Đồ án Thiết kế hệ thống quản lý chất thải rắn sinh hoạt cho quận 4 quy hoạch đến năm 2025

Chương 2 NGUỒN PHÁT SINH, THÀNH PHẦN, KHỐI LƯỢNG CHẤT THẢI RẮN ĐÔ THỊ PHÁT SINH TRÊN ĐỊA BÀN KHU VỰC THIẾT KẾ 2.1 CÁC NGUỒN PHÁT SINH CHẤT THẢI Ở QUẬN 4 - Hộ gia đình: có 52.508 hộ, dân số năm 2008 là 210.030 người, mỗi hộ có 4 người, lấy số dân chia cho số người trong mỗi hộ sẽ được tổng số hộ gia đình của quận. Chất thải rắn sinh ra từ hộ gia đình là: rác thực phẩm, giấy, carton, nhựa, túi nilon, vải, da, rác vườn, gỗ, thủy tinh, lon, thiếc, nhôm, kim loại, tro, lá cây, chất thải đặc biệt nhu pin, dầu nhớt xe, lốp xe, ruột xe, sơn thừa…. - Khu siêu thị: có 3 siêu thị (giả định), rác sinh ra từ các siêu thị gồm: giấy, carton, nhựa, túi nilon, rác thực phẩm. - Nhà hàng, quán ăn: có 10 nhà hàng quán ăn (giả định), rác sinh ra gồm: rác thực phẩm, giấy, carton, nhựa, túi nilon, vải, da, rác vườn, gỗ, thủy tinh, lon, thiếc, nhôm, kim loại, tro, lá cây, chất thải đặc biệt nhu pin, …. - Nhà nghỉ, khách sạn: có 15 nhà (giả định), rác sinh ra gồm: rác thực phẩm, giấy, carton, nhựa, túi nilon, vải, da, rác vườn, gỗ, thủy tinh, lon, thiếc, nhôm, kim loại, tro, lá cây, chất thải đặc biệt như pin, …. - Trường học: có 23 trường ( nguồn Niên Giám Thống Kế Năm 2007), rác sinh ra gồm: rác thực phẩm, giấy, carton, nhựa, túi nilon, vải, da, rác vườn, gỗ, thủy tinh, lon, thiếc, nhôm, kim loại, tro, lá cây, chất thải đặc biệt nhu pin, …. - Chợ: có 5 chợ rác thực phẩm, giấy, carton, nhựa, túi nilon, vải, da, rác vườn, gỗ, thủy tinh, lon, thiếc, nhôm, kim loại, tro, lá cây, chất thải đặc biệt như pin, dầu nhớt xe, lốp xe, ruột xe, sơn thừa. 2.2 XÁC ĐỊNH DÂN SỐ KHU VỰC QUẬN 4 TÍNH ĐẾN NĂM 2025 2.2.1 Phương Pháp 1 - Giả Sử Tốc Độ Gia Tăng Dân Số Là Hằng Số Đặt k là hằng số tốc độ gia tăng dân số P là dân số (người) t là thời gian (năm) Phương trình tốc độ gia tăng dân số của một khu vực được biểu diễn như sau: (Diệu, 2008) Lấy tích phân 2 vế phương trình trên theo thời gian, ta có: Dựa trên số liệu thống kê dân số qua các năm, ta vẽ đường biểu diễn y = ax + b để xác định hệ số a và b. Với 2 giá trị này có thể ước tính dân số ở năm thứ t bất kỳ trong tương lai. Đặt x = t – t0 y = Pt a = k b = P0 Phương trình: Bảng 2.1 Dân số quận 4 từ năm 2000 đến năm 2008 theo phương pháp 1 Năm x (t - t0) Số dân 2000 0 200.000 2001 1 202.000 2002 2 203.000 2003 3 204.500 2004 4 205.000 2005 5 206.000 2006 6 207.500 2007 7 209.000 2008 8 210.000 Nguồn: giả định Hình 2.1 Đồ thị xác định hằng số tốc độ tăng dân số theo thời gian theo phương pháp 1. → phương trình bình phương cực tiểu của phương pháp 1 y = 1191,7x + 200.456 R2 = 0,9901 Bảng 2.2 Ước tính dân số quận 4 đến năm 2025 theo phương pháp 1 Năm Pt Năm Pt 2000 0 200.456 2013 13 355.377 2001 1 212.373 2014 14 367.294 2002 2 224.290 2015 15 379.211 2003 3 236.207 2016 16 391.128 2004 4 248.124 2017 17 403.045 2005 5 260.041 2018 18 414.962 2006 6 271.958 2019 19 426.879 2007 7 283.875 2020 20 438.796 2008 8 295.792 2021 21 450.713 2009 9 307.709 2022 22 462.630 2010 10 319.626 2023 23 474.547 2011 11 331.543 2024 24 486.464 2012 12 343.460 2025 25 498.381 2.2.2 Phương pháp 2 – Giả Sử Tốc Độ Gia Tăng Dân Số Tỷ Lệ Thuận Với Dân Số Hiện Tại Đặt k là hằng số tốc độ gia tăng dân số P là dân số (người) t là thời gian (năm) Phương trình tốc độ gia tăng dân số của 1 khu vực trong trường hợp này được biểu diễn như sau: (Diệu, 2008) Lấy tích phân 2 vế phương trình trên theo thời gian, ta có: Đặt x = t – t0 y = lnPt a = k b = lnP0 Phương trình: Dựa trên số liệu thống kê dân số qua các năm, ta vẽ đường biểu diễn y = ax + b để xác định hệ số a và b. Với 2 giá trị có thể ước tính dân số ở năm thứ t bất kỳ trong tương lai. Bảng 2.3 Dân số quận 4 từ năm 2000 đến năm 2008 theo phương pháp 2 Năm X Pt lnPt Năm X Pt lnPt 2000 0 200.000 12,206 2004 4 205.000 12,231 2001 1 202.000 12,216 2005 5 206.000 12,236 2002 2 203.000 12,221 2006 6 207.500 12,243 2003 3 204.500 12,228 2007 7 209.000 12,250 2004 4 205.000 12,231 2008 8 210.000 12,255 Nguồn giả định Hình 2.2 Đồ thị xác định hằng số tốc độ tăng dân số theo thời gian thep phương pháp 2. → phương trình bình phương cực tiểu của phương pháp 2 y = 0,0058x + 12,209 R2 = 0,9897 Bảng 2.4 Ước tính dân số quận 4 đến năm 2025 theo phương pháp 2 Năm Xi (t – t0) Pt lnPt Năm Xi (t – t0) Pt lnPt 2000 0 200.586 12,209 2013 13 216.208 12,284 2001 1 201.793 12,215 2014 14 217.510 12,290 2002 2 203.007 12,221 2015 15 218.819 12,296 2003 3 204.025 12,226 2016 16 220.136 12,302 2004 4 205.253 12,232 2017 17 221.461 12,308 2005 5 206.488 12,238 2018 18 222.571 12,313 2006 6 207.731 12,244 2019 19 223.910 12,319 2007 7 208.981 12,250 2020 20 225.257 12,325 2008 8 210.030 12,255 2021 21 226.613 12,331 2009 9 211.292 12,261 2022 22 227.976 12,337 2010 10 212.564 12,267 2023 23 229.119 12,342 2011 11 213.843 12,273 2024 24 230.498 12,348 2012 12 215.130 12,279 2025 25 231.885 12,354 * Nhận xét Phương pháp 1 ước tính tốc độ gia tăng dân số là hằng số nhưng thực tế tốc độ gia tăng dân số không là hằng số, nó thay đổi theo từng năm, phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau. Phương pháp 2 ước tính dựa trên tốc độ gia tăng dân số có tính điều kiện dân số hiện tại nên sai số ít hơn. Do đó, sử dụng số liệu ước tính theo phương pháp 2 để tính toán. 2.3 XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG CHẤT THẢI PHÁT SINH TỪ CÁC NGUỒN KHÁC NHAU TÍNH ĐẾN NĂM 2025 2.3.1 Phương Pháp 1 – Giả Sử Tốc Độ Phát Sinh Rác Là Hằng Số Giả thiết này không kể đến ảnh hưởng của sự gia tăng dân số cũng như điều kiện phát triển kinh tế xã hội, quy hoạch của khu vực trong tương lai. Gọi k là hằng số tốc độ gia tăng khối lượng chất thải rắn m là khối lượng CTR/năm t là thời gian (năm) Phương trình tốc độ gia tăng khối lượng CTR của 1 khu vực được biểu diễn như sau: (Diệu, 2008) Lấy tích phân 2 vế phương trình trên theo thời gian, ta có: Đặt y = mt x = t - t0 a = k’ b = m0 Phương trình: Dựa trên số liệu thống kê khối lượng CTR của khu vực qua các năm, vẽ đường biểu diễn y = ax + b để xác định hệ số a và b. Với 2 giá trị này có thể ước tính khối lượng CTR của khu vực năm thứ t bất kỳ. Bảng 2.5 Thống kê khối lượng rác quận 4 từ năm 2000 - 2008 Năm Dân số (người) Khối lượng rác (kg/ngày) 2000 200.000 220.913 2001 202.000 223.795 2002 203.000 225.355 2003 204.500 225.884 2004 205.000 230.308 2005 206.000 233.720 2006 207.500 234.855 2007 209.000 237.124 2008 210.000 239.183 Nguồn: giả định Bảng 2.6 Khối lượng rác quận 4 từ năm 2000 – 2008 theo phương pháp 1 Năm Khối lượng rác (kg/ngày) 2000 0 220.913 2001 1 223.795 2002 2 225.355 2003 3 225.884 2004 4 230.308 2005 5 233.720 2006 6 234.855 2007 7 237.124 2008 8 239.183 Hình 2.3 Đồ thị xác định hằng số tốc độ phát sinh rác theo thời gian theo phương pháp 1. Từ đồ thị, ta có phương trình bình phương cực tiểu: y = 2.331,7x + 218.468 R2 = 0,9825 Bảng 2.7 Ước tính lượng rác phát sinh của quận 4 đến năm 2025 theo phương pháp 1 Năm Xi (t – t0) mt (kg/ngày) Năm Xi (t – t0) mt (kg/ngày) 2000 0 218.468 2013 13 248.780 2001 1 220.800 2014 14 251.112 2002 2 223.131 2015 15 253.444 2003 3 225.463 2016 16 255.775 2004 4 227.795 2017 17 258.107 2005 5 230.127 2018 18 260.439 2006 6 232.458 2019 19 262.770 2007 7 234.790 2020 20 265.102 2008 8 237.122 2021 21 267.434 2009 9 239.453 2022 22 269.765 2010 10 241.785 2023 23 272.097 2011 11 244.117 2024 24 274.429 2012 12 246.448 2025 25 276.761 2.3.2 Phương Pháp 2 – Giả Sử Tốc Độ Gia Tăng Khối Lượng CTR/Năm Tỷ Lệ Với Khối Lượng CTR Của Năm Hiện Tại Với giả thiết này, phương pháp 2 đã xem xét đến đặc điểm của năm hiện tại đến dự đoán lượng CTR sẽ phát sinh của những năm kế tiếp. Gọi k là hằng số tốc độ gia tăng khối lượng CTR m là khối lượng CTR/năm t là thời gian (năm) Phương trình tốc độ gia tăng khối lượng CTR của 1 khu vực được biểu diễn như sau: (Diệu, 2008) Lấy tích phân 2 vế phương trình trên theo thời gian, ta có: Đặt y = lnmt x = t - t0 a = k’ b = lnm0 Phương trình: Dựa trên số liệu thống kê khối lượng CTR của khu vực qua các năm, vẽ đường biểu diễn y = ax + b để xác định hệ số a và b. Với 2 giá trị này có thể ước tính khối lượng CTR của khu vực năm thứ t bất kỳ trong tương lai. Bảng 2.8 Khối lượng rác quận 4 từ năm 2000 đến năm 2008 theo phương pháp 2 Năm m (kg/ngày) Y (lnm) 2000 0 220.913 12,306 2001 1 223.795 12,318 2002 2 225.355 12,325 2003 3 225.884 12,328 2004 4 230.308 12,347 2005 5 233.720 12,361 2006 6 234.855 12,366 2007 7 237.124 12,376 2008 8 239.183 12,385 Hình 2.4 Đồ thị xác định hằng số tốc độ phát sinh rác theo thời gian theo phương pháp 2. Từ đồ thị ta có phương trình bình phương cực tiểu y = 0,0101x + 12,295 R2 = 0,9846 Bảng 2.9 Ước tính lượng rác phát sinh của quận 4 đến năm 2025 theo phương pháp 2 Năm Xi (t – t0) lnPt Năm Xi (t – t0) lnPt 2000 0 218.600 12,295 2017 17 259.626 12,467 2009 9 239.426 12,386 2018 18 262.235 12,477 2010 10 241.832 12,396 2019 19 264.871 12,487 2011 11 244.262 12,406 2020 20 267.533 12,497 2012 12 246.717 12,416 2021 21 270.222 12,507 2013 13 249.197 12,426 2022 22 272.938 12,517 2014 14 251.701 12,436 2023 23 275.681 12,527 2015 15 254.485 12,447 2024 24 278.451 12,537 2016 16 257.043 12,457 2025 25 281.531 12,548 So sánh 2 phương pháp ta thấy lượng rác phát sinh trong năm 2025 ở phương pháp 2 cao hơn nên ta chọn phương pháp 2 để tính toán thiết kế. Phương pháp 2 có độ chính xác cao hơn. 2.4 ƯỚC TÍNH LƯỢNG RÁC PHÁT SINH TỪ HỘ GIA ĐÌNH Dân số ước tính năm 2025 của quận 4 là 231.885 người. Giả sử trung bình mỗi hộ có 4 người. ta có được tổng số hộ của quận là 57.971 hộ. Với lượng rác tổng cộng của quận 4 là 281.531 kg.ngđ. Giả sử rác từ các hộ gia đình chiếm 96% tổng lượng rác của quận, ta được lượng rác phát sinh từ hộ gia đình của quận 4 là 270.270 kg/ngđ và lượng rác của 1 hộ là 4.7 kg. Bảng 2.10 Lượng rác phát sinh từ hộ gia đình qua từng năm Năm Khối lượng rác Năm Khối lượng rác 2008 227.561 2017 249.241 2009 229.849 2018 251.746 2010 232.159 2019 254.276 2011 234.492 2020 256.832 2012 236.848 2021 259.413 2013 239.229 2022 262.020 2014 241.633 2023 264.654 2015 244.306 2024 267.313 2016 246.761 2025 270.270 2.5 ƯỚC TÍNH LƯỢNG RÁC PHÁT SINH TỪ CHỢ Giả sử lượng rác phát sinh từ chợ chiếm 1% lượng rác tổng của quận 4. Với lượng rác tổng cộng của quận là 281.531 kg/ngđ, ta được tổng lượng rác phát sinh từ chợ 2.815 kg/ngđ. Bảng 2.11 Lượng rác phát sinh chợ qua từng năm Năm Khối lượng rác Năm Khối lượng rác 2008 2.370 2017 2.596 2009 2.394 2018 2.622 2010 2.418 2019 2.649 2011 2.443 2020 2.675 2012 2.467 2021 2.702 2013 2.492 2022 2.729 2014 2.517 2023 2.757 2015 2.545 2024 2.785 2016 2.570 2025 2.815 2.6 ƯỚC TÍNH LƯỢNG RÁC PHÁT SINH TỪ NHÀ NGHỈ, KHÁCH SẠN Giả định lượng rác phát sinh từ nhà nghỉ, khách sạn trên địa bàn chiếm 0,5% tổng lượng rác phát sinh của quận 4, ta có tổng lượng rác phát sinh là 1.408 kg/ngđ. Bảng 2.12 Lượng rác phát sinh từ nhà nghỉ, khách sạn qua từng năm Năm Khối lượng rác Năm Khối lượng rác 2008 1.185 2017 1.298 2009 1.197 2018 1.311 2010 1.209 2019 1.324 2011 1.221 2020 1.338 2012 1.234 2021 1.351 2013 1.246 2022 1.365 2014 1.259 2023 1.378 2015 1.272 2024 1.392 2016 1.285 2025 1.408 2.7 ƯỚC TÍNH LƯỢNG RÁC PHÁT SINH TỪ CÁC NHÀ HÀNG, QUÁN ĂN Giả định lượng rác phát sinh từ các nhà hàng và quán ăn chiếm 0,5% tổng lượng rác của quận. Với lượng rác tổng cộng của quận là 281.531 kg/ngđ, ta có tổng lượng rác phát sinh từ các nhà hàng và quán ăn là 1.407 kg/ngđ. Bảng 2.13 Lượng rác phát sinh từ nhà hàng, quán ăn qua từng năm Năm Khối lượng rác Năm Khối lượng rác 2008 1.185 2017 1.298 2009 1.197 2018 1.311 2010 1.209 2019 1.324 2011 1.221 2020 1.338 2012 1.234 2021 1.351 2013 1.246 2022 1.365 2014 1.259 2023 1.378 2015 1.272 2024 1.392 2016 1.285 2025 1.408 2.8 LƯỢNG RÁC PHÁT SINH TỪ CÁC SIÊU THỊ Giả định lượng rác phát sinh từ các siêu thị chiếm 0,3% tổng lượng rác của quận 4. Với lượng rác tổng cộng của quận là 281.531 kg/ngđ, ta có tổng lượng rác phát sinh từ các siêu thị là 845 kg/ngđ. Bảng 2.14 Lượng rác phát sinh từ siêu thị qua từng năm Năm Khối lượng rác Năm Khối lượng rác 2008 711 2017 779 2009 718 2018 787 2010 725 2019 795 2011 733 2020 803 2012 740 2021 811 2013 748 2022 819 2014 755 2023 827 2015 763 2024 835 2016 771 2025 845 2.9 ƯỚC TÍNH TỔNG LƯỢNG RÁC PHÁT SINH TỪ CÁC TRƯỜNG ĐẠI HỌC VÀ CAO ĐẲNG Giả định tổng lượng rác phát sinh từ các trường đại học chiếm 0,3% tổng lượng rác của quận. Với lượng rác tổng cộng của quận là 281.531 kg/ngđ, ta có tổng lượng rác phát sinh từ các trường đại học và cao đẳng là 845 kg/ngđ. Bảng 2.15 Lượng rác phát sinh từ trường đại học và cao đẳng qua từng năm Năm Khối lượng rác Năm Khối lượng rác 2008 711 2017 779 2009 718 2018 787 2010 725 2019 795 2011 733 2020 803 2012 740 2021 811 2013 748 2022 819 2014 755 2023 827 2015 763 2024 835 2016 771 2025 845 2.10 TỔNG LƯỢNG RÁC PHÁT SINH TỪ NHÀ TRẺ VÀ TRƯỜNG MẦM NON Giả định lượng rác phát sinh từ nhà trẻ và trường mầm non chiếm 0,4% tổng lượng rác của quận 4. Với lượng rác tổng cộng của quận là 281.531 kg/ngđ, ta có tổng lượng rác phát sinh từ các trường đại học và cao đẳng là 1.126 kg/ngđ. Bảng 2.16 Lượng rác phát sinh từ nhà trẻ và trường mầm non qua từng năm Năm Khối lượng rác Năm Khối lượng rác 2008 948 2017 1.039 2009 958 2018 1.049 2010 967 2019 1.059 2011 977 2020 1.070 2012 987 2021 1.081 2013 997 2022 1.092 2014 1.007 2023 1.103 2015 1.018 2024 1.114 2016 1.028 2025 1.126 2.11 TỔNG LƯỢNG RÁC PHÁT SINH TỪ CÁC TRƯỜNG DẠY NGHỀ Giả định lượng rác phát sinh từ các trường dạy nghề trên địa bàn chiếm 0,5% tổng lượng rác phát sinh của quận 4. Với lượng rác tổng cộng của quận là 281.531 kg.ngđ, ta có tổng lượng rác phát sinh từ các trường dạy nghề là 1.407 kg/ngđ. Bảng 2.17 Lượng rác phát sinh từ trường dạy nghề qua từng năm Năm Khối lượng rác Năm Khối lượng rác 2008 1.185 2017 1.298 2009 1.197 2018 1.311 2010 1.209 2019 1.324 2011 1.221 2020 1.338 2012 1.234 2021 1.351 2013 1.246 2022 1.365 2014 1.259 2023 1.378 2015 1.272 2024 1.392 2016 1.285 2025 1.408 2.12 TỔNG LƯỢNG RÁC PHÁT SINH TỪ CÁC TRƯỜNG TIỂU HỌC, THCS, THPH Giả định tổng lượng rác phát sinh từ các trường tiểu học, THCS,THPT chiếm 0,5% tổng lượng rác của quận 4, ta có tổng lượng rác phát sinh từ các trường là 1.407 kg/ngđ. Bảng 2.18 Lượng rác phát sinh từ trường tiểu học, THCS, THPT qua từng năm Năm Khối lượng rác Năm Khối lượng rác 2008 1.185 2017 1.298 2009 1.197 2018 1.311 2010 1.209 2019 1.324 2011 1.221 2020 1.338 2012 1.234 2021 1.351 2013 1.246 2022 1.365 2014 1.259 2023 1.378 2015 1.272 2024 1.392 2016 1.285 2025 1.408 2.13 THÀNH PHẦN CHẤT THẢI RẮN Quận 4 là quận phát triển theo hướng dịch vụ cùng với sự gia tăng dân số dẫn đến nhu cầu xây dựng nhà ở và các nhu cầu thỏa mãn điều kiện sống ngày càng cao, dẫn đến lượng chất thải rắn phát sinh của quận gia tăng nhanh trong những năm gần đây. Chất thải rắn ngày càng phức tạp về thành phần và độ độc hại cho môi trường. Các loại các như vật liệu polime, nhựa tổng hợp, túi nilon…hàng ngày được thải ra với khối lượng rất lớn, những hợp chất này tồn tại rất lâu trong môi trường, khó tự phân hủy. Thành phần chất thải ở mỗi đô thị khác nhau thì khác nhau rõ rệt, thể hiện mức sống người dân ở khu vực đó và có ý nghĩa trong việc xác định khả năng tái chế. Bảng 2.19 Thành phần chất thải rắn sinh hoạt quận 4 Thành phần Tỷ lệ (%) Khối lượng (kg) Thực phẩm 70 70 Giấy 8 8 Carton 1 1 Nhựa 5 5 Vải 1 1 Cao su 2 2 Da 3 3 Gỗ 1 1 Thủy tinh 2 2 Lon thiếc 5 5 Các kim loại khác 2 2 Tổng cộng 100 100 Bảng 2.20 Khối lượng rác của quận đến năm 2025 Năm Dân số tính toán (Pn. người) Lượng rác phát sinh trên đầu người (kg/người/ngày) Khối lượng rác Kg/ngày Tấn/năm 2000 200.586 1,09 218.600 79.789,00 2001 201.793 1,09 220.797 80.590,91 2002 203.007 1,10 223.016 81.400,84 2003 204.025 1,10 225.257 82.218,81 2004 205.253 1,11 227.521 83.045,17 2005 206.488 1,11 230.038 83.963,87 2006 207.731 1,12 232.349 84.807,39 2007 208.981 1,12 234.685 85.660,03 2008 210.030 1,13 237.043 86.520,70 2009 211.292 1,13 239.426 87.390,49 2010 212.564 1,14 241.832 88.268,68 2011 213.843 1,14 244.262 89.155,63 2012 215.130 1,15 246.717 90.051,71 2013 216.208 1,15 249.197 90.956,91 Bảng 2.20 Khối lượng rác của quận đến năm 2025 (tiếp theo) Năm Dân số tính toán (Pn. người) Lượng rác phát sinh trên đầu người (kg/người/ngày) Khối lượng rác Kg/ngày Tấn/năm 2014 217.510 1,16 251.701 91.870,87 2015 218.819 1,16 254.485 92.887,03 2016 220.136 1,17 257.043 93.820,70 2017 221.461 1,17 259.626 94.763,49 2018 222.571 1,18 262.235 95.715,78 2019 223.910 1,18 264.871 96.677,92 2020 225.257 1,19 267.533 97.649,55 2021 226.613 1,19 270.222 98.631,03 2022 227.976 1,20 272.938 99.622,37 2023 229.119 1,20 275.681 100.623,57 2024 230.498 1,21 278.451 101.634,62 2025 231.885 1,21 281.531 102.758,82