinh ra từ các khu nhà ở (biệt thự, hộ gia đình riêng lẻ, chung cư,), khu thương mại (cửa hàng, nhà hàng, chợ, siêu thị, văn phòng, khách sạn, nhà nghỉ, trạm dịch vụ, của hàng sử xe,), cơ quan (trường học, viện nghiên cứu, trung tâm, bệnh viện, nhà tù, các trung tâm hành chánh nhà nước,) khu dịch vụ công cộng (quét đường, công viên, giải trí, tỉa cây xanh,) và từ công tác nạo vét cống rãnh thoát nước. Chất thải rắn sinh hoạt bao gồm cả chất thải nguy hại sinh ra từ các nguồn trên. Chất thải rắn công nghiệp là chất thải rắn sinh ra trong quá trình sản xuất của các khu công nghiệp, nhà máy, xí nghiệp, các cơ sở sản xuất vừa và nhỏ. Chất thải rắn công nghiệp không bao gồm chất thải rắn sinh hoạt của cán bộ, công nhân thải ra từ các khu công nghiệp, nhà máy, xí nghiệp, các cơ sở sản xuất vừa và nhỏ. Chất thải rắn sinh hoạt và công nghiệp cũng còn được chia làm hai loại: (1) chất thải rắn không nguy hại và (2) chất thải rắn nguy hại. Chất thải rắn nguy hại là chất thải răn hoặc hợp chất của các chất thải rắn, do khối lượng, nồng độ hoặc do tính chất vật lý, hóa học hoặc lây nhiễm có thể: (a) gây hoặc góp phần đáng kể làm tăng số lượng tử vong hoặc làm tăng các bệnh nguy hiểm (b) gây nguy hại đến sức khỏe con người hoặc môi trường khi không được xử lý, lưu trữ, vận chuyển, đổ bỏ hoặc quản lý không hợp lý. Chất thải nguy hại là các loại chất thải (rắn, bùn, lỏng và các loại khí đóng bình) trừ các chất thải phóng xạ (và lây nhiễm), do hoạt tính hóa học của chúng hoặc tính chất độc hại, cháy nổ, ăn mòn, hoặc các tính chất khác, gây nên mối nguy hiểm hoặc tương tự đến sức khỏe hoặc môi trường, dù đơn độc hay tiếp xúc với các chất thải khác. Như vậy, chất thải nguy hại là chất thải có một trong bốn tính chất cháy (ignitable), ăn mòn (corrosive), phản ứng (reactive), hoặc độc hại (toxic): Chương 1 - Giới thiệu chung 2 - Chất ăn mòn: là các chất lỏng có pH 12,5 hoặc có khả năng ăn mòn thép lớn hơn 0,25 inches/năm (6,35 mm/năm). - Chất thải cháy là các chất lỏng có nhiệt độ chớp cháy nhỏ hơn 60oC hoặc chất rắn có khả năng gây cháy ở nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn. - Chất thải phản ứng thường là các chất không ổn định, phản ứng mãnh liệt với nước hoặc không khí, hoặc tạo thành hỗn hợp có khả năng nổ với nước. - Chất thải có tính độc hại là các chất thải có khả năng thoát ra với khối lượng đáng kể trong nước ở nồng độ đáng kể. Chất thải rắn đô thị bao gồm chất thải rắn sinh hoạt từ các khu dân cư, từ các cơ sở công nghiệp (khu công nghiệp, khu chế xuất, nhà máy, cơ sở sản xuất vừa và nhỏ), từ các khu vực xây dựng và đập phá (xà bần), khu vực nhà máy xử lý (nhà máy xử lý nước, nước thải sinh hoạt), lò đốt chất thải rắn đô thị. 1.2 CHẤT THẢI RẮN ĐÔ THỊ VÀ CÁC VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG Chất thải rắn sinh ra chưa được thu gom và xử lý triệt để là nguồn gây ô nhiễm cả ba môi trường: đất, nước và không khí. Tại các bãi rác, nước rỉ rác và khí bãi rác là mối đe dọa đối với nguồn nước mặt và nước ngầm trong khu vực. Khối lượng chất thải rắn của các khu đô thị ngày càng gia tăng nhanh chóng theo tốc độ gia tăng dân số và phát triển kinh tế xã hội. Lượng chất thải rắn nếu không được xử lý tốt sẽ dẫn đến hàng loạt các hậu quả môi trường không thể lường trước được. Các vấn đề môi trường do chất thải rắn gây ra thường là hậu quả của việc không quản lý hợp lý chất thải rắn từ nguồn phát sinh đến nơi thải bỏ cuối cùng. Xả thải bừa bãi chất thải rắn xuống kênh rạch đã làm ô nhiễm nguồn nước mặt ở nhiều khu vực. Chôn lấp chất thải rắn không hợp vệ sinh đã gây ô nhiễm môi trường đất, nước mặt, nước ngầm và không khí ở hầu hết các khu vực có bãi rác. Đó là chưa kể đến các sự cố môi trường khác như lún, trượt bãi chôn lấp, tràn nước rỉ rác ra môi trường xung quanh, mùi hôi thối ảnh hưởng trên diện rộng, phát sinh ruồi muỗi và các loại côn trùng, Chỉ bằng cách tổ chức, vận hành và quản lý một cách hiệu quả chất thải rắn từ nguồn phát sinh đến nơi thải bỏ cuối cùng mới có thể giảm được chi phí cũng như hạn chế các vấn đề môi trường do rác gây ra. Khi từng khâu trong hệ thống quản lý chất thải rắn đô thị được tổ chức hợp lý và các khâu trong hệ thống này được phối hợp vận hành một cách nhịp nhàng, rác sẽ không còn là vấn nạn môi trường cho con người. Những nội dung trọng tâm trong tính toán, thiết kế và vận hành hệ thống quản lý chất thải rắn đô thị sẽ được trình bày xuyên suốt giáo trình này. 1.3 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG QUẢN LÝ CHẤT THẢI RẮN ĐÔ THỊ Quản lý chất thải rắn là sự kết hợp kiểm soát nguồn thải, tồn trữ, tho gom, trung chuyển và vận chuyển, xử lý và đổ chất thải rắn theo phương thức tốt nhất nhằm đảm bảo không ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng, thỏa mãn các yếu tố về kinh tế, kỹ thuật, bảo tồn tài nguyên thiên nhiên, giữ gìn cảnh quan đô thị và hạn chế tất cả các vấn đề môi trường liên quan. Quản lý thống nhất chất thải rắn là việc lựa chọn và áp dụng kỹ thuật, công nghệ và chương trình quản lý thích hợp nhằm hoàn thành mục tiêu đặc biệt quản lý chất thải rắn. Giáo trình Quản lý chất thải rắn đô thị 3 Một cách tổng quát, sơ đồ hệ thống kỹ thuật quản lý chất thải rắn đô thị được trình bày tóm tắt trong Hình 1.1. Nguồn phát sinh. Nguồn chủ yếu phát sinh chất thải rắn đô thị bao gồm: (1) từ các khu dân cư (chất thải rắn sinh hoạt), (2) các trung tâm thương mại, (3) các công sở, trường học, công trình công cộng, (4) dịch vụ đô thị, sân bay, (5) các hoạt động công nghiệp, (6) các hoạt động xây dựng đô thị, (7) các trạm xử lý nước thải và từ các đường cống thoát nước của thành phố. Hình 1.1 Sơ đồ tổng quát hệ thống quản lý chất thải rắn đô thị (Tchobanoglous và cộng sự, 1993). Tồn trữ tại nguồn. Chất thải rắn phát sinh được lưu trữ trong các loại thùng chứa khác nhau tùy theo đặc điểm nguồn phát sinh rác, khối lượng rác cần lưu trữ, vị trí đặt thùng chứa, chu kỳ thu gom, phương tiện thu gom, Một cách tổng quát, các phương tiện thu chứa rác thường được thiết kế, lựa chọn sao cho thỏa mãn các tiêu chuẩn sau: (1) chống sự xâm nhập của súc vật, côn trùng, (2) bền, chắc, đẹp và không bị hư hỏng do thời tiết, (3) dễ cọ rửa khi cần thiết. Thu gom. Rác sau khi được tập trung tại các điểm quy định sẽ được thu gom và vận chuyển đến trạm trung chuyển/trạm xử lý hoặc bãi chôn lấp. Theo kiểu vận hành, hệ thống thu gom được phân loại thành: (1) hệ thống thu gom kiểu thùng chứa di động: loại cổ điển và loại trao đổi thùng chứa và (2) hệ thống thu gom kiểu thùng chứa cố định. Tùy theo đặc điểm của phương tiện thu gom – vận chuyển, lượng rác và đoạn đường vận chuyển, sau khi thu gom, rác sẽ được chuyển đến các trạm trung chuyển/điểm hẹn để chuyển sang xe có tải trọng lớn hơn hoặc được vận chuyển thẳng đến bãi chôn lấp. Rác cũng có thể được chuyển đến khu tái chế, xử lý để thu hồi những thành phần có giá trị, phần còn lại sau đó mới được vận chuyển đến bãi chôn lấp. Trung chuyển và vận chuyển. Các trạm trung chuyển được sử dụng để tối ưu hóa năng suất lao động của đội thu gom và đội xe. Trạm trung chuyển được sử dụng khi: (1) xảy ra hiện tượng đổ chất thải rắn không đúng quy định do khoảng cách vận chuyển quá xa, (2) vị trí thải bỏ quá xa tuyến đường thu gom (thường lớn hơn 16 km), (3) sử dụng xe thu gom có dung tích nhỏ (thường nhỏ hơn 15 m3), (4) khu vực phục vụ là khu dân cư thưa thớt, (5) sử dụng thùng chứa tương đối nhỏ để thu gom chất thải từ khu thương mại. Hoạt Nguồn phát sinh Tồn trữ tại nguồn Thu gom Trung chuyển và vận chuyển Tái chế và xử lý Bãi chôn lấp Chương 1 - Giới thiệu chung 4 động của mỗi trạm trung chuyển bao gồm: (1) tiếp nhận các xe thu gom rác, (2) xác định tải trọng rác đưa về trạm, (3) hướng dẫn các xe đến điểm đổ rác, (4) đưa xe thu gom ra khỏi trạm, (5) xử lý rác (nếu cần thiết), (6) chuyển rác lên xe vận chuyển để đưa đến bãi chôn lấp. Đối với mỗi trạm trung chuyển cần xem xét: (1) số lượng xe đồng thời trong trạm, (2) khối lượng và thành phần rác được thu gom về trạm, (3) bán kính hiệu quả kinh tế đối với mỗi loại xe thu gom, (4) thời gian để xe thu gom đi từ vị trí lấy rác cuối cùng của tuyến thu gom về trạm trung chuyển. Tái chế và xử lý. Rất nhiều thành phần trong rác thải có khả năng tái chế như: giấy, carton, túi nilon, nhựa, cao su, da, gỗ, thủy tinh, kim loại, Các thành phần còn lại, tùy theo phương tiện kỹ thuật hiện có sẽ được xử lý bằng các phương pháp khác nhau như: (1) sản xuất phân compost, (2) sản xuất khí sinh học (biogas), (3) đốt thu hồi năng lượng hay (4) đổ ra bãi chôn lấp. Bãi chôn lấp hợp vệ sinh. Bãi chôn lấp hợp vệ sinh là phương pháp xử lý và tiêu hủy chất thải rắn đơn giản nhất và chấp nhận được về mặt môi trường. Ngay cả khi áp dụng các biện pháp giảm lượng chất thải, tái sử dụng và tái chế, việc thải bỏ phần chất thải còn lại ra bãi chôn lấp vẫn là một khâu quan trọng trong hệ thống quản lý thống nhất chất thải rắn. Một bãi chôn lấp chất thải rắn đô thị được gọi là bãi chôn lấp hợp vệ sinh khi được thiết kế và vận hành sao cho giảm đến mức thấp nhất các tác động đến sức khỏe cộng đồng và môi trường. Bãi chôn lấp hợp vệ sinh được thiết kế và vận hành có lớp lót đáy, các lớp che phủ hàng ngày và che phủ trung gian, có hệ thống thu gom và xử lý nước rỉ rác, hệ thống thu gom và xử lý khí thải, được che phủ cuối cùng và duy tu, bảo trì sau khi đóng bãi chôn lấp. Mỗi khâu trong hệ thống quản lý này sẽ được lần lượt trình bày chi tiết trong các chương tiếp theo của giáo trình này. Giáo trình Quản lý chất thải rắn đô thị 5 CHƯƠNG 2 NGUỒN PHÁT SINH, KHỐI LƯỢNG, THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT CHẤT THẢI RẮN ĐÔ THỊ 2.1 CÁC NGUỒN PHÁT SINH CHẤT THẢI RẮN ĐÔ THỊ Cùng với số liệu về thành phần và tốc độ phát sinh, nguồn và loại chất thải rắn là những thông số cơ bản cần thiết để thiết kế và vận hành các khâu liên quan trong hệ thống quản lý chất thải rắn. Nguồn phát sinh chất thải rắn của một khu đô thị thay đổi tùy theo mục đích sử dụng đất và cách phân vùng. Mặc dù có nhiều cách phân loại nguồn phát sinh chất thải rắn đô thị (CTRĐT) khác nhau, việc phân loại CTRĐT theo các nguồn phát sinh sau đây thường được sử dụng nhất: (1) hộ gia đình; (2) khu thương mại (nhà hàng, khách sạn, siêu thị, chợ,); (3) công sở (cơ quan, trường học, trung tâm và viện nghiên cứu, bệnh viện,); (4) khu xây dựng; (5) khu công cộng (nhà ga, bến tàu, sân bay, công viên, khu vui chơi giải trí, đường phố,); (6) trạm xử lý chất thải (trạm xử lý nước thải sinh hoạt,...); (7) nhà máy, xí nghiệp trong khu dân cư và (8) vùng nông nghiệp. Trong những nguồn phát sinh chất thải rắn kể trên, CTRĐT là tất cả các loại chất thải rắn phát sinh từ khu đô thị ngoại trừ CTR từ sản xuất công nghiệp (CTR công nghiệp). Tuy nhiên, chất thải rắn y tế được quản lý theo hệ thống riêng, do đó, trong chương trình học này không đề cập đến chất thải rắn công nghiệp và chất thải rắn y tế. 2.2 KHỐI LƯỢNG, TỐC ĐỘ PHÁT SINH CHẤT THẢI RẮN ĐÔ THỊ 2.2.1 Lựa chọn đơn vị biểu diễn khối lượng, tốc độ phát sinh chất thải rắn Khối lượng chất thải rắn sinh ra và thu gom được có ý nghĩa đặc biệt quan trọng trong việc lựa chọn thiết bị, vạch tuyến thu gom, lựa chọn công nghệ và thiết kế hệ thống thiết bị thu hồi, xử lý cũng như thải bỏ CTRĐT một cách hợp vệ sinh. Ví dụ việc thiết kế một loại xe đặc biệt thu gom riêng các thành phần chất thải đã được phân loại tại nguồn sẽ phụ thuộc vào khối lượng của từng thành phần chất thải này. Quy mô, công suất của hệ thống tái chế chất thải phụ thuộc vào khối lượng chất thải thu gom được cũng như sự thay đổi khối lượng chất thải theo thời gian. Cũng tương tự như vậy, diện tích bãi chôn lấp hợp vệ sinh sẽ phụ thuộc vào lượng chất thải còn lại sau khi đã tách riêng những thành phần có khả năng tái chế và tái sử dụng. Tùy theo mục đích quản lý, giám sát ... (4) Thời gian khấu hao thùng (năm). - Xác định thời gian lấy rác tại mỗi nguồn (ví dụ hộ gia đình), thời gian đẩy xe giữa hai nguồn (hai hộ gia đình kế cận); - Xác định vị trí các điểm tập kết CTR sau thu gom để ước tính đoạn đường vận chuyển (h); - Xác định vận tốc đẩy xe rỗng và xe chứa đầy rác; - Xác định tổng khối lượng CTR cần phải thu gom trên địa bàn trong một đơn vị thời gian; - Xác định chu kỳ thu gom (1 lần/ngày, 1 lần/tuần,); Giáo trình Quản lý chất thải rắn đô thị 49 - Khối lượng CTR phát sinh từ mỗi nguồn (ví dụ khối lượng CTR từ một hộ gia đình). Khối lượng CTR từ mỗi hộ gia đình có thể xác định dựa trên tốc độ phát sinh CTR tính bằng kg/người.ngđ và số người/hộ gia đình; - Thời gian của một ngày làm việc quy định đối với công nhân thu gom (thường tính bằng 8 giờ/ngày). Bước 2: Tính toán số lượng thiết bị cần đầu tư Tính toán số lượng thiết bị cần đầu tư được tiến hành theo các bước sau: - Số hộ gia đình (hay số nguồn) thu gom được trong một chuyến (hộ/chuyến) - Thời gian hoàn tất một chuyến (hay một tuyến) thu gom h h Tchuyến = n x TLR-HGĐ + (n – 1) x TLR-ĐX + ----- + ----- + Ttập kết vXR vXĐ - Số chuyến thu gom của mỗi xe thu gom/ngày (số vòng quay xe) (chuyến/ngày) - Tổng số chuyến cần để thu gom toàn bộ CTR của khu vực trong ngày - Tổng số xe thu gom cần đầu tư Sức chứa của xe thu gom x Khối lượng riêng của rác trong xe thu gom Số người/hộ x Tốc độ phát sinh CTR tính theo kg rác/người.ngđ m3/chuyến x kg/m3 Người/hộ x kg rác/người.ngđ = hộ/chuyến Thời gian thu gom/ngày Thời gian thực hiện 1 chuyến thu gom Nd = 8 h/ngày – thời gian không thu gom rác Thời gian thực hiện 1 chuyến thu gom Nd = Tổng khối lượng CTR cần thu gom/ngày Khối lượng CTR thu gom/chuyến N = Tổng khối lượng CTR cần thu gom/ngày Dung tích xe x khối lượng riêng CTR trong xe N = Tổng số chuyến cần thu gom/ngày Số chuyến/xe/ngày m = Chương 4 – Hệ thống thu gom 50 - Tương tự tính toán tổng số xe thu gom cần cho từng năm - Tính toán số lượng xe cần đầu tư qua từng năm. Bước 3: So sánh chi phí đầu tư - Với số lượng thiết bị cần đầu tư đã tính toán ở bước 2, ước tính tổng vốn đầu tư, chi phí sửa chữa lớn và sửa chữa nhỏ (nếu cần); - So sánh chi phí cho từng loại thiết bị và lựa chọn. Ví dụ 4.1 – Tính số lượng xe thu gom cần đầu tư để thu gom chất thải rắn từ hộ gia đình Tính số lượng xe thu gom cần đầu tư để thu gom CTR từ các hộ gia đình của Quận A, biết rằng: - Hình thức lấy rác là một bên lề đường; - Sử dụng thùng 660 L để thu gom, công nhân thu gom phải đẩy xe; - Khối lượng riêng của chất thải rắn chứa trong thùng thu gom là 250 kg/m3 - Thời gian sử dụng thùng là 3 năm; - Thời gian lấy rác tại một hộ gia đình là 0,5 phút/hộ; - Thời gian di chuyển giữa hai hộ gia đình là 0,5 phút; - Đoạn đường phải đẩy xe từ điểm hẹn đến nơi lấy rác là 3,5 km; - Vận tốc đẩy xe rỗng là 5 km/h và xe đầy là 4 km/h; - Thời gian chờ và chuyển giao CTR là 6 phút/chuyến; - Tổng khối lượng CTR cần thu gom trên địa bàn Quận năm 2004 là 258 tấn/ngđ; - Chu kỳ thu gom là 1 lần/ngày; - Mỗi hộ gia đình trong khu vực có 5 người; - Tốc độ phát sinh CTR của mỗi người là 0,65 kg/người.ngđ; - Thời gian làm việc của công nhân thu gom là 8 giờ/ngày; - Hệ số tính đến thời gian không làm việc là W = 0,05 Bài giải 1. Xác định số hộ thu gom được trong một chuyến 2. Thời gian hoàn tất một chuyến (hay một tuyến) thu gom h h Tchuyến = n x TLR-HGĐ + (n – 1) x TLR-ĐX + ----- + ----- + Ttập kết vXR vXĐ 51 x 0,5 + (51 – 1) x 0,5 3,5 3,5 6 Tchuyến = --------------------------------- + ------ + ----- + ----- = 2,52 h/chuyến 60 5 4 60 3. Số chuyến thu gom của mỗi xe thu gom/ngày (số vòng quay xe) (chuyến/ngày) Sức chứa của xe thu gom x Khối lượng riêng của rác trong xe thu gom Số người/hộ x Tốc độ phát sinh CTR tính theo kg rác/người.ngđ 0,66 m3/chuyến x 250 kg/m3 5 người/hộ x 0,65 kg/người.ngđ = 51 hộ/chuyến Giáo trình Quản lý chất thải rắn đô thị 51 4. Tổng số chuyến cần để thu gom toàn bộ CTR của khu vực trong ngày 5. Tổng số xe thu gom cần đầu tư Tính tương tự cho những năm trong tương lai, từ đó xác định số lượng xe cần đầu tư cho mỗi năm. Tính toán nhân công thu gom Số lượng nhân công thu gom cần thiết sẽ thay đổi tùy theo chế độ làm việc, hình thức quản lý thiết bị thu gom và hoạt động của hệ thống thu gom: - Thời gian làm việc trong ngày (8 giờ/ngày) và trong tuần (40 giờ/tuần). - Số lượng thiết bị thu gom mà mỗi công nhân được quản lý (1 xe thu gom/công nhân; 2 xe thu gom/công nhân, 3 xe thu gom/công nhân,). Với thiết bị sẵn có, công nhân sẽ không phải chờ đợi để chuyển rác tại nơi tập kết nên có thể thực hiện nhiều chuyến thu gom hơn, nhờ đó sẽ giảm được số công nhân cần thiết và ngược lại. - Với khối lượng CTR cần thu gom trên một địa bàn, số lượng công nhân cần để hoàn tất công tác này sẽ thay đổi theo khoảng thời gian quy định được phép thu gom và chuyển CTR đến nơi tập kết. 4.2 HỆ THỐNG THU GOM CHẤT THẢI RẮN TỪ CÁC NGUỒN PHÁT SINH TẬP TRUNG 4.2.1 Hình thức thu gom Các nguồn phát sinh CTR tập trung là những nguồn có khối lượng CTR lớn (đủ lớn để thu gom và chuyển thẳng đến bãi chôn lấp bằng xe vận chuyển). Những nguồn này thường là chợ, các nhà máy nằm trong khu dân cư, Trong trường hợp này, xe thu gom cũng chính là xe vận chuyển. Từ trạm xe, xe vận chuyển sẽ đến nơi cần thu gom, chuyển rác lên đầy xe và chở thẳng đến bãi Thời gian thu gom/ngày Thời gian thực hiện 1 chuyến thu gom Nd = 8 h/ngày – thời gian không thu gom rác Thời gian thực hiện 1 chuyến thu gom Nd = 8 x (1 – W) Tchuyến = 8 x (1 – 0,05) 2,52 = = 3 chuyến/thùng.ngày Tổng khối lượng CTR cần thu gom/ngày Dung tích xe x khối lượng riêng CTR trong xe N = 258 tấn/ngđ x 103 kg/tấn 0,66 m3/chuyến x 250 kg/m3 N = = 1564 chuyến/ngày Tổng số chuyến thu gom/ngày Số chuyến/xe/ngày m = 1564 chuyến/ngày 3 chuyến/xe/ngày m = = 514 xe (thùng 660 L) Chương 4 – Hệ thống thu gom 52 chôn lấp hoặc trạm xử lý. Cũng có trường hợp, xe phải lấy ở hai hoặc ba vị trí mới đầy xe. Tuy nhiên số lượng vị trí lấy rác mà xe phải đến sẽ rất ít so với trường hợp thu gom CTR từ các nguồn phát sinh có khối lượng ít. Hình thức thu gom CTR trong trường hợp này được trình bày trong Hình 4.4. Hình 4.4 Hình thức thu gom CTR từ các nguồn phát sinh tập trung. 4.2.2 Phương tiện thu gom Phương tiện thu gom các nguồn phát sinh CTR tập trung là các xe vận chuyển. Đối với rác thực phẩm (hay rác hỗn hợp), phương tiện sử dụng là xe ép rác các loại. Đối với phần rác còn lại (kể cả xà bần), phương tiện vận chuyển là các loại xe tải. Hình 4.5 Phương tiện thu gom-vận chuyển CTR từ các nguồn phát sinh tập trung hiện đang sử dụng tại Thành Phố Hồ Chí Minh. 4.2.3 Phân tích tuyến thu gom, tính toán trang thiết bị và nhân công thu gom Phân tích tuyến thu gom Để thuận tiện cho việc tính toán trang thiết bị thu gom-vận chuyển, số vòng quay xe, số nhân công, những hoạt động chính để hoàn tất một chuyến thu gom CTR (hay một tuyến thu gom) được phân thành các công đoạn như sau: - Vận chuyển xe rỗng từ trạm xe; - Lấy CTR tại nguồn phát sinh; - Vận chuyển xe đầy đến điểm tập kết (thường là bãi chôn lấp/trạm xử lý); - Đợi và chuyển giao CTR tại điểm tập kết; - Vận chuyển xe về vị trí cũ, tiếp tục chuyến thứ hai hoặc đến vị trí khác để lấy rác. Trạm Xe Đến vị trí tiếp theo Xe đầy Xe rỗng Bãi chôn lấp/ Trạm xử lý Nguồn phát sinh CTR tập trung (chợ, nhà máy,) Xe rỗng Xe vận chuyển rác thực phẩm Xe vận chuyển xà bần Giáo trình Quản lý chất thải rắn đô thị 53 Các hoạt động này có thể quy đổi theo thời gian cần thiết để hoàn tất một chuyến (hay một tuyến thu gom), bao gồm: - Thời gian lấy rác là chuyển rác từ nguồn phát sinh lên xe tính từ khi bắt đầu công việc này đến khi xe đầy rác. Cũng có trường hợp xe phải lấy rác ở hai hoặc ba vị trí (ví dụ 3 chợ, hay 1 chợ và 1 điểm hẹn) mới đầy xe, khi đó, thời gian lấy rác là thời gian để chất đầy rác lên xe (ở tất cả các vị trí lấy rác) và thời gian vận chuyển giữa các vị trí lấy rác trên cùng tuyến. Thời gian lấy rác được ký hiệu là Tlấy rác. - Thời gian vận chuyển là thời gian chạy xe đầy từ vị trí lấy rác đến vị trí tập kết và từ vị trí tập kết trở về vị trí lấy rác ban đầu hay đến vị trí lấy rác tiếp theo. Thời gian vận chuyển được ký hiệu là Tvận chuyển. - Thời gian tại nơi tập kết rác sau khi thu gom là thời gian chờ và chuyển giao rác đã thu gom, được ký hiệu là Ttập kết. Như vậy thời gian cần thiết để hoàn tất một chuyến (hay một tuyến thu gom) CTR từ các nguồn phát sinh CTR tập trung cũng được tính tương tự như trường hợp thu gom CTR từ các nguồn phát sinh có khối lượng ít: Tchuyến = Tlấy rác + Tvận chuyển + Ttập kết Tính toán thiết bị thu gom cần đầu tư và nhân công Các bước tính toán số lượng trang thiết bị và nhân công thu gom-vận chuyển trong trường hợp này cũng tương tự như trường hợp thu gom CTR từ nguồn phát sinh có khối lượng ít (và thường đơn giản hơn nhiều). Trong đó, những thông tin cần thu thập trước khi tính toán bao gồm: - Lựa chọn xe thu gom-vận chuyển; - Xác định đặc tính xe thu gom-vận chuyển: dung tích xe, khối lượng riêng của CTR chứa trong xe, thời gian sử dụng, hình thức chuyển rác lên xe; - Thời gian chuyển CTR từ nguồn phát sinh lên đầy xe; - Xác định vị trí điểm tập kết CTR sau thu gom-vận chuyển; - Vận tốc xe trên tuyến đường vận chuyển từ nguồn phát sinh đến điểm tập kết và ngược lại; - Xác định chu kỳ thu gom (1 lần/ngày, 1 lần/tuần,); - Xác định vị trí các nguồn phát sinh CTR tập trung và khối lượng CTR cần thu gom; - Thời gian của một ngày làm việc quy định đối với công nhân thu gom (thường tính bằng 8 giờ/ngày). Ví dụ 4.2 – Tính số lượng xe thu gom vận chuyển chất thải rắn từ chợ Tính số lượng xe thu gom cần đầu tư để thu gom CTR từ chợ A trên địa bàn Quận B, biết rằng: - CTR từ chợ được thu gom bằng xe ép có dung tích 16 m3; - Khối lượng riêng của CTR trong xe ép là 500 kg/m3 - Thời gian sử dụng xe là 10 năm; - Thời gian chất đầy CTR lên xe 15 phút/xe; - Đoạn đường từ chợ A đến bãi chôn lấp dài 20 km; - Xe thu gom được phép chạy với vận tốc 40 km/h; - Thời gian chờ và đổ CTR tại bãi chôn lấp là 12 phút/chuyến; - Tổng khối lượng CTR cần thu gom tại chợ A năm 2004 là 150 tấn/ngđ; - Chu kỳ thu gom là 1 lần/ngày; Chương 4 – Hệ thống thu gom 54 - Thời gian làm việc của công nhân thu gom là 8 giờ/ngày; - Hệ số tính đến thời gian không làm việc là W = 0,05. Bài giải 1. Thời gian hoàn tất một chuyến (hay một tuyến) thu gom h h Tchuyến = TLR-CHỢ + ----- + ----- + Ttập kết vXR vXĐ 15 20 20 12 Tchuyến = ---- + ------ + ----- + ----- = 1,45 h/chuyến 60 40 40 60 3. Số chuyến thu gom của mỗi xe thu gom/ngày (số vòng quay xe) (chuyến/ngày) 4. Tổng số chuyến cần để thu gom toàn bộ CTR của chợ trong ngày 5. Tổng số xe thu gom cần đầu tư 4.3 VẠCH TUYẾN THU GOM 4.3.1 Nguyên tắc vạch tuyến Các yếu tố cần xem xét khi chọn tuyến đường thu gom và vận chuyển bao gồm: 1. Vị trí, chu kỳ, thời gian lấy rác; 2. Tuyến lấy rác phải bắt đầu và kết thúc ở gần đường giao thông chính (dùng bản đồ địa hình để phân chia khu vực lấy rác); 3. Ở vùng đồi núi, cao nguyên, tuyến lấy rác phải bắt đầu từ trên cao xuống; 4. Vị trí lấy rác cuối cùng phải ở gần nơi điểm tập kết nhất; 5. Các nguồn phát sinh CTR tập trung phải phải được lấy trước; Thời gian thu gom/ngày Thời gian thực hiện 1 chuyến thu gom Nd = 8 h/ngày – thời gian không thu gom rác Thời gian thực hiện 1 chuyến thu gom Nd = 8 x (1 – W) Tchuyến = 8 x (1 – 0,05) 1,45 = = 5 chuyến/thùng.ngày Tổng khối lượng CTR cần thu gom/ngày Dung tích xe x khối lượng riêng CTR trong xe N = 150 tấn/ngđ x 103 kg/tấn 16 m3/chuyến x 500 kg/m3 N = = 19 chuyến/ngày Tổng số chuyến thu gom/ngày Số chuyến/xe/ngày m = 19 chuyến/ngày 5 chuyến/xe/ngày m = = 4 xe ép Giáo trình Quản lý chất thải rắn đô thị 55 6. Những nguồn phát sinh CTR có khối lượng ít phải được thu gom trong cùng chuyến hoặc cùng ngày lấy rác; 7. Ở khu vực dễ tắt nghẽn giao thông phải tổ chức lấy rác ngoài giờ cao điểm. 4.3.2 Các bước vạch tuyến thu gom Vạch tuyến thu gom được thực hiện theo các bước sau: - Bước 1: Chuẩn bị bản đồ với những thông tin cần thiết về nguồn phát sinh CTR - Bước 2: Phân tích số liệu và trình bày kết quả tóm tắt dưới dạng bảng số liệu - Bước 3: Vạch tuyến sơ bộ - Bước 4: Tính toán cân bằng, đánh giá tuyến đường đã vạch và chọn phương án vạch tuyến. Bước 1 - Chuẩn bị bản đồ của khu vực lấy rác với những thông tin chính như sau: vị trí, chu kỳ thu gom, số lượng nguồn phát sinh cần thu gom. - Xác định khối lượng CTR cần thu gom từ mỗi nguồn phát sinh CTR tập trung. Đối với khu dân cư, giả sử lượng CTR của hộ gia đình đều như nhau, ghi lại số hộ trong khu nhà cần thu gom. - Xác định số nguồn phát sinh được thu gom cho mỗi tuyến. Bước 2 - Lập bảng số liệu gồm: + Chu kỳ thu gom (lần/ngày hoặc lần/tuần) + Số vị trí lấy rác + Số chuyến (chuyến/ngày hoặc chuyến/tuần) + Tính riêng cho từng ngày trong tuần - Xác định tần suất thu gom của các nguồn phát sinh CTR, bắt đầu bằng nguồn phát sinh có tần suất thu gom cao nhất. - Tính toán và phân chia sao cho khối lượng CTR phải thu gom ở các tuyến khác nhau trong ngày và các ngày khác nhau trong tuần phải như nhau (hoặc gần như bằng nhau). - Từ những thông tin trên, phát họa sơ bộ tuyến đường vận chuyển. Bước 3 - Từ kết quả của Bước 2, vạch tuyến đường thu gom, bắt đầu từ trạm xe, đường thu gom phải qua tất cả các điểm cần lấy rác trong ngày. - Biến đổi đường thu gom cơ bản đã phát họa để thể hiện được những vị trí lấy rác phụ (nếu cần). Chương 4 – Hệ thống thu gom 56 Bước 4 - Sau khi đã vạch tuyến sơ bộ, xác định lại khối lượng CTR và đoạn đường thu gom của mỗi tuyến. Nếu khối lượng CTR và đoạn đường đi giữa các tuyến khác nhau lệch nhau quá 15% phải vạch tuyến lại. Như vậy, để vạch tuyến thu gom CTR từ các hộ gia đình trong khu dân cư, những thông tin sau đây cần được thu thập: - Bản đồ quận; - Dân số và mật độ dân số; - Tổng số hộ gia đình; - Số hộ theo từng tuyến đường; - Khối lượng CTR phát sinh từ mỗi hộ gia đình; - Thời gian và chu kỳ thu gom; - Vị trí điểm tập kết CTR sau thu gom (điểm hẹn/trạm trung chuyển); - Phương tiện thu gom. Để vạch tuyến thu gom CTR từ các điểm hẹn, những thông tin sau cần được thu thập: - Bản đồ quận; - Vị trí các điểm hẹn; - Công suất (lượng CTR cần thu gom) của từng điểm hẹn; - Thời gian hoạt động của từng điểm hẹn; - Chu kỳ thu gom. - Vị trí điểm tập kết CTR sau thu gom (bãi chôn lấp/trạm trung chuyển); - Phương tiện thu gom. Để vạch tuyến thu gom CTR từ các nguồn phát sinh CTR tập trung (ví dụ chợ), những thông tin sau đây cần được thu thập: - Bản đồ quận; - Vị trí các nguồn phát sinh CTR tập trung (ví dụ chợ); - Lượng CTR của từng nguồn phát sinh tập trung; - Thời gian thu gom tại mỗi nguồn phát sinh CTR tập trung; - Chu kỳ thu gom; - Vị trí điểm tập kết CTR sau thu gom (bãi chôn lấp/trạm trung chuyển); - Phương tiện thu gom-vận chuyển.
File đính kèm:
- giao_trinh_quan_ly_chat_thai_ran_do_thi_phan_1.pdf