Bước đầu xây dựng các công thức tính toán thực nghiệm cho phương thức thu gom rác bằng xe đẩy tay kết hợp xe cơ giới

Nghiên cứu mới

Bước đầu xây dựng các công thức tính toán thực nghiệm cho phương thức thu gom rác bằng xe đẩy tay kết hợp xe cơ giới

Cập nhật: Thứ tư, 7/10/2020 | 11:37:38 PM

QLMT - Bằng cách tính này, chúng ta có thể đưa ra thêm nhiều trường hợp khác để xây dựng một dải hệ số thực nghiệm, đặc trưng cho năng lực thu gom của tất cả các phương tiện thủ công hoặc cơ giới tùy thuộc vào dung tích chứa, công suất thiết bị, thời gian thao tác, phạm vi thu gom, đặc điểm đường xá đô thị, tốc độ di chuyển của xe.

Đặt vấn đề

Tại các đô thị ở Việt Nam, rác thải sinh hoạt hiện đang chiếm khoảng 50% tổng lượng rác thải phát sinh từ tất cả các hoạt động kinh tế xã hội và lượng rác này tăng trung bình hàng năm 10-16%, Vì vậy thu gom rác sinh hoạt luôn là mối quan tâm của người dân, của các nhà quản lý đô thị và nhà cung cấp dịch vụ. Phương thức thu gom phổ biến tại các đô thị của chúng ta hiện nay là thu gom sơ cấp bằng các xe đẩy thủ công từ các hộ gia đình, sau đó vận chuyển ra các điểm tập kết hoặc trạm trung chuyển cỡ nhỏ. Từ đây khâu thu gom thứ cấp được thực hiện bằng các xe cơ giới chuyên dụng để đưa rác thải về các Khu liên hợp xử lý chất thải rắn (CTR). Vấn đề đáng quan tâm hiện nay là làm sao đạt được hiệu quả thu gom rác, giảm sức lao động thủ công, giảm thời gian rác lưu cữu gây ô nhiễm môi trường đô thị.

Trong bài viết này sẽ phân tích các sơ đồ thu gom vận chuyển rác với cơ sở dữ liệu đã được thu thập nhằm xác định một số thông số quan trọng trong việc tính toán định mức thời gian thu gom và vận chuyển rác. Mục tiêu là xây dựng được công thức tính toán cho thời gian vận hành đối với mô hình xe thu gom rác đẩy tay và cơ giới dựa trên các hệ số thực nghiệm. Các hệ số được thành lập nhờ vào việc thu thập và tổng hợp các dữ liệu từ các nghiên cứu tại Việt Nam trước đây.

Các sơ đồ thu gom phổ biến

Phương pháp tính toán

Nhìn chung, thời gian vận hành và quãng đường thu gom rác quan hệ với nhau bằng một phương trình:

T = a + b . X (1) Trong đó:

T (giờ) - Thời gian cần thiết của một hành trình thu gom vận chuyển rác.

X (km) - Quãng đường đi của phương tiện.

a (giờ) – Chỉ số đặc trưng cho các thao tác chất, nhặt riêng phế liệu (nếu bằng xe đẩy tay), điều khiển thiết bị máy cuốn ép thủy lực, chất tải các xe đẩy đầy rác lên xe (nếu bằng xe cơ giới)… Tổng thời gian của các thao tác này hầu như không thay đổi trong quá trình thu gom, được coi như một hằng số.

b (giờ/Km) – Chỉ số đặc trưng cho sự di chuyển của phương tiện cơ giới hoặc thủ công. Với các xe có tốc độ di chuyển và dung tích chứa rác khác nhau thì các hằng số này cũng có giá trị khác nhau.

Trong biểu đồ này, giá trị X=X0 là khoảng cách tối ưu đối với người thu gom rác bằng xe đẩy tay đưa đến điểm tập kết để cho xe tải thu gom vận chuyển. Quãng đường thu gom X của công nhân thu gom rác đẩy tay là tối ưu khi tiến tới giá trị Xo. Trong phạm vi bài báo này, chúng ta chưa giải quyết bài toán tim quãng đường tối ưu và vấn đề này sẽ được thực hiện trong các nghiên cứu tiếp theo.

Đối với xe cơ giới, nhiều tài liệu nước ngoài đã công bố nghiên cứu về chỉ số này (G.Tchobanoglous, H.Theisen, S. Virgil, 2003). Tuy nhiên ở các nước phát triển, các thiết bị vận chuyển cơ giới, phương thức thu gom cũng như điều kiện giao thông đô thị có sự khác biệt, vì vậy nếu áp dụng các chỉ số này cho Việt Nam sẽ không phù hơp. Vấn đề đặt ra là làm thế nào có thể xác định được các hằng số này với các điều kiện và phương thức thu gom rác bằng thủ công kết hợp cơ giới tại các đô thị Việt Nam hiện nay.

Bảng dữ liệu thu thập để xây dựng công thức thực nghiệm (2)

Chỉ số	Cách tính	Đơn vi	Khối lượng
Chỉ số về rác và số lượng hộ gia đình được phục vụ
Khối lượng rác bình quân đầu người	P₁	kg/ng.ngày	0.55
Khối lượng rác phát sinh từ một hộ gia đinh (trung bình 4 người)	P₂= P₁.4	kg/hộ.ngày	2.2
Tỷ lệ thu gom	K₁		0.9
Khối lượng rác được thu gom được từ một hộ gia đinh	P₃=P₂.K₁	kg/hộ.ngày	1.98
Tỷ trọng rác trung bình	K₂	kg/m3	250
Hệ số nén rác trong xe đẩy thủ công	K₃		1.2
Quy đổi ra dung tích rác mà xe đẩy thu gom được cho 1 hộ gia đình	V₁=P₃/(K₂.K₃)	m³	0.0066
Dung tích chứa tiêu chuẩn của 1 xe đẩy	V₂	m³	0.5
Số hộ gia đình mà 1 xe đẩy có thể phục vụ	H=V₂/V₁	hộ	76
Bước thu gom bằng xe đẩy (từ lúc không tải đến khi đầy tải)
Chỉ số cố định (hằng sô a_tc)
Thời gian trung bình để chất tải rác vào xe đẩy, cộng các thao tác phụ (tách riêng thủy tinh, kim loại, phế liệu nhựa, lèn chặt, v,v…) cho lượng rác thải từ 1 hộ gia đình	T₁	giờ	0.008-0.016 30 giây – 1 phút
Tổng thời gian chất tải rác cho các hộ gia đình của 1 chuyến xe đẩy	a_tc=T₂=T₁.H	giờ/chuyến	0.63-1.29 (38-78phút)
Chỉ số biến đổi (hằng số b_tc)
Tổng quãng đường của xe đẩy (không tải từ điểm tập kết đến hộ gia đình xa nhất + di chuyển khi thu gom + xe đã đầy tải trở về điểm tập kết) – ước tính trung bình từ các kết quả khảo sát	D₁	Km	1.0
Tổng thời gian di chuyển	T₂	giờ	0.5 (30 phút)
Thời gian di chuyển của xe đẩy tay tính trên 1 Km	b_tc= T₂/D₁	giờ/Km	0.5
Bước thu gom bằng xe cơ giới (từ lúc không tải đến khi đầy tải)
Chỉ số cố định (hằng số a_cg)
Thời gian trung bình để chất tải rác vào xe cơ giới cộng các thao tác phụ (đẩy xe thủ công ra/vào vị trí nâng hạ thùng rác, điều khiển thiết bị nâng hạ thủy lực, cuốn ép rác, v,v…)	T₃	giờ	0.017 (1.0 phút)
Dung tích chứa của xe cơ giới ép rác (tính cho xe cỡ vừa)	V₃	m³	9
Hệ số nén ép cho rác sinh hoạt	K₄		1.8
Số lượng xe thủ công mà 1 xe cơ giới có thể thu gom	P₄=V₃.K₄/V₂	Xe thủ công	32
Tổng thời gian chất tải rác cho tất cả các xe đẩy thủ công	a_cg= P₄.T₃	giờ/ chuyến	0.32 (20 phút)
Chỉ số biến đổi (hằng số b_cg)
Tổng quãng đường xe cơ giới tính từ điểm tập kết đầu tiên đến điểm tập kết cuối cùng – ước tính trung bình từ các cuộc khảo sát	D₂	Km	3-5
Tổng thời gian di chuyển	T₃	giờ	0.25 (15 phút)
Thời gian di chuyển của xe cơ giới tính trên 1 Km	b_cg= T₃/D₂	giờ/Km	0.06

Kết quả

Nếu thay kết quả tính toán các chỉ số vào phương trình T = a + b.X, sẽ hình thành được các công thức thực nghiệm cho các trường hợp có điều kiện tương tự:

Phương thức

Chỉ số cố định

(thời gian thu gom với các thao tác tại chỗ)

Chỉ số biến đổi

(thời gian thu gom với quãng đường di chuyển)

Công thức

(tổng thời gian hoạt động)

Xe đẩy tay

a_tc=0.63 - 1.29 (giờ)

b_tc =0.5 (giờ/km)

T = 1.0 + 0.5.X (giờ)

Xe cơ giới

a_cg =0.32 (giờ)

b_cg =0.06 (giờ/km)

T = 0.32 + 0.06.X (giờ)

Đối với xe cơ giới, hiện tại mới chỉ tính toán thời gian vận hành vòng quanh các điểm tập kết các xe đẩy tay, chưa bao gồm thời gian di chuyển của xe từ bãi đậu xe cơ giới đến các điểm tập kết, cũng như chưa tính đến cự li xe phải vận chuyển rác từ lúc đầy tải cho đến Khu liên hợp xử lý CTR nằm xa trung tâm thành phố.

Bảng tính trên đây mới chỉ là một ví dụ cụ thể từ một trường hợp nghiên cứu, có thể chưa được toàn diện. Tuy nhiên bằng cách tính này, chúng ta có thể đưa ra thêm nhiều trường hợp khác để xây dựng một dải hệ số thực nghiệm, đặc trưng cho năng lực thu gom của tất cả các phương tiện thủ công hoặc cơ giới tùy thuộc vào dung tích chứa, công suất thiết bị, thời gian thao tác, phạm vi thu gom, đặc điểm đường xá đô thị, tốc độ di chuyển của xe, v.v…). Trên cơ sở đó sẽ giúp cho các đơn vị dịch vụ vệ sinh môi trường tính toán được các mức về thời gian và chi phí vận hành, tiến tới có thể lập các mô hình tính toán quãng đường đi ngắn nhất. Đặc biệt đối với khâu thu gom bằng xe đẩy tay, việc tính toán chi tiết sẽ giúp xác định chuẩn xác khối lượng chuyên chở, tiết kiệm thời gian vận chuyển bằng thủ công và giảm được lao động nặng nhọc của công nhân vệ sinh.

--------------------------------

TÀI LIỆU THAM KHẢO

(1). G.Tchobanoglous, H.Theisen, S. Virgil, Solid Waste Mamangement. 2003.

(2). N.H. Đăng. Assessment of waste collection systems and separate collection alternatives in Vietnam. Okayama University, Japan. 2018.

- Ths. NGUYỄN TRỌNG DƯƠNG

Hội Cấp thoát nước Việt Nam

- TS. NGUYỄN HỒNG ĐĂNG

Trường Đại học TN&MT Hà Nội

thu gom rác CTR chất thải rắn sơ đồ thu gom vận chuyển rác

Các tin khác

Sản xuất vật liệu xây dựng đa năng từ phế thải

Rác thải từ nông nghiệp đang gây ra ô nhiễm trầm trọng cho nguồn nước và bốc mùi hôi thối, ảnh hưởng đến môi trường không khí. Do đó, sản xuất vật liệu xây dựng từ phế thải là một trong những giải pháp hữu hiệu để thực hiện mô hình kinh tế tuần hoàn.

Phát triển vật liệu thay thế cát san lấp từ phụ phẩm công nghiệp

Một nhóm các nhà nghiên cứu khu vực miền Nam đã thành công trong việc sử dụng các phụ phẩm công nghiệp như bùn lắng, tro xỉ nhiệt điện than và xỉ lò đốt rác để tạo ra vật liệu san lấp mới có khả năng chịu lực thay thế cát san lấp.

Xử lý sinh học kỵ khí nước thải nhà máy sản xuất giấy bằng công nghệ bể sinh học có giá thể di động

Thông qua việc thực hiện thành công đề tài “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ bể sinh học có giá thể di động (MBBR) trong xử lý sinh học kỵ khí nước thải nhà máy sản xuất giấy bao bì công nghiệp”, các nhà khoa học thuộc Viện Công nghiệp Giấy và Xenluylô (Bộ Công Thương) đã xây dựng được quy trình công nghệ xử lý sinh học kỵ khí nước thải nhà máy sản xuất giấy bao bì công nghiệp, có ứng dụng công nghệ MBBR, góp phần nâng cao hiệu quả xử lý sinh học kỵ khí tại nhà máy giấy.

Dự báo tiềm năng nước ngầm bằng mô hình học máy lai

Các nhà khoa học từ Đại học Quốc gia Hà Nội, Viện Hàn lâm KH&CN, Viện Tài nguyên và Môi trường TP.HCM đã hợp tác nghiên cứu và tìm ra phương pháp mới để thăm dò và dự báo tiềm năng nước ngầm.