Bài giảng Kỹ thuật xử lý chất thải rắn: Chương 3

BÀI GIẢNG:

KỸ THUẬT XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN

CHƯƠNG III: HỆ THỐNG THU GOM, VẬN CHUYỂN VÀ

TRUNG CHUYỂN CHẤT THẢI RẮN

Giảng Viên : Dương Thị Thành

NỘI DUNG CHƯƠNG 3

3.1. Công cụ, phương tiện và các phương thức thu gom 3.2. Phân tích hệ thống thu gom 3.2.1 Hệ thống container di động 3.2.2 Hệ thống container cố định 3.3 Sự cần thiết của hoạt động trung chuyển 3.4 Các loại trạm trung chuyển 3.5 Phương tiện và phương pháp vận chuyển 3.6 Những yêu cầu trong thiết kế trạm trung chuyển 3.7 Lựa chọn vị trí trạm trung chuyển

Sơ đồ thu gom, vận chuyển và trung chuyển rác

Sở tài nguyên và môi trường Tp. HCM

Sơ đồ thu gom, vận chuyển và trung chuyển rác

Nguồn rác

Xe thu gom

Điểm hẹn, Trạm trung Chuyển

Nhà máy xử lý, bãi chôn lấp

3.1. Công cụ, phương tiện và các phương thức thu gom

Thùng chứa CTR được đặt ở lề đường

Xe thu gom có trang bị thiết bị cơ giới thu gom CTR dọc lề đường

• Dịch vụ thu gom lề đường • Dịch vụ thu gom ở lối đi - ngõ hẻm • Dịch vụ thu gom kiểu mang đi - trả về • Dịch vụ thu gom kiểu mang đi

Các thiết bị thu gom CTR lề đường

Phương tiện và phương pháp thu gom

Tại Tp. HCM

3.1. Công cụ, phương tiện và các phương thức thu gom

 Xe chuyên chở CTR: có nhiều ngăn chứa riêng.

Xe thu gom rác khu dân cư

3.1. Công cụ, phương tiện và các phương thức thu gom

Tại khu thương mại:

Thành phần CTR có thể tái chế được cho vào thùng chứa riêng từng loại.

Xe thu gom rác thương mại

Ví dụ : Xác định số chuyến thu gom CTR đã qua phân loại để tái chế dọc theo lề đường.

Một cộng đồng yêu cầu thiết kế loại xe chuyên dụng thu gom rác lề đường để thu gom các loại CTR đã phân loại tại nguồn. Mỗi hộ gia đình được cung cấp 3 thùng chứa các loại vật liệu tái chế bao gồm giấy in và carton, nhựa và thuỷ tinh, lon nhôm và thiếc. Mỗi tuần các hộ dân mang các thùng chứa những loại vật liệu tái chế đến các nơi thu gom dọc theo lề đường để xe chuyên dụng thu gom.

Ước tính thể tích cần thiết cho mỗi ngăn của xe chuyên dụng tương ứng với từng loại vật liệu tái chế và số xe chuyên dụng cần thiết. Giả sử rằng các loại vật liệu tái chế được thu hồi là 80% và giấy in được tái chế chiếm tỉ lệ 20% lượng giấy thu gom. Tỉ lệ hộ dân tham gia vào chương trình phân loại các vật liệu tái chế là 60%. Nếu tổng số hộ dân trong khu vực thu gom là 1.200 hộ và mỗi hộ có trung bình 5 nhân khẩu. Biết rằng thể tích của mỗi xe thu gom là 5m3 và mỗi người phát sinh lượng chất thải là 0,62 kg/(người.ngày).

Thành phần CTR được cho trong bảng.

1.Thiết lập bảng tính thể tích của các loại vật liệu tái chế

Khối lượng riêng, kg/m3

Thành phần

Khối lượng, Kg

Thể tích vật liệu tái chế m3/100kg

KL vật liệu tái chế, kg

35,8 6,4 6,9

5,7 5,1 5,5

89,7 49,7 65,7

0,06 0,10 0,08

Chất hữu cơ Giấy Giấy carton Nhựa

9,1 5,8 0,6

7,3 4,6 0,5

195,4 89,7 160,2

0,04 0,05 0,003

Chất vô cơ Thuỷ tinh Can thiếc Can nhôm

5,7a kg = (35,8 kg x 0,80) x 0,20

2. Xác định thể tích các loại vật liệu tái chế Thể tích các vật liệu tái chế Giấy in + giấy carton = 0,06 + 0,1 = 0,16 m3 = 0,08 + 0,04 = 0,12 m3 Nhựa + thuỷ tinh Can nhôm và thiếc = 0,05 + 0,003 = 0,053 m3 Tỉ lệ thể tích khi so sánh các loại vật liệu tái chế khác so với can nhôm

và thiếc

Giấy in + giấy carton = 3,02 ( = 0,16 m3/0,053 m3) = 2,26 ( = 0,12 m3/0,053 m3) Nhựa + thuỷ tinh = 1,00 Can nhôm và thiếc

Tổng cộng = 6,28

Nếu sử dụng xe chuyên dụng V= 5m3 thì tính theo tỉ lệ ta có 2,4 m3 (= 5*3.02/6.28) để chứa giấy in và giấy carton, 1,8m3 chứa nhựa và thuỷ tinh, và 0,8 m3 chứa can thiếc và nhôm.

= 0,036 m3/tuần.hộ Ước tính tổng số xe thu gom chất thải phân loại hàng tuần: 0,036 m3/(tuần.hộ) x 1200 hộ x 0,6 / 2,4 (m3/xe) = 10,84 (xe/tuần) → 11 (xe/tuần)

3. Xác định số lượng xe cần thiết để thu gom các vật liệu phân loại Ước tính lượng rác phát sinh hàng tuần từ mỗi hộ dân cư 5 người/hộ x 7 ngày/tuần x 0,62 kg/(người.ngày) = 21,7 kg/tuần.hộ Ước tính khối lượng giấy in và giấy carton thu gom hàng tuần từ mỗi hộ Giấy in: 21,7 kg/tuần.hộ x (5,7/100) = 1,24 kg/tuần.hộ Giấy carton: 21,7 kg/tuần.hộ x (5,1/100) = 1,11 kg/tuần.hộ Ước tính tổng thể tích giấy in và giấy carton được phân loại để thu gom Giấy in: (1,24 kg/tuần.hộ)/(89,7 kg/m3) = 0,0138 m3/tuần.hộ Giấy carton: (1,11 kg/tuần.hộ)/(49,7 kg/m3) = 0,0223 m3/tuần.hộ Tổng thể tích giấy in và giấy carton: = 0,0138 + 0,0223

3.2 Phân tích hệ thống thu gom Theo phương thức hoạt động, hệ thống thu gom gồm 2 dạng:

Hệ thống dùng thùng chứa di động

Hệ thống thùng chứa cố định.

Sơ đồ hoạt động của hệ thống container di động cổ điển

Sơ đồ vận hành của hệ thống container di động, hoạt động theo kiểu trao đổi container.

Sơ đồ hoạt động của hệ thống container cố định

Thời gian cần thiết cho một chuyến vận chuyển container di động

 Thời gian cần thiết cho một chuyến là thời gian đổ bỏ một container bằng tổng cộng thời gian lấy tải, bãi đổ, vận chuyển

Thcs = (Phcs + s + h)

Thcs : Thời gian cần thiết cho một chuyến, giờ/ch. Phcs : Thời gian lấy tải cho một chuyến, giờ/ch. s : Thời gian ở bãi đổ, giờ/ch. h : Thời gian vận chuyển cho một chuyến, giờ/ch.

 Thời gian vận chuyển (h) có thể tính gần đúng công thức sau: h = a + bx Thcs = (Phcs + s + a + bx)

h: thời gian vận chuyển, giờ/ch. a: hằng số thời gian theo thực nghiệm, giờ/ch b: hằng số thời gian theo thực nghiệm, giờ/km x: khoảng cách vận chuyển 2 chiều trung bình, km/ch

Tốc độ giới hạn (km/h)

a (h/ch)

b (h/km)

88,5

0,016

0,01119

72,4

0,022

0,01367

56,3

0,034

0,01802

40,2

0,050

0,02860

24,1

0,060

0,04164

Thời gian lấy tải

Thời gian lấy tải cho một chuyến sẽ được tính theo

công thức: Phcs = pc + uc + dbc

thời gian hao phí cho việc nâng container, giờ/ch.

thời gian hao phí cho việc thả container rỗng xuống, giờ/ch.

Phcs: thời gian lấy tải cho một chuyến, giờ/ch. pc: uc: dbc: thời gian hao phí để lái xe giữa các vị trí đặt container, giờ/ch.

Số chuyến thu gom trong ngày

 1

 

   tWH  1

t 2

 hcsT

Số chuyến thu gom cho một xe trong một ngày hoạt động : Nd =

Nd: số chuyến trong ngày, ch/ngày. H: số giờ làm việc trong ngày, giờ/ngày.

W: hệ số kể đến các yếu tố không sản xuất, biểu diễn bằng tỷ số. (0,10 - 0,40 trung bình 0,15) T1: thời gian lái xe từ trạm điều vận đến vị trí đặt container đầu tiên trong ngày, giờ. T2:thời gian lái xe từ vị trí đặt container cuối cùng trong ngày về trạm điều vận, giờ. Thcs: thời gian cần thiết cho một chuyến, giờ/ch.

 Số chuyến có thể thực hiện trong ngày tính toán bằng cách sử dụng

biểu thức sau:

N

d 

V d  cf

Nd: Số chuyến trong ngày, ch/ngày. Vd: Thể tích chất thải rắn thu gom trung bình hàng ngày, m3/ngày. c : Thể tích của container, m3/ch. f : Hệ số sử dụng container trung bình

• Ví dụ : Phân tích hệ thống container di động

Chất thải rắn từ một khu công nghiệp mới được thu gom trong các container có kích thước lớn, một vài container trong số này sẽ được sử dụng liên kết với máy nén rác cố định. Trên cơ sở nghiên cứu giao thông tại các khu công nghiệp tương tự, ước tính rằng thời gian trung bình để lái xe từ trạm điều vận đến vị trí đặt container đầu tiên (t1) và từ vị trí container cuối cùng (t2) về trạm điều vận mỗi ngày sẽ tương ứng là 15 phút và 20 phút. Thời gian trung bình hao phí để lái xe giữa các container là 6 phút và khoảng cách vận chuyển một chiều đến bãi đổ là 15,5 km (giới hạn tốc độ 88,5 km/giờ). Xác định số container được đổ bỏ mỗi ngày. Giả thiết rằng mỗi ngày làm việc 8 giờ và hệ số kể đến các yếu tố không sản xuất W = 0,15, thời gian hao phí cho việc nhặt và thả container rỗng là 0,4 giờ/chuyến, thời gian ở bãi đổ 0,133 giờ/chuyến.

Giải:  Xác định thời gian lấy tải cho một chuyến Phcs = pc + uc + dbc pc + uc = 0,4; dbc = 6 phút = 0,1 h/ch Phcs = 0,4 + 0,1 = 0,5 h/ch

 Xác định thời gian cần thiết cho một chuyến Thcs = (Phcs+ s + a + bx) s = 0,133 h/ch; x = 15,5x2 km; a = 0,034 h/ch; b = 0,01802 h/km Thcs = (0,5 + 0,133 + 0,034 + 0,01802 x 15,5 x 2)

= 1,23 h/ch  74 ph/ch

    tWH  1 t 1 2

 hcsT

 Xác định số chuyến container trong ngày   Nd =



    15,018

  33,0

dN

Số giờ làm việc trong ngày H = 8 giờ; hệ số kể đến các yếu tố không sản xuất W = 0,15; t1 = 0,25 giờ; t2 = 0,33 giờ

  25,0 23,1

= 5,06 chuyến/ngày





 33,0

 H

ch 5

ngay



     15,01 25,0 23,1

 Xác định thời gian thật sự làm việc trong ngày

Như vậy H = 7,92 giờ

Hệ thống container cố định

• Hệ thống container cố định với xe thu gom lấy tải cơ khí

Đối với hệ thống sử dụng xe thu gom chất tải tự động, thời gian cho

một chuyến biểu diễn như sau: TSCS = (PSCS + s + a + bx)

TSCS : thời gian một chuyến đối hệ thống container cố định, giờ/ch. PSCS : thời gian lấy tải cho một chuyến, giờ/ch. thời gian lấy tại bãi đổ, giờ/ch s: a: hằng số thực nghiệm, giờ/ch. b: hằng số thực nghiệm, giờ/km. x: khoảng cách vận chuyển 2 chiều trung bình, km/ch.

 thời gian lấy tải.

PSCS = Ct (uc) + (np - 1)(dbc)

PSCS: thời gian lấy tải cho một chuyến, giờ/ch.

thời gian trung bình hao phí để lái xe giữa các vị trí đặt Ct: số container dỡ tải trong một chuyến thu gom: container/ch. uc: thời gian lấy tải trung bình cho một container, giờ/container. np: số vị trí đặt container trên một chuyến thu gom, vị trí/ch. dbc:

container, giờ/vị trí.

 Nếu không biết thời gian hao phí để lái xe giữa các vị trí đặt container, thì tính toán như container di động trong đó thay thế khoảng cách vận chuyển 2 chiều bằng khoảng cách giữa các container và các hằng số thời gian vận chuyển tương ứng với 24,1 km/h

 Số hạng (np - 1) biểu thị cho số lần xe thu gom sẽ đi giữa các vị trí đặt container và bằng số vị trí đặt container trừ đi 1

 Số container này được tính theo công thức:

C t 

vr  cf



Trong đó: Ct: số container đổ bỏ trên một chuyến, container/ch. v: thể tích xe thu gom, m3/ch. r: tỷ số nén. c: thể tích của container, m3/container. f: hệ số sử dụng container đã được chất tải.

 Số chuyến phải thực hiện trong ngày :

N

d 

V d vr

Nd: số chuyến thu gom thực hiện hàng ngày, ch/ngày

Vd: khối lượng trung bình ngày của chất thải thu gom, m3/ngày.

 Thời gian công tác trong ngày khi kể đến các yếu tố không

sản xuất W có thể tính như sau:





 t 1

SCS



  1 

 TN d W

t1 : thời gian lái xe từ trạm điều vận đến vị trí đặt container đầu tiên để lấy tải trên tuyến thu gom đầu tiên trong ngày, giờ. t2 : thời gian lái xe từ "vị trí đặt container cuối cùng" trên tuyến thu gom sau cùng của ngày công tác đến trạm điều vận, giờ.

Ví dụ : So sánh giữa hệ thống container di động và container cố định Một công ty thu gom chất thải rắn tư nhân muốn đặt một trạm tái thu hồi vật liệu ở gần khu thương mại. Công ty này muốn sử dụng hệ thống container di động nhưng họ e ngại rằng chi phí vận chuyển cao. Phải đặt trạm tái thu hồi vật liệu cách xa khu thương mại một khoảng cách tối đa là bao nhiêu để chi phí hàng tuần cho hệ thống container di động không lớn hơn so với hệ thống container cố định? Giả sử rằng chỉ một người vừa lái xe vừa thu gom được sử dụng cho mỗi hệ thống và các số liệu sau đây được áp dụng. Trong ví dụ này, giả sử thời gian t1 và t2 tính trong W bao gồm cả các yếu tố không sản xuất, H = 8 giờ/ngày, W = 0,15

300m3/tuần.

8m3/ch

0,67 0,033giờ/ch.

0,033giờ/ch.

Hệ thống container di động Khối lượng chất thải rắn Kích thước container Hệ số sử dụng container Thời gian nhặt container Thời gian thả container Hằng số thời gian vận chuyển

a = 0,022h/ch và b = 0,0136h/km

0,053giờ/ch

Thời gian ở bãi đổ Chi phí chung Chi phí vận hành

6 triệu/tuần 200.000đ/h làm việc

0,050giờ/container.

Hệ thống container cố định Khối lượng chất thải 300m3/tuần Kích thứơc container 8m3/vị trí đặt container 0,67 Hệ số sử dụng container Dung tích xe thu gom 30m3/ch. Tỷ số nén xe thu gom r = 2. Thời gian dỡ tải Hằng số thời gian vận chuyển

a = 0,022h/ch và b = 0,0136/km.

0,10giờ/ch

Thời gian ở bãi đổ Chi phí chung Chi phí vận hành

11triệu/tuần. 300.000đ/h.

Đặc điểm vị trí Khoảng cách trung bình giữa các vị trí đặt container = 0,1mile = 160m Hằng số để tính toán thời gian lái xe giữa các vị trí đặt

container cho cả 2 hệ thống là

a' = 0,060h/ch và b' = 0,067h/mile = 0,04164h/km.

 Hệ thống container cố định lấy tải thủ công

 Khi thời gian lấy tải trên 1 chuyến đã biết, số vị trí lấy tải mà



nP scs t

chất thải có thể được thu gom trên một chuyến có thể được tính toán:

(3.12) • Np: Số vị trí thu gom trong một chuyến, vị trí/ch. 60: Hệ số chuyển đổi từ giờ sang phút, 60phút/giờ. Pscs: Thời gian lấy tải trên một chuyến, giờ/ch. n : Số người thu gom, người.

tp : Thời gian lấy tải tại mỗi vị trí thu gom, người.phút/vị trí.

 Thời gian lấy tải tp tại mỗi vị trí phụ thuộc vào thời gian hao phí để

(3.13)

lái xe giữa các vị trí đặt container, số container tại mỗi vị trí thu gom và % vị trí thu gom đặt gần nhau. tp = dbc + k1Cn + k2(PRH) tp:Thời gian lấy tải trung bình tại mỗi vị trí thu gom, người . phút/vị trí. dbc:Thời gian trung bình hao phí lái xe giữa các vị trí đặt container, phút /vị trí. k1: Hằng số liên hệ với thời gian lấy tải 1 container, phút/container. Cn: Số container trung bình ở mỗi vị trí lấy tải. k2: Hằng số liên hệ với thời gian hao phí để thu gom chất thải từ sau vườn của một căn hộ, phút/vị trí.

PRH: Số vị trí thu gom đặt phía sau nhà, %.

 Khi biết số vị trí thu gom trên chuyến, ta có thể tính được kích

P

NV r

thước thích hợp của xe thu gom như sau:

V: Thể tích xe thu gom m3/ch. Vp : Thể tích chất thải rắn thu gom trên một vị trí lấy rác, m3/vị trí. Np : Số vị trí thu gom trên một chuyến, vị trí/ch. r : Hệ số nén