Quản lý chất thải rắn đô thị cho cán bộ kỹ thuật

m của đất điều này đã được chứng minh trong phòng thí nghiệm với sử dụng đất phủ bãi chôn lấp. Trong điều kiện này tốc độ oxy hoá cao hơn dưới điều kiện độ ẩm vừa phải so với những điều kiện ngập nước. Vì thế sự khuếch tán của CH4 và O2 ngang qua nước có thể gây ra giới hạn oxi hoá CH4 trong đất. Quá trình này dẫn đến oxy hoá CH4 và NH4 cũng có thể bị tương tác, khi đó những hợp chất này sẽ cạnh tranh cơ chất đối với những enzym tương ứng của chúng, điều này cũng chỉ ra rằng cả hai quá trình nitrification và denitrification sẽ tăng lên bởi thêm CH4 vào bùn lắng. Cho tới nay những tương tác giữa CH4 và chu trình N trong đất phủ bãi chôn lấp vẫn chưa được nghiên cứu đầy đủ. Những quan sát tại hiện trường đã chứng minh rằng đất phủ bãi chôn lấp có hàm lượng chất hữu cơ cao có khả năng giảm sự phát tán CH4 vào môi trường. Điều cũng được chứng minh bởi những kết quả nghiên cứu từ phòng thí nghiệm. Hơn nửa khả năng oxy hoá CH4 trong đất có thể tăng khi thêm chất hữu cơ vào lớp phủ ví dụ như bùn sinh học. Vi khuẩn methanotrophic dường như oxy hoá CH4 có hiệu quả nhất khi chúng ở trong một tập hợp nhiều vi khuần. Trong điều kiện này vi khuẩn methanotrophic có thể chiếm 90% mật độ của vi khuẩn. Trong sự phân lập nhóm vi khuẩn oxy hoá methane từ đất , sự hấp thu và một lượng thừa của methanol, nitrite và hydroxylamin bởi những vi sinh vật trong cùng một tập hợp cộng đồng thì rất quan trọng đối với hoạt tính của vi khuẩn methanotrophic. Xử Lý Mùi Các phương pháp có thể áp dụng để xử lý mùi từ bãi chôn lấp chất thải rắn sinh hoạt bao gồm: - Dùng chất khử mùi. Thực tế sử dụng chế phẩm EM để giảm mùi hôi tại các bãi chôn lấp và trạm trung chuyển chất thải rắn sinh hoạt cho thấy giảm đáng kể mùi trong quá trình vận hành bãi chôn lấp. Theo Bình (2003), một công nghệ mới hiện nay đang nghiên cứu áp dụng để khử mùi là sử dụng một số tinh dầu thực vật đặc biệt phun vào không khí tại các khu vực cần xử lý với nồng độ thích hợp. Các hạt tinh dầu này sẽ 9-24 tác dụng với các phân tử gây mùi tạo thành các chất mới không có mùi và không độc hại. - Che phủ. Che phủ hàng ngày, che phủ trung gian và che phủ khi đóng bãi là một giải pháp khác có thể hạn chế sự phát tán mùi hôi ra môi trường xung quanh. Vật liệu che phủ hàng ngày có thể là tấm nilon, giấy loại sau khi nghiền nhỏ trộn với nước để tạo thành dạng bột nhão, đất có hàm lượng Ca thấp,… - Thu khí. Mùi phát sinh từ bãi chôn lấp thật ra là từ thành phần khí tạo thành do quá trình phân hủy chất hữu cơ có trong rác chôn lấp. Do đó, thu khí để xử lý, hạn chế sự phát tán khí bãi chôn lấp vào môi trường cũng là một trong những giải pháp công nghệ hữu hiệu trong xử lý mùi. 9.5 GIÁM SÁT CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG BÃI CHÔN LẤP1 9.5.1 Sự Cần Thiết Của Chương Trình Giám Sát/Quan Trắc Chôn lấp rác vệ sinh là một phương pháp tương đối đơn giản, được áp dụng khá phổ biến ở các quốc gia đang phát triển và có dồi dào đất. Đây là phương pháp vẫn được coi là rẻ tiền nhất, và vì thế chắc chắn phải được áp dụng ở những khu vực đang phát triển như Việt Nam. Ở Hoa Kỳ, trên 80% rác được xử lý bằng phương pháp này. Ở Nhật, Anh và nhiều quốc gia phát triển khác cũng áp dụng phương pháp này một cách rộng rãi. Các bãi chôn lấp rác, dù ở hình thức này hay hình thức khác, luôn tồn tại như là biện pháp cuối cùng trong công tác xử lý rác. Ngay cả khi biện pháp thiêu đốt được áp dụng thì phần tro còn lại cũng phải được chôn lấp. Bên cạnh đó, một lượng không nhỏ các thành phần trơ, rác xây dựng... cũng cần phải có nơi tiêu tán. Hơn nữa, ở vào một giai đoạn phát triển nhất định, có thể nhu cầu về phân rác không còn nữa, một lượng rác hữu cơ khổng lồ chắc chắn chỉ có thể giải quyết bằng cách chôn lấp bởi vì sẽ không kinh tế nếu thiêu đốt loại rác này do nó có năng lượng thấp, làm cho chi phí đốt trở nên rất tốn kém. Hình 9.5 Một bãi chôn lấp điển hình (City of Toronto, 2001) 1 Bài Giảng của ThS. Phạm Hồng Nhật, Khóa Đào Tạo NgắnHạn Quản Lý Chất Thải Rắn Cho Cán Bộ Kỹ Thuật, Khóa 1, tháng 9 năm 2004. 9-25 Việc chôn lấp được thực hiện bằng cách dùng xe chuyên dụng chở rác tới các bãi đất được qui hoạch trước. Sau khi rác được đổ xuống, xe ủi sẽ san bằng mặt rác và đổ lên một lớp đất dày 15 cm (riêng lớp cuối cùng phải dày ít nhất 60 cm). Theo thời gian, sự phân hủy vi sinh vật làm cho rác trở nên tơi xốp và thể tích của bãi rác giảm xuống, việc đổ rác lại tiếp tục trên bề mặt của bãi rác cũ. Khi không thể đổ tiếp được thì một bãi rác mới lại được qui hoạch và hình thành. Tuy nhiên, việc chôn lấp cần phải được khảo sát kỹ lưỡng và có qui hoạch môi trường cùng các biện pháp phòng chống ô nhiễm thích hợp. Các nơi chôn rác đều phải được thiết kế sao cho nước rò rỉ từ bãi rác không xâm nhập được vào nước mặt cũng như nước ngầm và phải xây dựng hệ thống xử lý nước rò rỉ này trước khi thải ra môi trường. Để giám sát ảnh hưởng của bãi chôn lấp đến nguồn nước ngầm, một số giếng được khoan ở xung quanh bãi chôn lấp nhằm để lấy mẫu, xét nghiệm chất lượng nước ngầm định kỳ. Hệ thống thu khí để thu hồi khí đốt hoặc xử lý cũng cần được lắp đặt. Hình 9.6 Ống thông khí ở bãi chôn lấp (APEC Project, 1999). Sự lắng Quá trình bay hơi Nước rò rỉ Quá trình sinh hóa Thoát nước bề mặt Sự thấm nước ngầm 9-26 Hình 9.7 Ống thu khí ở bãi chôn lấp (City of Toronto, 2001). Với tính chất phân hủy của rác sinh hoạt, các bãi chôn lấp thường chỉ cần thiết kế để phục vụ cho từ 10 đến 20 năm. Việc tính toán bãi chon lấp cho từng giai đoạn như vậy là rất cần thiết vì nếu với giai đoạn quá ngắn thì giá thành đầu tư trở nên quá cao, ngược lại nếu giai đoạn phục vụ quá dài thì sẽ khó khăn cho công tác tái sử dụng sau này, khó khăn cho công tác quản lý. Khi thiết kế một bãi chôn lấp, một đòi hỏi hết sức quan trọng và đầu tiên là phải thiết kế một con đê đất bao quanh bãi rác nhằm : - Tách biệt hẳn bãi chôn lấp với các hoạt động bên ngoài, - Ngăn ngừa ô nhiễm nước do chảy tràn của nước mưa, và - Dễ dàng tạo vùng đệm. Trong trường hợp kinh tế đủ mạnh, con đê này có thể thiết kế để trở thành đường vận chuyển phục vụ công tác đổ rác và các công việc đi kèm của một bãi chôn lấp vệ sinh như vận chuyển và đổ đất, san ủi rác v.v... Đất dùng để đắp con đê này được lấy từ đất đào ngay tại bãi chôn lấp. Các bãi chôn lấp luôn tiềm ẩn những tác động tiêu cực đến môi trường và sức khỏe con người. Chính vì vậy, khi đã hình thành bãi chôn lấp, dù là với những tiêu chuẩn thiết kế an toàn cho một bãi chôn lấp vệ sinh, nhất thiết phải thực thi một chương trình giám sát ô nhiễm và phòng chống các sự cố môi trường. Chương trình này, vì liên quan đến các vấn đề không khí và nước rò rỉ, nhất thiết phải được thực thi với cả hai đối tượng này, cùng với các biện pháp phòng chống sự cố và bảo vệ sức khỏe của con người, đặc biệt là những công nhân làm việc tại bãi chôn lấp và công nhân của ngành vệ sinh. 9-27 9.5.2 Nội Dung Chương Trình Giám Sát Chất Lượng Môi Trường BCL Việc giám sát ô nhiễm là vô cùng quan trọng đối với một bãi chôn lấp. Theo EPA (2000), chương trình quan trắc (monitoring) bãi chôn lấp phải được thiết kế để bao gồm những khía cạnh sau đây: - khối lượng và loại chất thải, và nếu có thể thì các chỉ số về tái chế và tái sử dụng - khối lượng và thành phần nước rỉ rác - lượng khí bãi chôn lấp và đánh giá sự phát thải bên ngoài BCL - chất lượng nước mặt và nước ngầm - tình trạng hoạt động của lớp lót đáy - độ ồn - mùi hôi - côn trùng và sinh vật - thảm thực vật - sự ổn định trên đỉnh BCL và sạt lở - bụi và bùn - những than phiền và khiếu nại của công chúng Nöôùc ngaàm Nöôùc ræ raùc thoaùt ra ngoaøi moâi tröôøng Nöôùc ræ raùc Söï thaám nöôùc Söï loïc Söï thoaùt khí Möa Chương trình quan trắc phải cung cấp chi tiết về: - những thông tin phải quan trắc, bao gồm cả các tiêu chí ngưỡng - vị trí quan trắc, tần suất và thời lượng quan trắc 9-28 - biên bản quan trắc và kiểm soát chất lượng - những biện pháp cần thực hiện nếu quan trắc chỉ ra sự không tuân thủ - báo cáo nội bộ và kết nối với các kế hoạch hành động và thực tế quản lý - các qui trình báo cáo cho cấp thẩm quyền 9.5.3 Giám Sát Chất Lượng Môi Trường Không Khí Hình 9.8 Thành phần khí BCL theo thời gian (APEC Project, 1999). Trong quá trình phân hủy tại các bãi chôn lấp, các chất khí như methane (CH4), dioxit carbon (CO2), ammonia (NH3) được giải phóng ra cùng với một lượng rất nhỏ sulphua hydro (H2S), sulphua methyl (CH3)2S, methyl mercaptan (CH3 SH). Theo thực tế, mức độ quan trọng, lượng khí sinh ra và để đảm bảo tính khả thi của công tác giám sát, chương trình giám sát ô nhiễm không khí cho các bãi chôn lấp được đề xuất bao gồm: 0 20 40 60 80 100 O2 H2 N2 CO2 CH4 I II IV Thời Gian 9-29 Các Thông Số Giám Sát - Bụi, - Methane (CH4), - Dioxit carbon (CO2), - Ammonia (NH3), và - Sulphua hydro (H2S). Địa Điểm Thu Mẫu Số điểm thu mẫu phụ thuộc vào kích thước, vị trí và điều kiện môi trường của bãi chôn lấp. Thông thường thì ít nhất phải là 5 điểm, trong đó: - 1 điểm trong khu vực bãi chôn lấp nhằm giám sát được khả năng sự cố do hàm lượng các khí dễ cháy nổ tăng lên quá cao. - 4 điểm còn lại đặt theo bốn hướng cách 500 m tính từ bìa bãi chôn lấp, nhằm giám sát sự phát tán các khí sinh ra từ bãi rác vào môi trường có thể ảnh hưởng đến dân cư trong vùng. Tần Suất Giám Sát Tần suất giám sát phụ thuộc vào luật và qui định của từng địa phương. Nhưng luật và qui định thì lại thường được ban hành dựa trên thực tế về kích thước, vị trí và điều kiện môi trường của bãi chôn lấp. Với điều kiện của Việt Nam có tham khảo các nước xung quanh thì tần suất giám sát hiện nay là 1 lần/tháng được coi là hợp lý. 9.5.4 Giám Sát Nước Rò Rỉ Việc giám sát đặc tính nước rò rỉ đối với một bãi chôn lấp là vô cùng quan trọng nhằm ngăn ngừa khả năng gây ô nhiễm nguồn nước. Do đặc thù của chất lượng nước rò rỉ với nồng độ các chất ô nhiễm rất cao, việc giám sát chất lượng nước rò rỉ phải được thực hiện đối với cả nước rò rỉ thô (trước khi xử lý) và thải sau xử lý nhằm đánh giá khả năng xả vào môi trường. Các thông số và tần xuất giám sát được đề xuất trong Bảng 9.8. Bảng 9.8 Các thông số và tần suất giám sát nước rò rỉ trước và sau xử lý Tần suất Thông số 1 lần/ngày 1 lần/tuần 1 lần/tháng Thể tích x Nhiệt độ x pH x BOD x COD x SS x N-NH4+ x ∑ N x ∑ P x Cl- x ∑ Coliforms x 9-30 9.5.5 Giám Sát Chất Lượng Nước Ngầm Việc giám sát chất lượng nước ngầm khu vực xung quanh bãi rác là bắt buộc vì những lý do sau đây: - Giám sát và kiểm tra xem hệ thống chống thấm đáy hoạt động có hiệu quả hay không, và - Nếu hệ thống chống thấm đáy hoạt động không hiệu quả thì phải tìm giải pháp ngăn chặn tác động của các chất ô nhiễm trong nước rò rỉ đến nguồn nước ngầm và các quần thể sinh thái trong khu vực. Như vậy, việc giám sát chất lượng nước ngầm cho phép chúng ta xác định liệu có thể sử dụng nước ngầm trong khu vực xung quanh bãi chôn lấp hay không. Chính vì vậy mà vị trí, số lượng và chiều sâu của giếng quan trắc phải được tính toán rất cẩn thận. Vị Trí Và Số Lượng Giếng Quan Trắc Tần suất giám sát phụ thuộc vào kích thước, vị trí và điều kiện môi trường của bãi chôn lấp. Tuy nhiên, với bất kỳ một bãi chôn lấp nào cũng phải có tối thiểu hai giếng để quan trắc nước ngầm. Một giếng khoan bắt buộc phải có ở phía dưới hướng dòng chảy nước ngầm nhằm mục đích giám sát lượng nước thẩm thấu trước khi các chất ô nhiễm trong nó có thể lan truyền vào nước ngầm. Một giếng quan trắc thứ hai phải được khoan phía hạ nguồn, nơi các chất ô nhiễm có thể thâm nhập dễ dàng nhất và nhanh nhất để giám sát chất lượng nước ngầm. Giếng phải được khoan đủ sâu để có thể có nước ngầm đặc trưng cho khu vực. Các Thông Số Và Tần Suất Quan Trắc Theo Local Government Division, Ministry of Housing and Local Government, MALAYSIA (1990), các thông số trong bảng đưới đây cần phải được quan trắc đối với nước ngầm khu vực bãi chôn lấp. Bảng 9.9 Các thông số giám sát chất lượng nước ngầm STT Thông số STT Thông số 1 Độ pH 17 E.Coli 2 Cyanide và hợp chất của nó 18 Ct- 3 Phốt pho hữu cơ và hợp chất của nó 19 n-Hexane (dầu công nghiệp) 4 Chì và hợp chất 20 n-Hexane (dầu từ động, thực vật) 5 Chromium và hợp chất 21 Phenol 6 Arsonic và hợp chất 22 Đồng 7 Thuỷ ngân và hợp chất 23 Chì 8 Cadinium và hợp chất 24 Kẽm 9 PCB 25 Mangan 10 Trichloroethylene 26 Crôm 11 TetraChloroethylene 27 Flourine 12 1,1,1-Trichloroethylene 28 Canci vaø Magneâ 13 Thủy ngân hữu cơ 29 NO3và NO2 14 BOD 30 Nhu cầu KMnO4 15 COD 31 Màu 16 Chất rắn lơ lửng (SS) 32 Độ đục Nguồn: Local Government Division, Ministry of Housing and Local Government, MALAYSIA, 1990. 9-31 Tuy nhiên , với điều kiện của Việt Nam, trong trường hợp bãi chôn lấp chỉ chứa rác sinh hoạt, hoàn toàn không có các chất thải rắn công nghiệp, các thông số và tần suất quan trắc nước ngầm tại các giếng khoan trong khu vực bãi chôn lấp được đề xuất trong Bảng 9.10. Bảng 9.10 Các thông số và tần suất giám sát nước ngầm Tần suất STT Thông số 1 lần/ngày 1 lần/tuần 1 lần/tháng 1 lần/quí 01 pH x 02 EC x 03 Màu x 04 Độ đục x 05 SS x 06 Tổng cứng x 07 Cl- x 08 Phênol x 09 Dầu mỡ x 10 BOD x 11 COD x 12 N-NO3- x 13 E.Coli x 14 Fe x 15 Mn x 16 Zn x 17 Cr x 18 Pb x 19 Cd x 20 Hg x 21 CN- x 9.5.6 Giám Sát Chất Lượng Nước Mặt Các chỉ tiêu giám sát chất lượng nước mặt được đề xuất tương tự như nước ngầm, thêm vào chỉ tiêu ôxy hòa tan. Vị trí điểm thu mẫu là nơi trước và sau điểm tiếp nhận nước rỉ rác. 9.6 MẶT BẰNG TỔNG THỂ VÀ THIẾT KẾ SƠ BỘ BÃI CHÔN LẤP Những nội dung chính cần phải trình bày trong báo cáo thiết kế công nghệ sơ bộ bãi chôn lấp bao gồm: (1) mặt bằng tổng thể bãi chôn lấp, (2) loại chất thải phải xử lý, (3) sự cần thiết xây dựng trạm trung chuyển, (4) tính toán sức chứa của bãi chôn lấp, (5) đánh giá địa chất và địa chất thủy văn của khu vực bãi chôn lấp, (6) lựa chọn công nghệ, thiết bị xử lý nước rò rỉ, (7) lựa chọn công nghệ và thiết bị xử lý khí bãi chôn lấp, (8) bố trí hệ thống thoát nước mưa, (9) xem xét thiết kế về mặt mỹ quang của khu vực, (10) thiết bị giám sát, (11) xác định những dụng cụ thiết bị cần thiết, và (12) xây dựng quy trình vận hành bãi chôn lấp. Những thông số quan trọng phải chú ý khi thiết kế bãi chôn lấp được trình bày trong Bảng 9.11. Bên cạnh đó cần phải xem xét khả năng sử dụng khu vực bãi 9-32 chôn lấp sau khi đóng cửa hoàn toàn. Diện tích giành cho khu văn phòng, các công trình xây dựng, và khu vực để xe chỉ cần để phần đất trong và phải tránh khu vực thoát khí. Mặt bằng tổng thể bãi chôn lấp Khi quy hoạch mặt bằng tổng thể bãi chôn lấp, những vị trí sau phải được xác định: (1) đường vào, (2) nơi để dụng cụ, (3) cân, (4) khu vực hành chánh, (5) vị trí trạm trung chuyển, (6) kho chứa hoặc khu vực chôn lấp chất thải đặc biệt, (7) khu vực xử lý chất thải (làm phân compost), (8) khu vực chôn lấp chất thải và khu vực chứa vật liệu che phủ, (9) hệ thống thoát nước bề mặt, (10) khu vực thu gom và xử lý khí bãi chôn lấp, (11) khu vực xử lý nước rò rỉ, (12) vị trí các giếng giám sát, và (13) khu vực trồng cây xanh. Bảng 9.11 Những yếu tố quan trọng cần xem xét khi thiết kế bãi chôn lấp Yếu tố Ghi chú Lối vào Lát đường cho tất cả các lối vào bãi chôn lấp thường xuyên, các đường tạm đến khu vực đổ rác. Diện tích đất Diện tích đất phải đủ để chôn lấp chất thải rắn sinh hoạt ít nhất là 5 năm, thích hợp nhất là 10 đến 25 năm kể cả vùng đệm. Phương pháp chôn lấp Phương pháp chôn lấp thay đổi tùy theo địa hình, địa thế và vật liệu che phủ sẵn có; thông dụng nhất là phương pháp đào thành từng hố chôn rác, khu vực chôn rác, chôn theo từng bậc. Đặc điểm của BCL đã đóng cửa Độ dốc của lớp che phủ cuối cùng là 3 – 6%, thiết kế nhiều lớp phủ. Thoát nước bề mặt Xây dựng mương thoát nước, duy trì độ dốc 3-6% đối với che phủ cuối cùng của bãi chôn lấp để tránh sự hình thành ao hồ trên khu vực bãi chôn lấp. Xây dựng phương án thoát nước mưa ở những khu vực chưa sử dụng của bãi chôn lấp. Lớp che phủ trung gian Tận dụng triệt để lượng đất sẵn có; những loại vật liệu khác như phân compost sản xuất từ rác vườn và chất thải rắn sinh hoạt có thể sử dụng để tăng tối đa công suất của bãi chôn lấp; tỷ lệ giữa chất thải và vật liệu che phủ có thể dao động từ 5:1 đến 10:1. Lớp lót đáy Lớp đất sét đơn (2 – 4 ft hay 0,61 – 1,22 m) hoặc thiết kế nhiều lớp có sử dụng màng địa chất (geomembrane). Độ dốc đối với hệ thống thu nước rò rỉ loại từng bậc dao động từ 1-5%, khoảng cách lớn nhất giữa hai bậc là 100 ft (30 m), độ dốc của mương thoát nước dao động trong khoảng 0.5 – 1.0%. Độ dốc đối với hệ thống thu nước rò rỉ dạng ống dao động trong khoảng 1-2%; đường kính ống châm lỗ là 4 in (10,16 cm); khoảng cách giữa 2 ống là 20 ft (6 m). Thiết kế đơn nguyên Chất thải rắn mỗi ngày đổ thành một đơn nguyên, che phủ vào cuối ngày bằng một lớp đất hoặc vật liệu thích hợp dày 6 in (15 cm). Chiều rộng của một đơn nguyên dao động từ 10 đến 30 ft (3,0 – 9,0 m). Chiều cao của một lớp kể cả lớp che phủ trung gian dao động trong khoảng 10-14 ft (3,0 – 4,3 m). Độ dốc của bề mặt làm việc (mặt bên) dao động từ 2:1 đến 3:1. Quản lý khí bãi chôn lấp Xây dựïng kế hoạch quản lý khí bãi chôn lấp bao gồm các giếng, hệ thống thu khí tập trung, thiết bị thu ngưng tụ, quạt hút chân không, và thiết bị đốt khí, và/hoặc thiết bị sản xuất năng lượng. Vận hành ở áp suất chân không 10 in (3 m) nước. 9-33 Bảng 9.11 Những yếu tố quan trọng cần xem xét khi thiết kế bãi chôn lấp (tt) Yếu tố Ghi chú Thu gom nước rò rỉ Xác định lưu lượng cực đại và kích thước ống hoặc mương thu nước rò rỉ, kích thước trạm bơm nước rò rỉ, lựa chọn vật liệu làm ống có thể làm việc được với áp suất tĩnh tương ứng với chiều cao cực đại của bãi chôn lấp. Xử lý nước rò rỉ Trên cơ sở lượng nước rò rỉ và điều kiện môi trường địa phương, lựa chọn công nghệ thích hợp để xử lý nước rò rỉ. Yêu cầu về mặt môi trường Lắp đặt thiết bị giám sát khí và nước trong vùng chịu ảnh hưởng (vadose zone); lắp đặt thiết bị giám sát chất lượng nước ngầm; đặt trạm giám sát chất lượng môi trường không khí xung quanh. Dụng cụ, thiết bị cần thiết Số lượng và loại dụng cụ, thiết bị thay đổi tùy theo từng loại và công suất bãi chôn lấp. Chống cháy Nước tại khu vực, nếu không uống được phải ghi chú rõ ràng. Mỗi hố chôn phải tách riêng để tránh cháy lan trong trường hợp xảy ra hỏa hoạn. Nguồn: Tchobanoglous và cộng sự, 1993. Loại chất thải Thông tin về loại chất thải phải xử lý đóng vai trò quan trọng trong quá trình thiết kế và bố trí mặt bằng bãi chôn lấp nhất là khi có mặt những loại chất thải đặc biệt. Cách tốt nhất là xây dụng những khu vực chôn lấp riêng biệt cho những loại chất thải đặc biệt (ví dụ amiăng) vì khu vực này cần được xây dựng đặc biệt hơn. Nếu lượng xà bần đổ ra bãi chôn lấp rất lớn thì có thể dùng đắp đê. Sự cần thiết của trạm trung chuyển tại khu vực bãi chôn lấp Do vấn đề an toàn và nhiều hạn chế mới khi vận hành bãi chôn lấp, nhiều trạm trung chuyển đã được xây dựng tại khu vực bãi chôn lấp để chứa chất thải và chuyển dần ra bãi chôn lấp bằng những xe tải nhỏ, nhờ đó, giảm đáng kể nguy cơ xảy ra tại nạn tại bãi chôn lấp. Trạm trung chuyển cũng đồng thời là nơi thu hồi những vật liệu có thể tái sinh, tái sử dụng được. Chất thải được đổ vào hai xe tải lớn, lần lượt chuyển ra bãi chôn lấp, đổ bỏ và trả về vị trí cũ. Sự cần thiết của trạm trung chuyển này tùy thuộc vào những tính chất vật lý và phương pháp vận hành bãi chôn lấp. Tính toán công suất (sức chứa) của bãi chôn lấp Phần này nhằm trình bày những nội dung chính sau: (1) Phương pháp tính toán sức chứa của bãi chôn lấp; (2) Ảnh hưởng của việc nén từng thành phần chất thải; (3) Ảnh hưởng của lớp che phủ hàng ngày; (4) Ảnh hưởng của quá trình phân hủy chất thải và sức nặng do của lớp chất thải Xác định sức chứa của bãi chôn lấp. Sức chứa của bãi chôn lấp dự kiến có thể được xác định trước hết dựa trên cách bố trí mặt bằng tổng thể có tính đến những thông số thiết kế. Bước kế tiếp là xác định diện tích bề mặt của mỗi lớp. Thể tích của bãi chôn lấp được xác định bằng cách nhận diện tích trung bình giữa hai lớp kế tiếp với chiều cao của lớp đó và tính tổng của các lớp kế tiếp nhau. Nếu vật liệu che phủ được lấy tại khu vực bãi chôn lấp, thí thể tích tính toán tương ứng với thể tích chất thải rắn đổ ở bãi chôn lấp. Nếu phải 9-34 chuyên chở vật liệu che phủ từ nơi khác, khi đó thể tích tính toán phải bị trừ đi hệ số kể đến thể tích bị chiếm chỗ bởi vật liệu che phủ. Ví dụ, nếu tỷ lệ giữa lớp che phủ và lớp chất thải rắn là 1:5, thì sức chứa tính toán phải nhân với hệ số 0.833 (5/6). 9.7 ĐÓNG BÃI CHÔN LẤP Đóng cửa bãi chôn lấp và giám sát sau khi đóng cửa bãi chôn lấp là công tác cần thực hiện trong tương lai nhằm bảo đảm bãi chôn lấp được bảo dưỡng trong suốt thời gian từ 30 đến 50 năm. Xây Dựng kế Hoạch Đóng Cửa Lâu Dài Bãi Chôn Lấp Yếu tố quan trọng nhất trong chương trình bảo dưỡng lâu dài bãi chôn lấp là kế hoạch đóng cửa bãi chôn lấp bao gồm kiểm soát nước bề mặt chảy tràn, khống chế ăn mòn, thu gom và xử lý khí bãi rác và nước rò rỉ, và giám sát chất lượng môi trường. Che phủ và cảnh quang quanh bãi chôn lấp. Lớp che phủ bãi chôn lấp phải được thiết kế để tránh nước bề mặt chảy tràn ngấm vào bãi và tạo cảnh quang cho khu vực bãi chôn. Kiểm soát khí bãi rác. Kiểm soát khí bãi chôn lấp là vấn đề chính trong chương trình bảo dưỡng lâu dài bãi chôn lấp 9-35 Ví dụ 9.1 Tính lượng nước rò rỉ sinh ra hàng năm từ BCL vận hành trong thời gian 5 năm. Các phép tính toán phải liên tục cho đến khi BCL đạt trạng thái cân bằng, nghĩa là, lượng nước vào BCL phải bằng lượng nước rò rỉ thải ra khỏi BCL. Vẽ đường biểu diễn lượng nước rò rỉ sinh ra hàng năm từ BCL. Để đơn giản, xác định lượng nước rò rỉ sinh ra trên một đơn vị diện tích bề mặt 1 yd2, sau đó chuyển kết quả tính toán cho tổng lượng chất thải đổ ở BCL. 1. Lượng chất thải (a) Lượng chất thải đổ hàng ngày = 1000 tấn/ngày; (b) Thời gian hoạt động = 300 ngày; (c) Lượng chất thải đổ hàng năm = 6 x 108 lb. 2. Tính chất chất thải (a) Khối lượng riêng của chất thải đã nén = 1000 lb/yd3; (b) Độ ẩm ban đầu của chất thải = 20% khối lượng; (c) Sự phân bố chất hữu cơ phân hủy nhanh và chậm trong chất thải cho trước (d) Giả sử không có bùn đổ cùng với chất thải. 3. Đặc tính BCL (a) Tổng quát - Chiều cao của một lớp = 10 ft; - Tỷ lệ giữa chất thải và lớp che phủ = 5:1 theo thể tích; - Số lớp = 5 lớp (mỗi lớp một năm). (b) Vật liệu che phủ - Khối lượng riêng của đất = 3000 lb/yd3 (kể cả ẩm); - Độ ẩm của đất giả sử bằng khả năng giữ nước. (c) Sự hình thành khí - Sự hình thành khí: sử dụng số liệu khí sinh ra sau đây để tính tổng lượng khí sinh ra trên 1 đơn vị khối lượng tổng cộng của chất thải đổ thành 1 lớp. - Nước tiêu thụ trong quá trình hình thành khí BCL = 0,01 lb/ft3 khí tạo thành; - Nước tồn tại dưới dạng hơi nước trong khí BCL = 0,01 lb/ft3 khí tạo thành; - Khối lượng riêng của khí BCL = 0,0836 lb/ft3. (d) Khả năng giữ nước Khả năng giữ nước là hàm số của khối vật liệu bên trên được biểu diễn như sau: ⎥⎦ ⎤⎢⎣ ⎡ +−= W WFC 000.10 55,06,0 9-36 FC = phần nước trong chất thải tính theo khối lượng khô W = khối lượng tính tại trung điểm của chiều cao của một lớp (lb) 4. Lượng mưa (a) Lượng mưa thấm qua lớp che phủ hàng ngày trong 5 năm đầu = 4 in/năm. (b) Lượng mưa thấm qua lớp phủ cuối cùng trong 5 năm đầu = 1 in/year. * 1 yd = 3 ft 1 lb/ft3 = 16,019 kg/m3 1 lb = 0,4536 kg 1 ft = 0,3048 m 1 yd2 =0,8361 m2 Bảng VD 9.1 Tốc độ phát sinh khí BCL Khí tạo thành (ft3/lb) Cuối năm Phần phân hủy nhanh Phần phân hủy chậm Tổng cộng 01 0,000 0,000 0,000 02 0,941 0,008 0,949 03 1,646 0,023 1,669 04 1,176 0,039 1,215 05 0,706 0,055 0,761 06 0,235 0,070 0,305 07 0,000 0,074 0,074 08 0,000 0,066 0,066 09 0,000 0,058 0,058 10 0,000 0,051 0,051 11 0,000 0,043 0,043 12 0,000 0,035 0,035 13 0,000 0,027 0,027 14 0,000 0,019 0,019 15 0,000 0,012 0,012 16 0,000 0,004 0,004 17 0,000 0,000 0,000 Tổng cộng 4,704 0,584 5,288 Bài làm Phần 1: từ năm 1 đến năm 5 1. Định nghĩa các thành phần trong cân bằng nước của lớp thứ nhất. a. Xác định khối lượng vật liệu che phủ và khối lượng CTR của mỗi lớp - Khối lượng vật liệu che phủ tính trên 1 đơn vị diện tích 1 yd2 MCP = (10 ft x 1/3 yd/ft x 1/6) x 1 yd2 x 3000 lb/yd3 = 1666,7 lb - Khối lượng chất thải rắn tính trên 1 đơn vị diện tích 1 yd2 MCTR = (10 ft x 1/3 yd/ft x 5/6) x 1 yd2 x 1000 lb/yd2 = 2777,8 lb 9-37 b. Khối lượng CTR khô MCTR(K) = 2777,8 x 0,8 = 2222,2 lb c. Khối lượng ẩm trong CTR MẨM = 2777,8 x 0,2 = 555,6 lb d. Lượng mưa thấm vào BCL mỗi năm trong vòng 5 năm đầu MMƯA = [(4 in x 1/12 ft/in) x 1 yd2 x (9 ft2/yd2)] x 62,4 lb/ft3 = 187,2 lb e. Tổng khối lượng của mỗi lớp: ML = MCP + MCTR + MMƯA = 1666,7 + 2777,8 + 187,2 = 4631,7 lb 2. Tính toán cân bằng nước đối với lớp 1 vào cuối năm 1 và xác định lượng nước rò rỉ sinh ra từ lớp 1. a. Xác định thể tích và khối lượng khí sinh ra từ lớp 1 trong năm 1. Chú ý rằng quá trình sinh khí không bắt đầu vào cuối năm 1, có nghĩa là giả sử rằng không có khí sinh ra trong năm thứ nhất. Nöôùc roø ræ Naêm 1 LÔÙP 1 Löôïng möa 4 in Nöôùc roø ræ Naêm 2 LÔÙP 1 Nöôùc roø ræ Naêm 3 LÔÙP 1 Nöôùc roø ræ Naêm 4 LÔÙP 1 Nöôùc roø ræ Naêm 5 LÔÙP 1 Nöôùc roø ræ Naêm 6 LÔÙP 1 LÔÙP 2 LÔÙP 2 LÔÙP 2 LÔÙP 2 LÔÙP 2 LÔÙP 3 LÔÙP 3 LÔÙP 3 LÔÙP 3 LÔÙP 4 LÔÙP 4 LÔÙP 4 LÔÙP 5 LÔÙP 5 Löôïng möa 4 in Löôïng möa 4 in Löôïng möa 4 in Löôïng möa 4 in Löôïng möa 4 in Lớp che phủ Chaát thaûi 9-38 VK1 = 2777,8 lb x 0,0 ft3/lb của CTR đổ ở lớp 1 = 0,0 ft3 MK1 = 0,0 ft3 x 0,0836 lb/ft3 = 0,0 lb b. Xác định khối lượng nước tiêu thụ trong quá trình hình thành khí BCL 0,0 ft3 x 0,01 lb/ft3 = 0,0 lb c. Xác định khối lượng nước bay hơi theo khí BCL 0,0 ft3 x 0,001 lb/ft3 = 0,0 lb d. Xác định khối lượng nước trong CTR của lớp 1 Khối lượng nước = ẩm + mưa = 555,6 + 187,2 = 742,8 lb e. Xác định khối lượng chất rắn còn lại trong lớp 1 vào cuối năm 1 Khối lượng CTR khô còn lại = Khối lượng CTR khô ban đầu – (khối lượng khí BCL – nước tiêu thụ trong quá trình hình thành khí BCL) = 2222,2 – 0,0 – 0,0 = 2222,2 lb f. Xác định khối lượng trung bình của chất thải chứa trong lớp thứ 1 (là khối lượng tính tại trung điểm của khối chất thải của lớp 1) Khối lượng trung bình = 0,5 x (Khối lượng CTR + Khối lượng nước) + khối lượng lớp che phủ = 0,5 x (2222,2 + 742,8) + 1666,7 = 3149,2 lb g. Xác định hệ số giữ nước h. Xác định lượng nước có thể giữ được trong CTR Nước giữ trong CTR của lớp 1 = 0,468 x 2222,2 = 1040 lb i. Xác định lượng nước rò rỉ tạo thành Nước rò rỉ tạo thành = Nước trong CTR – khả năng giữ nước trong CTR Nước rò rỉ tạo thành = 742,8 – 1040 = -297,2 lb Vì khả năng giữ nước của CTR lớn hơn lượng nước thực sự có trong CTR nên không có nước rò rỉ sinh ra. j. Xác định lượng nước còn lại trong lớp 1 vào cuối năm thứ 1 Lượng nước còn lại = 742,8 – 0 = 742,8 lb k. Xác định khối lượng tổng cộng của lớp 1 vào cuối năm 1 = khối lượng khô + lượng nước còn lại + lớp che phủ = 2222,2 + 742,8 + 1666,7 = 4631,7 lb 9-39 3. Xây dựng cân bằng nước cho các lớp 1 và 2 vào cuối năm 2 và tính lượng nước rò rỉ sinh ra từ lớp thứ 1. Chú ý rằng các phép tính toàn cho lớp thứ 2 ở năm thứ 2 cũng giống như các tính toán của lớp thứ nhất ở năm 1. a. Tính thể tích và khối lượng khí sinh ra từ lớp 1 trong năm 2 Thể tích khí = 2777,8 lb x 0,949 ft3/lb = 2636,1 ft3 Khối lượng khí = 2636,1 ft3 x 0,0836 lb/ft3 = 220,4 lb b. Khối lượng nước tiêu thụ trong quá trình hình thành khí BCL từ CTR của lớp 1 trong năm 2 2636,1 ft3 x 0,01 lb/ft3 = 26,4 lb c. Xác định khối lượng hơi nước trong khí BCL từ CTR của lớp 1 trong năm 2 2636,1 ft3 x 0,001 lb/ft3 = 2,6 lb d. Tính khối lượng nước trong CTR của lớp 1 vào cuối năm 2 742,8 – 26,4 – 2,6 = 713,8 lb e. Xác định khối lượng CTR khô còn lại trong lớp 1 vào cuối năm 2 2222,2 – (220,4 – 26,4) = 2028,2 lb f. Xác định khối lượng trung bình của chất thải trong lớp 1 vào cuối năm 2 4631,7 lb (của lớp 2) + 0,5 (2028,2 + 713,8) + 1666,7 = 7669,4 lb g. Xác định khả năng giữ nước của lớp 1 vào cuối năm 2 h. Xác định lượng nước có thể giữ lại trong CTR của lớp 1 vào cuối năm 2 2028,2 x 0,361 = 732,2 lb i. Xác định lượng nước rò rỉ hình thành từ lớp 1 vào cuối năm 2 713,8 – 732,2 = - 18,4 lb Vì khả năng giữ nước của CTR lớn hơn lượng nước thực sự có trong CTR nên không có nước rò rỉ sinh ra. j. Xác định lượng nước còn lại trong lớp 1 vào cuối năm 2 713,8 – 0 = 713,8 lb k. Xác định khối lượng tổng cộng của lớp 1 vào cuối năm 2 361,0 4,7669000.10 4,766955,06,0 000.10 55,06,0 =+−=+−= W WFC 9-40 = khối lượng khô + khối lượng nước còn lại + khối lượng lớp che phủ = 2028,2 + 713,8 + 1666,7 = 4408,7 lb 4. Xây dựng cân bằng nước cho các lớp 1, 2 và 3 vào cuối năm 3 và xác định lượng nước rò rỉ sinh ra từ lớp 1. Chú ý rằng kết quả tính toán cho lớp 3 sẽ giống lớp 2 và lớp 2 sẽ giống lớp 1 vào năm 2. a. Xác định thể tích và khối lượng khí sinh ra từ lớp 1 vào cuối năm 3 Thể tích khí VK3 = 2777,8 lb x 1,669 ft3/lb = 4636,1 ft3 Khối lượng khí MK3 = 4636,1 lb x 0,0836 lb/ft3 = 387,6 lb b. Khối lượng nước tiêu thụ trong quá trình hình thành khí BCL từ CTR của lớp 1 trong năm 3 4636,1 ft3 x 0,01 lb/ft3 = 46,4 lb c. Xác định khối lượng hơi nước trong khí BCL từ CTR của lớp 1 trong năm 3 4636,1 ft3 x 0,001 lb/ft3 = 4,6 lb d. Tính khối lượng nước trong CTR của lớp 1 vào cuối năm 3 713,8 – 46,4 – 4,6 = 662,8 lb e. Xác định khối lượng CTR khô còn lại trong lớp 1 vào cuối năm 3 2028,2 – (387,6 – 46,4) = 1687 lb f. Xác định khối lượng trung bình của chất thải trong lớp 1 vào cuối năm 3 4631,7 lb (của lớp 3) + 4408,7 lb (của lớp 2) +0,5 (1687 + 662,8) + 1666,7 = 11.882 lb g. Xác định khả năng giữ nước của lớp 1 vào cuối năm 3 h. Xác định lượng nước có thể giữ lại trong CTR của lớp 1 vào cuối năm 3 1687 x 0,301 = 507,8 lb i. Xác định lượng nước rò rỉ hình thành từ lớp 1 vào cuối năm 3 662,8 – 507,8 = 155,0 lb j. Xác định lượng nước còn lại trong lớp 1 vào cuối năm 3 662,8 – 155,0 = 507,8 lb 301,0 11882000.10 1188255,06,0 000.10 55,06,0 =+−=+−= W WFC 9-41 k. Xác định khối lượng tổng cộng của lớp 1 vào cuối năm 3 = khối lượng khô + khối lượng nước còn lại + khối lượng lớp che phủ = 1687 + 507,8 + 1666,7 = 3861,5 lb 5. Xây dựng cân bằng nước cho các lớp 1, 2, 3 và 4 vào cuối năm 4 và xác định lượng nước rò rỉ sinh ra từ lớp 1. Chú ý rằng kết quả tính toán cho lớp 4 sẽ giống lớp 3, lớp 3 sẽ giống lớp 2 và lớp 2 sẽ giống lớp 1 vào năm 3. a. Xác định thể tích và khối lượng khí sinh ra từ lớp 1 vào cuối năm 4 Thể tích khí VK3 = 2777,8 lb x 1,215 ft3/lb = 3375,0 ft3 Khối lượng khí MK3 = 3375,0 lb x 0,0836 lb/ft3 = 282,2 lb b. Khối lượng nước tiêu thụ trong quá trình hình thành khí BCL từ CTR của lớp 1 trong năm 4 3375,0 ft3 x 0,01 lb/ft3 = 33,8 lb c. Xác định khối lượng hơi nước trong khí BCL từ CTR của lớp 1 trong năm 4 3375,0 ft3 x 0,001 lb/ft3 = 3,4 lb d. Tính khối lượng nước trong CTR của lớp 1 vào cuối năm 4 507,8 lb – 33,8 lb – 3,4 lb + 155,0 lb (nước rò rỉ của lớp 2) = 625,6 lb e. Xác định khối lượng CTR khô còn lại trong lớp 1 vào cuối năm 4 1687 – (282,2 – 33,8) = 1438,6 lb f. Xác định khối lượng trung bình của chất thải trong lớp 1 vào cuối năm 4 4631,7 lb (của lớp 4) + 4408,7 lb (của lớp 3) + 3861,5 lb (của lớp 2) + 0,5 (1438,6 + 625,6) + 1666,7 = 15.600,7 lb g. Xác định khả năng giữ nước của lớp 1 vào cuối năm 4 h. Xác định lượng nước có thể giữ lại trong CTR của lớp 1 vào cuối năm 4 1438,6 x 0,265 = 381,2 lb i. Xác định lượng nước rò rỉ hình thành từ lớp 1 vào cuối năm 4 625,6 – 381,2 = 244,4 lb j. Xác định lượng nước còn lại trong lớp 1 vào cuối năm 4 265,0 7,15600000.10 7,1560055,06,0 000.10 55,06,0 =+−=+−= W WFC 9-42 625,6 – 244,4 = 381,2 lb k. Xác định khối lượng tổng cộng của lớp 1 vào cuối năm 4 = khối lượng khô + khối lượng nước còn lại + khối lượng lớp che phủ = 1438,6 + 381,2 + 1666,7 = 3486,5 lb 6. Xây dựng cân bằng nước cho các lớp 1, 2, 3, 4 và 5 vào cuối năm 5 và xác định lượng nước rò rỉ sinh ra từ lớp 1. Chú ý rằng kết quả tính toán cho lớp 5 sẽ giống lớp 4, lớp 4 sẽ giống lớp 3, lớp 3 sẽ giống lớp 2 và lớp 2 sẽ giống lớp 1 vào năm 4. a. Xác định thể tích và khối lượng khí sinh ra từ lớp 1 vào cuối năm 5 Thể tích khí VK3 = 2777,8 lb x 0,761 ft3/lb = 2113,9 ft3 Khối lượng khí MK3 = 2113,9 lb x 0,0836 lb/ft3 = 176,7 lb b. Khối lượng nước tiêu thụ trong quá trình hình thành khí BCL từ CTR của lớp 1 trong năm 5 2113,9 ft3 x 0,01 lb/ft3 = 21,1 lb c. Xác định khối lượng hơi nước trong khí BCL từ CTR của lớp 1 trong năm 5 2113,9 ft3 x 0,001 lb/ft3 = 2,1 lb d. Tính khối lượng nước trong CTR của lớp 1 vào cuối năm 5 381,2 lb – 21,1 lb – 2,1 lb + 244,4 lb (nước rò rỉ của lớp 2) = 602,4 lb e. Xác định khối lượng CTR khô còn lại trong lớp 1 vào cuối năm 5 1438,6 – (176,7 – 21,1) = 1283 lb f. Xác định khối lượng trung bình của chất thải trong lớp 1 vào cuối năm 5 4631,7 lb (của lớp 5) + 4408,7 lb (của lớp 4) + 3861,5 lb (của lớp 3) + 3486,5 lb (của lớp 2) + 0,5 (1283 + 602,4) + 1666,7 = 18.998 lb g. Xác định khả năng giữ nước của lớp 1 vào cuối năm 5 h. Xác định lượng nước có thể giữ lại trong CTR của lớp 1 vào cuối năm 5 1283 x 0,240 = 307,9 lb i. Xác định lượng nước rò rỉ hình thành từ lớp 1 vào cuối năm 5 602,4 – 307,9 = 294,5 lb 240,0 18998000.10 1899855,06,0 000.10 55,06,0 =+−=+−= W WFC 9-43 j. Xác định lượng nước còn lại trong lớp 1 vào cuối năm 5 602,4 – 294,5 = 307,9 lb k. Xác định khối lượng tổng cộng của lớp 1 vào cuối năm 5 = khối lượng khô + khối lượng nước còn lại + khối lượng lớp che phủ = 1283 + 307,9 + 1666,7 = 3257,6 lb Phần 2: Từ năm thứ 6 trở đi - Lượng mưa đổ vào BCL từ năm thứ sáu: Lượng mưa = 1 in x 1/12 ft/in x 1 yd2 x 9 ft2/yd2 x 62,4 lb/ft3 = 46.8 lb - Để xác định lượng nước rò rỉ sinh ra từ lớp 1, mỗi lớp đều phải được tính toán cho mỗi năm. Tính toán đối với năm 6 được trình bày dưới đây và phép tính toán này tương tự cho các năm sau đó. 1. Xác định lượng nước rò rỉ sinh ra từ lớp 5 vào năm thứ 6 a. Xác định thể tích và khối lượng khí sinh ra từ lớp 5 vào cuối năm thứ 6: Thể tích khí = 2777,8 lb x 0,949 ft3/lb = 2636,1 ft3 Khối lượng = 2636,1 ft3 x 0,0836 lb/ft3 = 220,4 lb b. Khối lượng nước tiêu thụ trong quá trình hình thành khí BCL từ CTR của lớp 5 trong năm thứ 6 2636,1 ft3 x 0,01 lb/ft3 = 26,4 lb c. Xác định khối lượng hơi nước trong khí BCL từ CTR của lớp 5 trong năm 6 2636,1 ft3 x 0,001 lb/ft3 = 2,6 lb d. Tính khối lượng nước trong CTR của lớp 5 vào cuối năm 6 (tương tự như lớp thứ nhất vào năm thứ 2) 742,8 lb – 26,4 lb – 2,6 lb + 46,8 lb (nước mưa) = 760,6 lb e. Xác định khối lượng CTR khô còn lại trong lớp 5 vào cuối năm 6 2222,2 – (220,4 – 26,4) = 2028,4 lb f. Xác định khối lượng trung bình của chất thải trong lớp 5 vào cuối năm 6 0,5 x (2028,4 + 760,6) + 1666,7 = 3061,1 lb g. Xác định khả năng giữ nước của lớp 5 vào cuối năm 6 9-44 h. Xác định lượng nước có thể giữ lại trong CTR của lớp 5 vào cuối năm 6 2028,4 x 0,471 = 955,4 lb i. Xác định lượng nước rò rỉ hình thành từ lớp 5 vào cuối năm 6 760,6 – 955,4 = -194,8 lb Æ không có nước rò rỉ j. Xác định lượng nước còn lại trong lớp 5 vào cuối năm 6 760,6 – 0 = 760,6 lb k. Xác định khối lượng tổng cộng của lớp 5 vào cuối năm 6 = khối lượng khô + khối lượng nước còn lại + khối lượng lớp che phủ = 2028,4 + 760,6 + 1666,7 = 4455.7 lb 2. Xác định lượng nước rò rỉ sinh ra từ lớp 4 vào năm thứ 6 a. Xác định thể tích và khối lượng khí sinh ra từ lớp 4 vào cuối năm thứ 6: Thể tích khí = 2777,8 lb x 1,669 ft3/lb = 4636,1 ft3 Khối lượng = 4636,1 ft3 x 0,0836 lb/ft3 = 387,6 lb b. Khối lượng nước tiêu thụ trong quá trình hình thành khí BCL từ CTR của lớp 4 trong năm thứ 6 4636,1 ft3 x 0,01 lb/ft3 = 46,4 lb c. Xác định khối lượng hơi nước trong khí BCL từ CTR của lớp 4 trong năm 6 4636,1 ft3 x 0,001 lb/ft3 = 4,6 lb d. Tính khối lượng nước trong CTR của lớp 4 vào cuối năm 6 (tương tự như lớp thứ nhất vào năm thứ 2) 713,8 lb – 46,4 lb – 4,6 lb = 662,8 lb e. Xác định khối lượng CTR khô còn lại trong lớp 4 vào cuối năm 6 2028,4 – (387,6 – 46,4) = 1687,2 lb f. Xác định khối lượng trung bình của chất thải trong lớp 4 vào cuối năm 6 4455,7 (lớp 5) + 0,5 x (1687 + 662,8) + 1666,7 = 7297,3 lb g. Xác định khả năng giữ nước của lớp 4 vào cuối năm 6 471,0 2,3061000.10 2,306155,06,0 000.10 55,06,0 =+−=+−= W WFC 9-45 h. Xác định lượng nước có thể giữ lại trong CTR của lớp 4 vào cuối năm 6 1687,2 x 0,368 = 620,9 lb i. Xác định lượng nước rò rỉ hình thành từ lớp 4 vào cuối năm 6 662,8 – 620,9 = 41,9 lb j. Xác định lượng nước còn lại trong lớp 4 vào cuối năm 6 662,8 – 41,9 = 620,9 lb k. Xác định khối lượng tổng cộng của lớp 4 vào cuối năm 6 = khối lượng khô + khối lượng nước còn lại + khối lượng lớp che phủ = 1687,2 + 620,9 + 1666,7 = 3974,6 lb 3. Xác định lượng nước rò rỉ sinh ra từ lớp 3 vào năm thứ 6 a. Xác định thể tích và khối lượng khí sinh ra từ lớp 3 vào cuối năm 6 Thể tích khí VK3 = 2777,8 lb x 1,215 ft3/lb = 3375,0 ft3 Khối lượng khí MK3 = 3375,0 lb x 0,0836 lb/ft3 = 282,2 lb b. Khối lượng nước tiêu thụ trong quá trình hình thành khí BCL từ CTR của lớp 3 trong năm 6 3375,0 ft3 x 0,01 lb/ft3 = 33,8 lb c. Xác định khối lượng hơi nước trong khí BCL từ CTR của lớp 3 trong năm 6 3375,0 ft3 x 0,001 lb/ft3 = 3,4 lb d. Tính khối lượng nước trong CTR của lớp 3 vào cuối năm 6 507,8 lb – 33,8 lb – 3,4 lb + 41,9 lb (nước rò rỉ của lớp 4) = 512,5 lb e. Xác định khối lượng CTR khô còn lại trong lớp 3 vào cuối năm 6 1687 – (282,2 – 33,8) = 1438,6 lb f. Xác định khối lượng trung bình của chất thải trong lớp 3 vào cuối năm 6 4455,7 lb (lớp 5) + 3974,6 lb (lớp 4) + 0,5 (1438,6 + 512,5) + 1666,7 = 11.072,6 lb g. Xác định khả năng giữ nước của lớp 3 vào cuối năm 6 368,0 3,7297000.10 3,729755,06,0 000.10 55,06,0 =+−=+−= W WFC 9-46 h. Xác định lượng nước có thể giữ lại trong CTR của lớp 3 vào cuối năm 6 1438,6 x 0,311 = 447,4 lb i. Xác định lượng nước rò rỉ hình thành từ lớp 3 vào cuối năm 6 512,5 – 447,4 = 65,1 lb j. Xác định lượng nước còn lại trong lớp 3 vào cuối năm 6 512,5 – 65,1 = 447,4 lb k. Xác định khối lượng tổng cộng của lớp 2 vào cuối năm 6 = khối lượng khô + khối lượng nước còn lại + khối lượng lớp che phủ = 1438,6 + 447,4 + 1666,7 = 3552,7 lb 4. Xác định lượng nước rò rỉ sinh ra từ lớp 2 vào năm 6 a. Xác định thể tích và khối lượng khí sinh ra từ lớp 2 vào cuối năm 6 Thể tích khí = 2777,8 lb x 0,761 ft3/lb = 2113,9 ft3 Khối lượng khí = 2113,9 lb x 0,0836 lb/ft3 = 176,7 lb b. Khối lượng nước tiêu thụ trong quá trình hình thành khí BCL từ CTR của lớp 2 trong năm 6 2113,9 ft3 x 0,01 lb/ft3 = 21,1 lb c. Xác định khối lượng hơi nước trong khí BCL từ CTR của lớp 2 trong năm 6 2113,9 ft3 x 0,001 lb/ft3 = 2,1 lb d. Tính khối lượng nước trong CTR của lớp 2 vào cuối năm 6 381,2 lb – 21,1 lb – 2,1 lb + 65,1 lb (nước rò rỉ của lớp 3) = 423,1 lb e. Xác định khối lượng CTR khô còn lại trong lớp 2 vào cuối năm 6 1438,6 – (176,7 – 21,1) = 1283 lb f. Xác định khối lượng trung bình của chất thải trong lớp 2 vào cuối năm 6 4455,7 lb (lớp 5) + 3974,6 lb (lớp 4) + 3552,7 (lớp 3) + 0,5 (1283 + 423,1) + 1666,7 = 14.502,8 lb g. Xác định khả năng giữ nước của lớp 2 vào cuối năm 6 311,0 6,11072000.10 6,1107255,06,0 000.10 55,06,0 =+−=+−= W WFC 9-47 h. Xác định lượng nước có thể giữ lại trong CTR của lớp 2 vào cuối năm 6 1283 x 0,274 = 351,5 lb i. Xác định lượng nước rò rỉ hình thành từ lớp 2 vào cuối năm 6 423,1 – 351,5 = 71,6 lb j. Xác định lượng nước còn lại trong lớp 2 vào cuối năm 6 423,1 – 71,6 = 351,5 lb k. Xác định khối lượng tổng cộng của lớp 2 vào cuối năm 6 = khối lượng khô + khối lượng nước còn lại + khối lượng lớp che phủ = 1283 + 351,5 + 1666,7 = 3300,8 lb 5. Xác định lượng nước rò rỉ sinh ratừ lớp thứ 1 trong năm thứ 6 a. Xác định thể tích và khối lượng khí sinh ra từ lớp 1 vào cuối năm 6 Thể tích khí = 2777,8 lb x 0,305 ft3/lb = 847,2 ft3 Khối lượng khí = 847,2 x 0,0836 lb/ft3 = 70,8 lb b. Khối lượng nước tiêu thụ trong quá trình hình thành khí BCL từ CTR của lớp 1 trong năm 6 848,0 ft3 x 0,01 lb/ft3 = 8,5 lb c. Xác định khối lượng hơi nước trong khí BCL từ CTR của lớp 1 trong năm 6 848,0 ft3 x 0,001 lb/ft3 = 0,8 lb d. Tính khối lượng nước trong CTR của lớp 1 vào cuối năm 6 307,9 lb – 8,5 lb – 0,8 lb + 71,6 lb (nước rò rỉ của lớp 2) = 370,2 lb e. Xác định khối lượng CTR khô còn lại trong lớp 1 vào cuối năm 6 1283 – (70,8 – 8,5) = 1220,7 lb f. Xác định khối lượng trung bình của chất thải trong lớp 1 vào cuối năm 6 4455,7 lb (lớp 5) + 3974,6 lb (lớp 4) + 3552,7 (lớp 3) + 3300,8 (lớp 2) + 0,5 (1220,7 + 370,2) + 1666,7 = 17.746 lb g. Xác định khả năng giữ nước của lớp 1 vào cuối năm 6 274,0 8,14502000.10 8,1450255,06,0 000.10 55,06,0 =+−=+−= W WFC 9-48 h. Xác định lượng nước có thể giữ lại trong CTR của lớp 1 vào cuối năm 6 1220,7 x 0,248 = 302,7 lb i. Xác định lượng nước rò rỉ hình thành từ lớp 1 vào cuối năm 6 370,2 – 302,7 = 67,5 lb j. Xác định lượng nước còn lại trong lớp 1 vào cuối năm 6 370,2 – 67,5 = 302,7 lb k. Xác định khối lượng tổng cộng của lớp 1 vào cuối năm 6 = khối lượng khô + khối lượng nước còn lại + khối lượng lớp che phủ = 1220,7 + 302,7 + 1666,7 = 3190,1 lb Phần 3: Tính lượng nước rò rỉ tổng cộng sinh ra 1. Xác định tổng diện tích BCL - Khối lượng CTR trong mỗi lớp BCL có kích thước 1 yd2 và cao 10 ft là 2777,8 lb. - Tổng diện tích chiếm bởi 1 lớp: 6 x 108 lb/năm x 1/(2777,8 lb/yd2.năm) = 216,000 yd2 2. Xác định hệ số chuyển đổi 1 lb nước rò rỉ sinh ra từ 1 yd2 thành gals/năm (Lb/yd2 x 216,000 yd2)/(8,34 lb/gal) = lb/yd2.năm x 25,900 = gal/năm 3. Bảng kết quả tính toán lượng nước rò rỉ sinh ra 248,0 17746000.10 1774655,06,0 000.10 55,06,0 =+−=+−= W WFC 9-49 Ví dụ 9.2 Tính công suất tăng thêm sẵn có của BCL cho ở ví dụ 8.1 sau 5 năm do quá trình ép và sinh khí. Tính chiều cao thực của BCL vào cuối năm 5 và quá trình sụt lún BCL sau khi đóng cửa. Các phép tính toán phải liên tục cho đến khi BCL đạt trạng thái cân bằng. Sử dụng số liệu cho ở ví dụ 8.1. Giả sử rằng khối lượng riêng của chất thải đã nén là 1000 lb/yd3 và phương trình sau có thể sử dụng để tính toán khối lượng riêng của chất thải đã ép theo hàm số của áp suất nén. Giả sử không nén vật liệu che phủ. Trong đó, SWp = khối lượng riêng của chất thải đã nén, p (lb/yd3). Bài làm 1. Tính chiều cao của mỗi lớp và vật liệu che phủ giữa các lớp. Sử dụng khối lượng riêng và áp suất tại trung điểm của mỗi lớp để ước tính gần đúng tỷ trọng và áp suất của cả lớp. a. Xác định chiều cao của lớp thứ 5 i. Tổng lượng chất thải trong lớp thứ 5 vào năm thứ 5 là 4631,7 lb/yd2 (khối lượng chất thải = Khối lượng CTR khô + khối lượng nước = 2222,2 + 742,8 = 2965 lb và khối lượng vật liệu che phủ = 1666,7 lb). Áp suất tại trung điểm của lớp có thể được tính toán như sau: ii. Khối lượng riêng liên quan đến áp suất theo phương trình đã cho SWp = 1154,5 lb/yd3 iii. Ước tính chiều cao h của chất thải trong lớp 5 vào cuối năm 5. Chiều cao liên quan đến khối lượng chất thải ban đầu còn lại trong lớp vào cuối năm bao gồm lượng nước thêm vào hoặc thất thoát và khối lượng riêng trung bình của lớp Vật liệu còn lại trong lớp (lb) = SWp (lb/yd3) x (1 yd2 x h ft x 1/3 yd/ft) 2965 lb = 1154,5 lb/yd3 h (ft) x 1/3 (yd/ft) h = 7,70 ft iv. Tính chiều cao tổng cộng của lớp 5 vào cuối năm 5. Chú ý rằng vì giả sử không xảy ra quá trình nén hoặc phân hủy vật liệu che phủ theo thời gian, giá trị này sẽ giống nhau cho các lớp qua các năm SWP = 1000 lb/yd3 + p, lb/in2 0,0133 (yd3/lb)(lb/in2) + (0,001 yd3/lb)(p, lb/in2) 2 22 2 /43,212 1 3 11 2 2965 7,1666 inlb in ft ft yd yd lb lbp =⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ ⎟⎟ ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎜⎜ ⎝ ⎛ += SWP = 1000 lb/yd3 + 2,43 lb/in2 0,0133 (yd3/lb)(lb/in2) + (0,001 yd3/lb)(2,43, lb/in2) 9-50 Chiều cao lớp che phủ = 10 ft x (1/6) = 1,67 ft Chiều cao tổng cộng của lớp 5 = 7,70 + 1,67 = 9,37 ft b. Xác định chiều cao của lớp thứ 4 vào cuối năm thứ 5 i. Tổng khối lượng chất thải trong lớp 4 vào cuối năm 5 là 4408,7 lb (Chất thải = 2742 lb và 1666,7 lb vật liệu che phủ). Aùp suất tại trung điểm của lớp 4 được tính toán như sau: v. Khối lượng riêng liên quan đến áp suất theo phương trình đã cho SWp = 1308 lb/yd3 vi. Ước tính chiều cao h của chất thải trong lớp 4 vào cuối năm 5. Vật liệu còn lại trong lớp (lb) = SWp (lb/yd3) x (1 yd2 x h ft x 1/3 yd/ft) 2742 lb = 1308 lb/yd3 h (ft) x 1/3 (yd/ft) h = 6,29 ft vii. Tính chiều cao tổng cộng của lớp 4 vào cuối năm 5. Chiều cao tổng cộng của lớp 4 = 6,29 + 1,67 = 7,96 ft c. Xác định chiều cao của lớp thứ 3 vào cuối năm thứ 5 i. Tổng khối lượng chất thải trong lớp 3 vào cuối năm 5 là 3861,5 lb (Chất thải = 2194,8 lb và 1666,7 lb vật liệu che phủ). Áp suất tại trung điểm của lớp 4 được tính toán như sau: ii. Khối lượng riêng liên quan đến áp suất theo phương trình đã cho SWp = 1406,5 lb/yd3 2 22 2 /92,512 1 3 11 2 2742 7,16667,4631 inlb in ft ft yd yd lb lblbp =⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ ⎟⎟ ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎜⎜ ⎝ ⎛ ++= SWP = 1000 lb/yd3 + 5,92 lb/in2 0,0133 (yd3/lb)(lb/in2) + (0,001 yd3/lb)(5,92, lb/in2) 2 22 2 /11,912 1 3 11 2 8,2194 7,16668,44087,4631 inlb in ft ft yd yd lb lblblbp =⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ ⎟⎟ ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎜⎜ ⎝ ⎛ +++= SWP = 1000 lb/yd3 + 9,11 lb/in2 0,0133 (yd3/lb)(lb/in2) + (0,001 yd3/lb)(9,11, lb/in2) 9-51 iii. Ước tính chiều cao h của chất thải trong lớp 3 vào cuối năm 5. Vật liệu còn lại trong lớp (lb) = SWp (lb/yd3) x (1 yd2 x h ft x 1/3 yd/ft) 2194,8 lb = 1406,5 lb/yd3 h (ft) x 1/3 (yd/ft) h = 4,68 ft iv. Tính chiều cao tổng cộng của lớp 3 vào cuối năm 5. Chiều cao tổng cộng của lớp 3 = 4,68 + 1,67 = 6,35 ft d. Xác định chiều cao của lớp thứ 2 vào cuối năm thứ 5 i. Tổng khối lượng chất thải trong lớp 3 vào cuối năm 5 là 3486,5 lb (Chất thải = 1819,8 lb và 1666,7 lb vật liệu che phủ). Aùp suất tại trung điểm của lớp 4 được tính toán như sau: v. Khối lượng riêng liên quan đến áp suất theo phương trình đã cho SWp = 1473,1 lb/yd3 vi. Ước tính chiều cao h của chất thải trong lớp 2 vào cuối năm 5. Vật liệu còn lại trong lớp (lb) = SWp (lb/yd3) x (1 yd2 x h ft x 1/3 yd/ft) 1819,8 lb = 1473,1 lb/yd3 h (ft) x 1/3 (yd/ft) h = 3,71 ft vii. Tính chiều cao tổng cộng của lớp 2 vào cuối năm 5. Chiều cao tổng cộng của lớp 2 = 3,71 + 1,67 = 5,38 ft e. Xác định chiều cao của lớp thứ 1 vào cuối năm thứ 5 i. Tổng khối lượng chất thải trong lớp 3 vào cuối năm 5 là 3257,6 lb (Chất thải = 1590,9 lb và 1666,7 lb vật liệu che phủ). Aùp suất tại trung điểm của lớp 4 được tính toán như sau: ii. Khối lượng riêng liên quan đến áp suất theo phương trình đã cho 2 22 2 /94,1112 1 3 11 2 8,1819 7,16665,38618,44087,4631 inlb in ft ft yd yd lb lblblbp =⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ ⎟⎟ ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎜⎜ ⎝ ⎛ ++++= SWP = 1000 lb/yd3 + 11,94 lb/in2 0,0133 (yd3/lb)(lb/in2) + (0,001 yd3/lb)(11,94 lb/in2) 2 22 2 /54,1412 1 3 11 2 9,1590 7,16665,34865,38618,44087,4631 inlb in ft ft yd yd lb lblblbp =⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ ⎟⎟ ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎜⎜ ⎝ ⎛ +++++= 9-52 SWp = 1522,1 lb/yd3 iii. Ước tính chiều cao h của chất thải trong lớp 1 vào cuối năm 5. Vật liệu còn lại trong lớp (lb) = SWp (lb/yd3) x (1 yd2 x h ft x 1/3 yd/ft) 1590,9 lb = 1522,1 lb/yd3 h (ft) x 1/3 (yd/ft) h = 3,14 ft iv. Tính chiều cao tổng cộng của lớp 1 vào cuối năm 5. Chiều cao tổng cộng của lớp 1 = 3,14 + 1,67 = 4,81 ft 2. Tính công suất thêm sẵn có của BCL vào cuối năm 5. - Tính tổng chiều cao của BCL vào cuối năm 5 Htổng cộng = 4,81 + 5,38 + 6,35 + 7,96 + 9,37 = 33,87 ft - Tính công suất thêm của BCL 50,00 ft – 33,87 ft = 16,13 ft Hay thêm 16,13 x 33,87-1 x 100 = 47,6% chất thải có thể đổ vào BCL. - Tính lượng chất thải có thể đổ thêm vào BCL 0,476 x 5 x 2777,8 lb/yd2 = 6611,2 lb/yd2 Nếu BCL có diện tích 216,000 yd2 thì lượng chất thải có thể đổ thêm là 216,000 yd2 x 6611,2 lb/yd2 = 1,43 x 109 lb. - Tính toán tương tự cho các năm tiếp sau, chiều cao của mỗi lớp và chiều cao tổng cộng của BCL được trình bày trong như sau: Chiều cao lớp rác (ft) Năm vận hành Lớp 1 Lớp 2 Lớp 3 Lớp 4 Lớp 5 Chiều cao tổng cộng (ft) 01 02 03 04 05 4,80 5,38 6,35 7,96 9,37 33,87 06 4,70 5,04 5,74 7,01 8,94 31,43 07 4,71 4,93 5,37 6,31 8,08 29,40 08 4,71 4,93 5,25 5,87 7,29 28,04 09 4,69 4,92 5,23 5,71 6,72 27,27 10 4,67 4,89 5,20 5,68 6,49 26,94 11 4,66 4,87 5,17 5,64 6,43 26,77 SWP = 1000 lb/yd3 + 14,54 lb/in2 0,0133 (yd3/lb)(lb/in2) + (0,001 yd3/lb)(14,54 lb/in2) 9-53 Chiều cao lớp rác (ft) Năm vận hành Lớp 1 Lớp 2 Lớp 3 Lớp 4 Lớp 5 Chiều cao tổng cộng (ft) 12 4,64 4,85 5,15 5,60 6,38 26,62 13 4,63 4,83 5,13 5,57 6,34 26,50 14 4,62 4,82 5,11 5,55 6,30 26,39 15 4,62 4,81 5,09 5,52 6,26 26,31 16 4,62 4,81 5,08 5,51 6,24 26,25 17 4,62 4,81 5,08 5,50 6,22 26,22 18 4,62 4,81 5,08 5,49 6,20 26,19 19 4,62 4,81 5,08 5,49 6,19 26,18 20 4,62 4,81 5,08 5,49 6,19 26,18 21 4,62 4,81 5,08 5,49 6,19 26,18 22 4,62 4,81 5,08 5,49 6,19 26,18