BÀI GIẢNG:
KỸ THUẬT XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN
CHƯƠNG V: BÃI CHÔN LẤP CHẤT THẢI
RẮN HỢP VỆ SINH
Giảng Viên : Dương Thị Thành
Chương 5 – Bãi chôn lấp CTR hợp vệ sinh
5.1. Khái niệm và phân loại bãi chôn lấp CTR
5.2. Quy định và quy trình lựa chọn bãi chôn lấp
5.3. Lựa chọn vị trí bãi chôn lấp
5.4. Các phản ứng diễn ra ở bãi chôn lấp và biện pháp kiểm soát
5.5. Cấu trúc chính của bãi chôn lấp hợp vệ sinh
5.6. Phương pháp vận hành các bãi chôn lấp
Tài liệu : Quản lý và xử lý chất thải rắn 371- 454 TIÊU CHUẨN XÂY DỰNG VIỆT NAM TCXDVN 261:2001 QCVN 07-9-2016/BXD
5.1 Khái niệm BCL chất thải rắn Bãi chôn lấp CTR (landfills): Là một diện tích hoặc một khu đất được quy hoạch,
được lựa chọn, thiết kế, xây dựng để chôn lấp CTR nhằm giảm tối đa các tác động
tiêu cực của BCL tới môi trường.
Ô chôn lấp chất thải (cell): là thể tích CTR đổ vào BCL trong khoảng thời gian,
Lớp che phủ (daily cover): là lớp vật liệu che phủ trên toàn bộ BCL trong khi vận
hành và khi đóng BCL
Nước rác (leachate): là nước phát sinh trong quá trình phân hủy CTR có chứa các
chất gây ô nhiễm.
Khí từ ô chôn lấp CTR (landfill gas): là hỗn hợp khí sinh ra từ ô chôn lấp chất thải
do quá trình tự phân hủy tự nhiên CTR.
Lớp lót đáy (landfill liner): là các vật liêu được trải trên toàn diện tích đáy và thành
bao quanh ô chôn lấp chất thải nhằm ngăn ngừa, giảm thiểu sự ngấm, thẩm thấu
nước rác vào tầng nước ngầm.
Vùng đệm (Surrounding area): là dải đất bao quanh BCL nhằm mục đích ngăn cách, giảm thiểu tác động xấu của BCL đến môi trường.
Đóng BCL (landfill closure): là việc ngừng hoàn toàn hoạt động chôn
lấp CTR tại BCL.
Thời gian hoạt động của BCL: là toàn bộ thời gian từ khi bắt đầu chôn
lấp CTR đến khi đóng BCL.
Hệ thống thu gom khí thải: là hệ thống các công trình, thiết bị thu gom khí thải sinh ra từ BCL nhằm ngăn ngừa, giảm thiểu ô nhiễm không khí và nguy cơ gây cháy, nổ.
Hệ thống thu gom nước rác: là hệ thống các công trình bao gồm tầng thu gom, đường ống dẫn, mương dẫn để thu gom nước rác về hố tập trung hoặc tới trạm xử lý.
Phân loại BCL chất thải rắn
Bãi hở Chôn dưới biển BCL hợp vệ sinh
Phương pháp chôn lấp hợp vệ sinh
Là phương pháp xử lý phổ biến, đơn giản và kinh tế nhất hiện nay.
Chôn lấp bằng cách lưu giữ rác trong các ô thích hợp và phủ một lớp lên sau khi hòan thành
Hiện nay có 2 hình thức chôn lấp
+ Chôn lấp vĩnh viễn
+ Chôn lấp và phục hồi tận dụng chất hữu cơ làm phân bón (yêu cầu phân loại rác kỹ hơn).
Ưu điểm
Phù hợp với nơi có sẵn diện tích đất để chôn lấp. Chi phí đầu tư và vận hành thấp. Có thể xử lý được tất cả các loại rác Diện tích đất sau khi hòan thành bãi chôn lấp có thể sử dụng được Có thể thu hồi năng lượng khí gas. Chi phí xử lý thấp nhất: 50.000 – 120.000đ/ m3 rác Nhược điểm Tốn đất: 1 tấn rác cần 0.08 m2 đất chôn Khó kiểm soát khí thải và nước thải Vẫn phải quan trắc môi trường khi bãi rác đóng cửa. Ảnh hưởng cảnh quang
Theo chức năng
BCL CTR độc hại (hazardous waste landfill) BCL CTR chỉ định (designated waste) BCL CTR đô thị (municipal solid waste landfill) BCL CTR tổng hợp
Theo loại rác tiếp nhận
Phân loại theo địa hình
Phương pháp đào rãnh
BCL CTR khô BCL CTR ướt BCL CTR hỗn hợp
Phương pháp diện tích
Phương pháp lõm núi.
Theo kết cấu
Các ngăn chôn chất thải rắn
Lớp bao phủ trên cùng
Mặt đất
Rãnh thoát nước mưa, nước mặt
BCL nổi BCL chìm BCL kết hợp BCL ở khe núi
Các ngăn chôn chất thải rắn
Lớp bao phủ trên cùng (dốc)
Mặt đất
Rãnh thoát nước
Rãnh thoát nước
Lớp bao phủ trên cùng (dốc)
Đỉnh bãi chôn lấp
Lớp bao phủ trên cùng (dốc)
Các ngăn chôn chất thải rắn
Rãnh thoát nước
Mặt đất ban đầu
Mặt đất
Phân loại qui mô BCL chất thải rắn
TCXDVN 261:2001
Loại bãi
Dân số đô thị hiện tại
Lượng rác (1000tấn/năm)
Diện tích bãi (ha)
STT
Nhỏ
100.000
20
10
1
Vừa
100.000 - 300.000
20- 65
10 - 30
2
Lớn
300.000 - 1.000.000
65-200
30 - 50
3
Rất lớn
1.000.000
> 200
50
4
5.4. Các phản ứng diễn ra ở bãi chôn lấp và biện pháp kiểm soát
A. Phân hủy sinh học của chất hữu cơ
CHC + H2O CHC phân hủy sinh học + CH4 + CO2 + khí khác CaHbOcNd + (4a - b - 2c + 3d)/4 H2O (4a + b - 2c - 3d)/8 CH4 + (4a - b + 2c + 3d)/8 CO2 +
dNH3
b. Sự thay đổi lượng khí theo thời gian
PHC (m3)
Năm
PHN, (m3)
Tổng, (m3)
m 3 / n a êm
h
3 / 4 h
2 / 4 h
1 / 4 h
S 1
S 2
S 3
S 4
S 5
2
3
5
n a êm
4 m 3 / n a êm
1 m3/naêm
h
9/10h
4/5h
8/10h
7/10h
3/5h
6/10h
5/10h
2/5h
4/10h
1/5h
3/10h
2/10h
S2
S3
S4
S5
S6
S7
S8
S9
S10
S11
S12
S13
1/10h
S14
S1
S15
1 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 Tổng
14
1098765
11
12
13
15
naêm
4321
Tính tổng khối lượng khí phát sinh của bãi chôn lấp công suất tiếp nhận 100 tấn/ngày. Cho Thể tích khí sinh ra ở điều kiện thường của 100kg chất thải rắn phân hủy sinh học nhanh, 19,2m3, 100kg chất thải rắn phân hủy sinh học chậm 12,52m3. Bãi chôn lấp hoạt động 5 năm, tỷ lệ rác phân hủy nhanh chiếm 70%.
Chất thải rắn phân hủy sinh học nhanh
chất thải rắn phân hủy sinh học chậm
Chất thải rắn phân hủy sinh học nhanh
3
2
h
2
7, 68
m
19, 2 5
3
S 5 3,84
m
S 11
3
h h
6, 72
m
S 12
3
h
4,8
m
S 13
3
h
2,88
m
S 14
3
h
0,96
m
S 15
1 3 2 4 1 5 . 2 4 1 3 . 2 4 1 1 . 2 4
chất thải rắn phân hủy sinh học chậm
2
3
h
m
2
67,1
52,12 15
3
h
m
167,0
S 1
3
m
67,1
,0
501
S 2
2 5
3 10
h
3
h
m
835,0
S 3
3
m
169,1
S 4
5 5 3 5
4 5
h
3
m
1
503,1
S 5
1 2
4 5
S 15 1 1 2 5 1 1 2 5 1 2 1 2
h
chất thải rắn phân hủy sinh học chậm
3
m
1
,1
587
S 6
9 10
1 2
h
3
m
42,1
S 7
9 10
8 10
1 2
h
3
m
,1
253
S 8
3
m
,1
086
S 9
1 2 1 2
8 10 7 10
7 10 6 10
h h
3
S
m
919,0
10
1 2
6 10
5 10
h
chất thải rắn phân hủy sinh học chậm
3
S
h
m
,0
752
11
3
S
h
m
.
585,0
12
1 2 1 2
9 10 7 10
3
S
h
m
,0
418
13
3
S
h
m
,0
251
14
1 2 1 2
5 10 3 10
3
S
h
m
,0
084
15
1 2
1 10
c. Sự di chuyển của khí bãi rác d. Sự biến đổi thành phần nước rò rỉ
Quá trình khuyếch tán Quá trình đối lưu
Giaù trò, mg/l
Thaønh phaàn
BCL hoaït ñoäng 2 naêm
BCL hoaït ñoäng hôn 10 naêm
Khoaûng
Giaù trò
- (nitrate)
BOD5 TOC (total organic carbon) COD TSS (total suspended solids) N höõu cô (organic nitrogen) N amoniac (amonia nitrogen) NO3 Phospho toång (total phosphorus) Phospho ortho Ñoä kieàm pH Ñoä cöùng Ca Mg K Na Cl- 2- SO4 Fe toång
2.000 – 30.000 1.550 – 20.000 3.000 – 60.000 200 – 2.000 10 – 800 10 – 800 5 – 40 5 – 100 4 - 80 1.000 – 10.000 4.5 – 7.5 300 – 10.000 200 – 3.000 50 – 1.500 200 – 1.000 200 – 2.500 200 – 3.000 50 – 1.000 50 – 1.2000
10.000 6.000 18.000 500 200 200 25 30 20 3.000 6 3.500 1.000 250 300 500 500 300 60
100 – 200 80 - 160 100 – 500 100 – 400 80 – 120 20 – 40 5 – 10 5 – 10 4 – 8 200 – 1.000 1.– 7.5 200 – 500 100 – 400 50 – 200 50 – 400 100 – 200 100 – 400 20 – 50 20 - 200
Tính toán lượng nước rò rỉ C = M(W1 – W2) + P(1 –R) - EA (m3/ngày.đêm)
= (0.85P – E)A + 35%M
Q= 1428 (0,61-0,28)+ 0,195 (1-0,15)- 0.005
Cho khối lượng rác chôn lấp hàng ngày là 1428 tấn/ngày, chiều cao lớp rác chôn lấp 2m. Khối 0,75tan/m3.Giả thiết độ ẩm trung bình rác trước khi đem chôn lấp 61 % sau đầm nén còn 28%, hệ số thoát nước bề mặt bãi chôn lấp R = 0,15, lượng mưa ngày lớn nhất trong tháng mùa mưa của khu vực là 195 mm, lượng bốc hơi trung bình lấy bằng 5,0 mm/ngày, tính lượng nước rỉ phát sinh hàng ngày của bãi chôn lấp
5.4 Cấu trúc chính của bãi chôn lấp hợp vệ sinh
Khu xử lý sẽ được thiết lập phù hợp với tiêu chuẩn Cách ly - Quản lý -
Kiểm tra bao gồm:
Ô chôn lấp (Hệ thống thu gom xử lý nước rác, hệ thống thu gom xử lý khí)
Đường ra vào Các công trình phụ trợ: nhà làm việc, làn để xe, hệ thống thoát mưa
ngăn dòng, vành đai xanh, hàng rào và biển báo
(QCVN 07-9-2016/BXD)
THIẾT KẾ Ô CHÔN LẤP (TCVN261-2001/BXD)
Đáy trên
THIẾT KẾ Ô CHÔN LẤP
V
H B ( 1
B
2
B B
1 2)
W2 =32m
1 3
L2=52m
H= 1,5mm
L1=55m
W1 =35m
L1=55m
W1 =35m
Đáy dưới
L3=50m
H=2,5m
W 3=30m
Thiết kế bãi chôn lấp hợp vệ sinh cho khu đô thị có qui mô dân số 1,7 triệu dân, có tốc độ rác phát sinh trung bình 1,2 kg/người. Cho chiều cao lớp rác ngày là 2m, chiều cao các lớp rác chôn lấp của mỗi ô là 24 m, phần chìm 10m, phần nổi 14m vùng đất này có cấu trúc nền địa chất mức trung bình. Lớp phủ hàng ngày được sử dụng bằng màng PVC tự hủy. Do khó khăn diện tích nên bãi chôn lấp dự kiến hoạt động chỉ được 5 năm.
1. Cho chiều dài bề mặt đất mỗi cạnh ô chôn lấp 310m. Tính số ô của bãi (giả thiết tất cả các ô đều bằng nhau) khối lượng riêng của rác sau khi nén là 750kg/m3.
2. Cho công thức chung của rác phân hủy nhanh C37H147O63N, rác phân hủy nhanh chiếm 70% khối lượng rác chôn lấp. Tính tổng thể tích hỗn hợp khí CH4 và CO2 phát sinh cho khối lượng rác chôn lấp hàng ngày (khối lượng riêng của CH4 = 0,7164 kg/m3 và CO2 = 1,9768 kg/m3). 3. Giả sử rác phân hủy nhanh bị phân hủy hoàn toàn. Giá trị năng lượng (W) của hỗn hợp khí biogas 5000kcal/m3. Tính năng lượng có thể thu hồi từ lượng cho 1 tấn rác phân hủy nhanh, cho 1W = 860 kcal.
4. Cho hiệu quả của quá trình thu hồi năng lượng để sản xuất điện 55%, tính năng lượng điện có thể thu hồi của 1 tấn rác phân hủy nhân. 5. Giả thiết độ ẩm trung bình rác trước khi đem chôn lấp 61 % sau đầm nén còn 28%, hệ số thoát nước bề mặt bãi chôn lấp R = 0,15, lượng mưa ngày lớn nhất trong tháng mùa mưa của khu vực là 195 mm, lượng bốc hơi trung bình lấy bằng 5,0 mm/ngày, tính lượng nước rỉ phát sinh hàng ngày của bãi chôn lấp
1. Thể tích rác phát sinh : 4964000 m3 Thể tích 1 ô chôn lấp : 2017328 m3 Số ô chôn
lấp : 2,5 ô chọn 3 ô
m kmolrác = 1613kg,
VCO2 = 224.24 m3
2. • Khí phát sinh 1kmol rác nCH4 = 20.75 kmol, n CO2 = 16.25 kmol • Khối lượng khí phát sinh mCH4 = 332kg, mCO2 = 715kg • Thể tích khí phát sinh 1 tấn rác VCH4 = 287.19 m3 • M rác phân hủy nhanh = 1428 tấn/ngày • Thể tích khí phát sinh của Vt= 730316 m3
3. Qkhi ≈ 511.43 m3/tấn Wthu hồi ≈ 2973 W/tấn
4. Wđiện ≈ 2973 x 0.55 = 1635W/tấn
5. Q≈ 892m3/ ngày
MẶT CẮT Ô CHÔN LẤP
4000
2000
93000
7000
96500
2000
96500
7000
2900
1000
16600
300000
16240
10900
16240
4000
2000
2000
2900
1000
0 0 5 1
0 0 9 1
3200
15700
4000
100000
100000
92400
10900
2000
2000
2900
1000
1000
16240
300000
16240
10900
4000
2000
2000
2900
1000
Kích thước ô chôn lấp
Lớp
Đáy trên (m×m)
Đáy dưới (m×m)
Thể tích (m3)
Khối lượng (tấn
Thời gian chôn (ngày)
Chiều cao lớp phủ (m)
1 2 3 4 5 6
Hệ thống thu gom khí bãi chôn lấp
beâ
Maët bích PVC, 160mm
OÁng bôm huùt nöôùc roø ræ, STK 49 Thaân mm gieáng thu khí, oáng PVC 160 mm
Lôùp toâng coá ñònh mieäng gieáng
30 0
Lôùp ñaát phuû beà maët baõi choân Lôùp chaát laáp thaûi raén trong baõi choân laáp
5200
Lôùp ñaù 4 x 6 ñeäm thaân oáng gieáng
Thaân gieáng thu khí, oáng PVC 160 mm
600 0
Clappe oáng bôm huùt nöôùc roø ræ
Nuùt bòt ñaùy oáng PVC 160 mm
250
Gaân theùp laù CT3; b = 18 mm
Löôùi chaén gioù, INOX; a = 0,1mm
250
2300
2500
OÁng CT3 – 170 mm OÁng daãn khí, STK – 34 mm
3750
OÁng gioù, STK – 114 mm
Cöûa gioù gia coâng treân thaân oáng
150
250
OÁng ñieàu chænh löu löôïng gioù
70
150
OÁng höôùng doøng hình coân Van chaën, ñöôøng daãn khí töø gieáng thu
OÁng theùp ñen, 168 mm
950
OÁng bôm huùt nöôùc roø ræ, STK 49mm
Maët bích noái vôùi mieäng gieáng, CT3 – 168 mm
Chi tiết điển hình bãi chôn lấp
THU GOM NƯỚC RỈ
IO 10
I O 10
IO 10
I O 10
IO 10
0 5 1
200
200
200
200
HỆ THỐNG THÓAT NƯỚC MƯA
H AÀM 5 - 1 H AÀM 5 - 2 HAÀM 5 - 9 H AÀM 5 - 1 0 HAÀM 5 - 3 HAÀM 5 - 4 HAÀM 5 - 5 H AÀM 5 - 6 H AÀM 5 - 7 HAÀM 5 - 8
1
5 0 0 0
2 0 0 0 0
HAÀM 5 - 1 H AÀM 5 - 2 H AÀM 5 - 3 H AÀM 5 - 4 H AÀM 5 - 5 H AÀM 5 - 6 H AÀM 5 - 8 H AÀM 5 - 9 HAÀM 5 - 1 0 HAÀM 5 - 7
25 3 0 0 0
26
.
H AÀM 4 - 1 H AÀM 4 - 2 HAÀM 4 - 9 H AÀM 4 - 1 0 HAÀM 4 - 3 HAÀM 4 - 4 HAÀM 4 - 5 H AÀM 4 - 6 H AÀM 4 - 7 HAÀM 4 - 8
5
HAÀM 4 - 1 H AÀM 4 - 2 H AÀM 4 - 3 H AÀM 4 - 4 H AÀM 4 - 8 H AÀM 4 - 9 HAÀM 4 - 1 0
2
25
5 00 0
8 1 6 1 3
H AÀM 4 - 5 H AÀM 4 - 6 HAÀM 4 - 7
24
6 06 7.5
50 00
4
H AÀM 3 - 1 H AÀM 3 - 2 H AÀM 3 - 9 H AÀM 3 - 3 H AÀM 3 - 4 HAÀM 3 - 5 HAÀM 3 - 6 H AÀM 3 - 8 HAÀM 3 - 10 HAÀM 3 - 7 H AÀM 3 - 1 HAÀM 3 - 2 HAÀM 3 - 9 HAÀM 3 - 3 H AÀM 3 - 4 H AÀM 3 - 5 H AÀM 3 - 6 H AÀM 3 - 8 H AÀM 3 - 1 0 H AÀM 3 - 7
26
6
H AÀM 2 - 1 H AÀM 2 - 2 H AÀM 2 - 3 H AÀM 2 - 4 H AÀM 2 - 8 H AÀM 2 - 9 HAÀM 2 - 10 HAÀM 2 - 5 HAÀM 2 - 6 HAÀM 2 - 7
25
3
2 0 0 0 0
50 00
H AÀM 2 - 1 HAÀM 2 - 2 HAÀM 2 - 3 H AÀM 2 - 4 H AÀM 2 - 5 H AÀM 2 - 8 HAÀM 2 - 9 H AÀM 2 - 1 0 H AÀM 2 - 6 H AÀM 2 - 7
27
21
26
H AÀM 1 - 1 H AÀM 1 - 2 H AÀM 1 - 3 H AÀM 1 - 4 HAÀM 1 - 5 HAÀM 1 - 6 H AÀM 1 - 8 H AÀM 1 - 9 HAÀM 1 - 1 0 HAÀM 1 - 7
25
3
:
1
=
3
:
i
1
3
:
± 0
=
1
i
Bê tông 50 cm B eâ toâng ñaù 4x6 daøy 50mm Đất nền tự nhiên đàm chặt Ñ aát neàn töï nhi eân ñaàm chaët
=
i
7 00 0
i = 1 : 3
0.00
_+
10
23
i = 1:3
1 3
N öô ùc r æ r aùc
19
14
±0
9 6 0 0
i = 1 %
1 5
2 8 6 0 0
1
1
1 5 0 0
250
i
1
1
=
0
.
16
5 %
20
i = 1:3
i = 1 : 3
i = 1 %
17
1 8
i = 1 %
200
250
400
250
200
i = 1:3
2 1
i = 1 : 3
i
=
1
:
i
3
± 0
=
4 0 0 0
i
1
:
=
3
1
:
6 8 5 7
3
M öôn g t h o a ùt n öôùc
1 2 7 7 6 4
K e ân h c o ân g c o än g
9 0 0 0 0
1 3 5 0 0 0
N ö ô ùc
1 6 1 8 5 9 . 1
r
a
H AÀM 1 - 1 HAÀM 1 - 2 HAÀM 1 - 3 H AÀM 1 - 4 H AÀM 1 - 5 H AÀM 1 - 6 H AÀM 1 - 8 HAÀM 1 - 9 H AÀM 1 - 1 0 H AÀM 1 - 7
Hệ thống thu gom nước rỉ bãi chôn lấp
THU GOM NƯỚC RỈ
THU GOM KHÍ
7 0 0 0
2 %
2 %
2 %
19
3 7 1 0 0 0
Ñ ö ô øn g
Ñ ö ô øn g
Ñ ö ô øn g
o án g
Ñ ö ô øn g
Ñ ö ô øn g
o án g
o án g
Ñ ö ô øn g
d a ãn
2 7 7 2 0 0
o án g
2 %
o án g
d a ãn
k h
d a ãn
o án g
í
d a ãn
k h
d a ãn
k h
í
í
d a ãn
k h
Þ 1 5 0
k h
í
í
k h
Þ 1 5 0
í
Þ 1 5 0
Þ 1 5 0
Þ 1 5 0
L = 2 4 0 m
Þ 1 5 0
L = 2 4 0 m
L = 2 4 0 m
L = 2 4 0 m
L = 2 4 0 m
L = 2 4 0 m
2 %
17
60000
700
R3 5000
150
G i ? n g t h u k h í
Baùn k ín h th u kh í
Oáng thu khí bằng nhựa 150
2 %
G i ? n g t h u k h í
G i ? n g t h u k h í
Lớp sỏi đá lọc khí
Tấm đan tre
? n g c h í n h ø 1 5 0
1 2 7 7 64
K ê n h C ô n g C ? n g
Lỗ thu khí d = 15 mm
HÌNH ẢNH BÃI CHÔN LẤP CỦ CHI
HÌNH ẢNH BÃI CHÔN LẤP NAM SƠN
HÌNH ẢNH BÃI CHÔN LẤP NAM SƠN
5.5 Quản lí và vận hành
GIAI ĐOẠN 1
GIAI ĐOẠN 2
Lớp phủ trên cùng
Lớp phủ trung gian
Mương thoát nước mưa
TÌNH TRẠNG SAU CÙNG
GIẾNG QUAN TRẮC NƯỚC NGẦM
1
2
3
8
GHI CHUÙ :
4
6 : OÁÂng loïc 7 : OÁÂng laéng 8 : OÁng choáng 9 : Lôùp loïc ngöôïc
1 : Naép baûo veä 2 : Beå xi maêng 3 : Seùt cheøn oáng 4 : ñaát thaám keùm 5 : Taàng chöùa nöôùc
9
6
5
7
Thiết bị phục vụ chôn lấp
Thiết bị
Xe đầm rác Máy đào đất Máy xúc (ủi) Xe tải chở đất Máy phát điện
1 2 3 4 5
Nhu cầu nhân lực và quản lý bcl
