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

Sơ đồ 1: Xe đẩy thu gom rác dọc theo vỉa hè trước cửa từng nhà. Cư dân tự để thùng rác gia đình trước cửa nhà mình. Vào một khoảng thời gian nhất định xe đẩy thủ công sẽ đi qua, chất các túi rác lên xe và chuyên chở rác đến một điểm tập kết. Xe cơ giới sẽ đi qua các điểm tập kết để chất tải vào xe cho đến khi đầy và vận chuyển rác đến khu liên hợp xử lý CTR.

Sơ đồ 2: Vào một khoảng thời gian nhất định, xe đẩy thủ công sẽ dừng ở một vị trí công cộng theo quy định, dùng kẻng làm hiệu lệnh báo để cho các hộ gia đình mang rác đến. Xe thủ công chuyên chở rác đến đến điểm tập kết. Xe cơ giới sẽ đi qua các điểm tập kết để chất tải vào xe cho đến khi đầy tải để vận chuyển rác đến khu liên hợp xử lý CTR.

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)

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:

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