Tài liệu Công nghệ tái chế và tái sử dụng rác thải sinh hoạt tại việt nam và trên thế giới

Sinh viên thực hiện: Phạm Bảo Trương A. MỞ ĐẦU Ngày nay quá trình đô thị hóa là một quá trình không thể thiếu của mỗi quốc gia trên thế giới, chúng mang lại cho chúng ta một cuộc sống văn minh và hiện đại, cũng chính sự hiện đại ấy đã vô tình làm cho cho đời sống chúng ta trở nên khắc nghiệt hơn, môi trường ngày càng bị ô nhiễm, từ ô nhiễm không khí, nguồn nước đến cả ô nhiễm tiếng ồn. Một trong những nguyên nhân gây ra ô nhiễm không khí và nguồn nước chính là rác thải sinh hoạt, mỗi ngày chúng ta cho ra môi trường một lượng lớn rác thải thế nhưng quá trình xử lý còn quá thô sơ, chủ yếu là hình thức chôn lắp. Hình thức chôn lắp gặp quá nhiều khuyết điểm, vừa tốn diện tích đất vừa ô nhiễm nguồn nước do quá trình thấm rỉ của rác thải. Nếu không xử lý phù hợp và kịp thời thì nó sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khoẻ con người và môi trường. Chính vì thế những công nghệ tái chế và tái sử dụng rác thải sinh hoạt đã dần ra đời để giải quyết thực trạng này, ở Việt Nam đã dần áp dụng những công nghệ tái chế và tái sử dụng như: công nghệ CD-Waste, công nghệ MPT-CD 08, công nghệ tái chế rác thải sinh hoạt thành than sạch… Tuy nhiên so với những công nghệ xử lý hiện đại của Mỹ và Châu Âu thì chúng ta còn khá non trẻ và khả năng ứng dụng chưa cao, chủ yếu là áp dụng tại các thành phố lớn như thành phố Hồ Chí Minh và Hà Nội. Bên cạnh áp dụng những công nghệ tái chế và tái sự dụng rác thải sinh hoạt thì việc giáo dục ý thức bảo vệ môi trường cũng là một trong những việc cần thiết hiện nay mà mỗi quốc gia đều quan tâm. Trong đề tài này chủ yếu chúng ta đề cập đến những công nghệ tái chế và tái sử dụng rác thải sinh hoạt tại Việt Nam và trên thế giới. Trang 1/53 Sinh viên thực hiện: Phạm Bảo Trương B. NỘI DUNG I. TỔNG QUAN VỀ RÁC THẢI SINH HOẠT. I.1. KHÁI NIỆM. Chất thải rắn là các chất rắn bị loại ra trong quá trình sống, sinh hoạt và sản xuất của con người và cả động vật, trong đó chất thải rắn sinh hoạt chiếm tỉ lệ cao nhất, chất lượng và số lượng rác thải tại từng quốc gia và từng khu vực trong mỗi quốc gia là rất khác nhau tùy thuộc vào trình độ phát triển kinh tế và khoa học kỷ thuật. Bất kỳ một hoạt động sống nào của con người, tại nhà, trường học hay nơi công sở đều sinh ra một lượng rác thải đáng kể. Trong đó có cả hai loại vô cơ lẫn hữu cơ. Vì vậy có thể định nghĩa rác thải sinh hoạt là những thành phần tàn tích hữu cơ và vô cơ phục vụ đời sống con người, chúng không còn được sử dụng và vứt trả lại môi trường sống. Bảng 1.1 Nguồn sinh ra chất thải sinh hoạt Nguồn Nơi sinh ra chất thải sinh hoạt Loại chất thải sinh hoạt Dân cư Nhà riêng, nhà tập thể, nhà cao Rác thực phẩm, giấy thải, các loại chất thải tầng, khu tập thể… khác Thương mại Nhà hàng, khách sạn, nhà nghỉ, Rác thực phẩm, giấy thải, các loại chất thải các cơ sở buôn bán, sửa chữa… khác Công Từ các nhà máy, xí nghiệp, các Rác thực phẩm, xỉ than, giấy thải, vải, đồ nghiệp,xây công trình xây dựng… nhựa, chất thải độc hại Công viên, đường phố, xa lộ, Các loại chất thải bình thường dựng Khu trống sân chơi, bãi tắm, khu giải trí… Nhờ việc đánh giá tìm hiểu các nguồn phát sinh ra chất thải sinh hoạt, góp phần cho việc ứng dụng các biện pháp khoa học kỹ thuật giảm thiểu ảnh hưởng của chất thải sinh hoạt đến môi trường không khí. Trang 2/53 Sinh viên thực hiện: Phạm Bảo Trương I.2. PHÂN LOẠI CHẤT THẢI SINH HOẠT. Ngày nay, việc ứng dụng khoa học kỹ thuật trong từng lĩnh vực thực tế đã góp phần giảm thiểu chi phí cho các công đoạn thừa trong các quá trình xử lý. Việc phân chia rác thải rắn theo công nghệ quản lý xử lý là một bước tiến quan trọng, giúp hiệu quả của quy trình xử lý tăng lên, giảm thiểu lượng ô nhiễm. Dưới đây là bảng phân loại rác thải sinh hoạt. Bảng 2.1. Bảng phân loại rác thải sinh hoạt. Loại 1. Rác hữu cơ Nguồn gốc -Các vật liệu làm từ giấy Ví dụ -Các túi giấy, các mảnh bìa, giấy vệ sinh… -Có nguồn gốc từ các sợi -Vải, len, bì tải, bì nilon… -Các chất thải ra từ đồ ăn thực -Các cọng rau, vỏ quả, thân phẩm cây, lõi ngô… -Các vật liệu và sản phẩm được chế -Đồ dùng bằng gỗ như bàn, tạo từ gỗ, tre và rơm… ghế, thang, giường, đồ chơi, vỏ dừa… -Các vật liệu và sản phẩm được chế -Phim cuộn, túi chất dẻo, chai, tạo từ chất dẻo lọ chất dẻo, các đầu vòi bằng chất dẻo, dây bện, bì nilon… -Các vật liệu và sản phẩm được chế -Bóng, giầy, ví, băng cao su… tạo từ da và cao su 2. Rác vô cơ -Các loại vật liệu và sản phẩm được -Vỏ hộp, dây điện, hàng rào, chế tạo từ sắt mà dễ bị nam châm dao, nắp lọ… hút -Các vật liệu không bị nam châm -Vỏ hộp nhôm, giấy bao gói, hút đồ đựng… -Các vật liệu và sản phẩm chế tạo -Chai lọ, đồ đựng bằng thủy từ thuỷ tinh tinh, bóng đèn… -Các loại vật liệu không cháy ngoài -Vỏ trai, xương, gạch, đá Trang 3/53 Sinh viên thực hiện: Phạm Bảo Trương kim loại và thủy tinh 3. Rác hỗn hợp gốm… Tất cả các loại vật liệu khác không Đá cuội, cát, đất, tóc… phân loại ở phần 1 và 2 đều thuộc loại này. Loại này có thể được phân chia thành 2 phần: kích thước lớn hơn 5 mm và nhỏ hơn 5 mm I.3. TÌNH HÌNH RÁC THẢI SINH HOẠT HIỆN NAY TẠI VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI. I.3.1. TÌNH HÌNH RÁC THẢI SINH HOẠT TẠI VIỆT NAM HIỆN NAY. (*) Lượng chất thải sinh hoạt tại các đô thị ở nước ta đang có xu thế phát sinh ngày càng tăng, tính trung bình mỗi năm tăng khoảng 10%. Tỷ lệ tăng cao tập trung ở các đô thị đang có xu hướng mở rộng, phát triển mạnh cả về quy mô lẫn dân số và các khu công nghiệp, như các đô thị tỉnh Phú Thọ (19,9%), thành phố Phủ Lý (17,3%), Hưng Yên (12,3%), Rạch Giá (12,7%), Cao Lãnh (12,5%)... Các đô thị khu vực Tây Nguyên có tỷ lệ phát sinh rác thải sinh hoạt tăng đồng đều hàng năm và với tỷ lệ tăng ít hơn (5,0%). Tổng lượng phát sinh rác thải sinh hoạt tại các đô thị loại III trở lên và một số đô thị loại IV và các trung tâm văn hóa, xã hội, kinh tế của các tỉnh thành trên cả nước lên đến 6,5 triệu tấn/năm, trong đó rác thải phát sinh từ các hộ gia đình, nhà hàng, các chợ và kinh doanh là chủ yếu. Lượng còn lại từ các công sở, đường phố, các cơ sở y tế. Tính theo vùng địa lý (hay vùng phát triển kinh tế - xã hội) thì các đô thị vùng Đông Nam bộ có lượng rác thải phát sinh lớn nhất tới 2.450.245 tấn/năm (chiếm 37,94% tổng lượng phát sinh rác thải các đô thị loại III trở lên của cả nước), tiếp đến là các đô thị vùng Đồng bằng sông Hồng có lượng phát sinh rác thải sinh hoạt đô thị là 1.622.060 tấn/năm (chiếm 25,12%). Các đô thị khu vực miền núi Tây Bắc Bộ có lượng phát sinh rác thải sinh hoạt đô thị thấp nhất chỉ có 69.350 tấn/năm (chiếm 1,07% ), tiếp đến là các đô thị thuộc các tỉnh vùng Tây Nguyên, tổng lượng phát sinh rác thải sinh hoạt đô thị là 237.350 tấn/năm (chiếm 3,68%) . Đô thị có lượng rác thải sinh hoạt phát sinh lớn nhất là TP. Hồ Chí Minh (5.500 tấn/ngày), Hà Nội (2.500 Trang 4/53 Sinh viên thực hiện: Phạm Bảo Trương tấn/ngày); đô thị có lượng rác thải sinh hoạt phát sinh ít nhất là Bắc Kạn - 12,3 tấn/ngày; Thị xã Gia Nghĩa 12,6 tấn/ngày, Cao Bằng 20 tấn/ngày; TP. Đồng Hới 32,0 tấn/ngày; TP Yên Bái 33,4 tấn/ngày và thị xã Hà Giang 37,1 tấn/ngày.Tỷ lệ phát sinh rác thải sinh hoạt đô thị bình quân trên đầu người tại các đô thị đặc biệt và đô thị loại I tương đối cao (0,84 – 0,96kg/người/ngày); đô thị loại II và loại III có tỷ lệ phát sinh rác thải sinh hoạt đô thị bình quân trên đầu người là tương đương nhau (0,72 - 0,73 kg/người/ngày); đô thị loại IV có tỷ lệ phát sinh rác thải sinh hoạt đô thị bình quân trên một đầu người đạt khoảng 0,65 kg/người/ngày. Tỷ lệ phát sinh rác thải sinh hoạt tính bình quân lớn nhất tập trung ở các đô thị phát triển du lịch như TP. Hạ Long 1,38kg/người/ngày; TP. Hội An 1,08kg/người/ngày; TP. Đà Lạt 1,06kg/người/ngày; TP. Ninh Bình 1,30kg/người/ngày. Các đô thị có tỷ lệ phát sinh rác thải sinh hoạt tính bình quân đầu người thấp nhất là TP. Đồng Hới (Tỉnh Quảng Bình) chỉ 0,31kg/người/ngày; Thị xã Gia Nghĩa 0,35kg/người/ngày; Thị xã Kon Tum 0,35kg/người/ngày; Thị xã Cao Bằng 0,38kg/người/ngày. Trong khi đó tỷ lệ phát sinh bình quân đầu người tính trung bình cho các đô thị trên phạm vi cả nước là 0,73kg/người/ngày. Với kết quả điều tra thống kê như trên cho thấy, tổng lượng phát sinh rác thải sinh hoạt tại các đô thị ở nước ta ngày càng gia tăng với tỷ lệ tương đối cao (10%/năm) so với các nước phát triển trên thế giới. Để quản lý tốt nguồn chất thải này, đòi hỏi các cơ quan cần đặc biệt quan tâm hơn nữa đến các khâu giảm thiểu tại nguồn, tăng cường tái chế, tái sử dụng, đầu tư công nghệ xử lý, tiêu hủy thích hợp góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường do rác thải sinh hoạt gây ra. I.3.2. TÌNH HÌNH RÁC THẢI SINH HOẠT TRÊN THẾ GIỚI HIỆN NAY. Nạn ô nhiễm môi trường có thể thấy ở mọi nơi trên thế giới, từ Mexico, Nga, Mỹ cho tới Trung Quốc, Ấn Độ… Tình trạng ô nhiễm ở một vài thành phố tại những quốc gia này xuất phát từ nhiều lý do khác nhau. Trong đó ý thức con người giữ một vai trò khá quan trọng, Mumbai một trong những thành phố đông đúc nhất và bẩn thỉu nhất trên trái đất. Mỗi ngày, người dân ở nơi đây quẳng ra hàng tấn rác. Bắc Kinh có dân số 17,6 triệu người, thải ra khoảng 18.400 tấn rác mỗi ngày, khoảng 90% rác thải được đổ tại 13 bãi rác đặt rải rác Trang 5/53 Sinh viên thực hiện: Phạm Bảo Trương quanh thành phố. Còn người dân Hoa Kỳ đã loại bỏ mỗi năm 16.000.000.000 tã, 1.600.000.000 bút, 2.000.000.000 lưỡi dao cạo, 220.000.000 lốp xe. Với một lượng rác thải như thế thì không lâu trái đất của chúng ta sẽ chìm trong biển rác, chính vì thế những công nghệ xử lý rác hiện đại nhất thế giới đã ra đời. Hiện tại Mỹ đã có những công nghệ tái chế và tái sử dụng khá hiện đại như: công nghệ tái chế tivi analog, công nghệ CDW, công nghệ tái chế vải bông…và còn rất nhiều công nghệ khá hiện đại của Anh, Trung Quốc và Nhật Bản. I.4. TÁC HẠI CỦA RÁC THẢI SINH HOẠT. (*) I.4.1. TÁC HẠI CỦA CHẤT THẢI SINH HOẠT ĐỐI VỚI SỨC KHỎE CON NGƯỜI. Chúng ta đang đối mặt với nhiều nguy cơ lây lan bệnh truyền nhiễm, dịch hại nguy hiểm do môi trường đang bị ô nhiễm. Ô nhiễm môi trường đã gia tăng qua mức đã ảnh hưởng tới sức khoẻ người dân. Ngày càng có nhiều vấn đề về sức khoẻ liên quan đến yếu tố môi trường bị ô nhiễm. Chất thải sinh hoạt đã ảnh hưởng rất lớn đến sức khoẻ cộng đồng; nghiêm trọng nhất là đối với dân cư khu vực làng nghề, khu công nghiệp, bãi chôn lấp chất thải và vùng nông thôn. Ô nhiễm chất thải sinh hoạt đã đến mức báo động. Nhiều bệnh như đau mắt, bệnh đường hô hấp, bệnh ngoài da, tiêu chảy, dịch tả, thương hàn…do chất thải rắn gây ra. Đội ngũ lao động của các đơn vị làm vệ sinh đô thị phải làm việc trong điều kiện nặng nhọc, ô nhiễm nặng, cụ thể: nồng độ bụi vượt quá tiêu chuẩn cho phép từ 1,5 đến 1,9 lần, khí độc vượt tiêu chuẩn cho phép từ 0,5 đến 0,9 lần, các loại vi trùng, siêu vi trùng, nhất là trứng giun, trực tiếp ảnh hưởng đến sức khoẻ của họ. I.4.2. ẢNH HƯỞNG ĐẾN MỸ QUAN ĐÔ THỊ. Ngoài việc gây nguy hại đến sức khỏe con người thì rác thải sinh hoạt còn ảnh hưởng đến mỹ quan đô thị. Nó mang lại những hình ảnh không đẹp giữa lòng thành phố văn minh và hiện đại. Dưới đây là những hình ảnh làm mất đi mỹ quan đô thị của những thành phố lớn tại Việt Nam và trên thế giới. Trang 6/53 Sinh viên thực hiện: Phạm Bảo Trương Hình 1.1. Rác thải tại Hà Nội Hình 1.2. Rác thải tại TP Hồ Chí Minh Hình 1.3. Rác ở thành phố Lagos (Nigeria) Hình 1.4. Rác ở thành phố Napoli (Ý) I.4.3. ẢNH HƯỞNG ĐẾN MÔI TRƯỜNG SỐNG. Hiện nay, ô nhiễm khí quyển là vấn đề của cả thế giới chứ không phải riêng của một quốc gia nào. Môi trường khí quyển đang có nhiều biến đổi rõ rệt và có ảnh hưởng xấu đến con người và các sinh vật khác. Hàng năm con người khai thác và sử dụng hàng tỉ tấn than đá, dầu mỏ, khí đốt. Đồng thời cũng thải vào môi trường một khối lượng lớn các chất thải khác nhau như: chất thải sinh hoạt, chất thải từ các nhà máy và xí nghiệp làm cho hàm lượng các loại khí độc hại tăng lên nhanh chóng. Ô nhiễm môi trường khí quyển tạo nên sự ngột ngạt và bụi sương mù. Nó còn tạo ra các cơn mưa axít làm huỷ diệt các khu rừng và các cánh đồng. Điều đáng lo ngại nhất là con người thải vào không khí các loại khí độc như: CO2, đã gây hiệu ứng nhà kính. Theo nghiên cứu thì chất khí quan trọng gây hiệu ứng nhà kính là CO2, nó đóng góp 50% vào việc gây hiệu ứng nhà kính, CH4 là 13%,, nitơ 5%, CFC Trang 7/53 Sinh viên thực hiện: Phạm Bảo Trương là 22%, hơi nước ở tầng bình lưu là 3%...Nếu như chúng ta không ngăn chặn được hiện tượng hiệu ứng nhà kính thì trong vòng 30 năm tới mặt nước biển sẽ dâng lên từ 1,5 – 3,5 m. Có nhiều khả năng lượng CO2 sẽ tăng gấp đôi vào nửa đầu thế kỷ sau. Điều này sẽ thúc đẩy quá trình nóng lên của Trái Đất diễn ra nhanh chóng. Nhiệt độ trung bình của Trái Đất sẽ tăng khoảng 3,60 °C , và mỗi thập kỷ sẽ tăng 0,30 °C.Theo các tài liệu khí hậu quốc tế, trong vòng hơn 130 năm qua nhiệt độ Trái Đất tăng 0,40 °C. Tại hội nghị khí hậu tại Châu Âu được tổ chức gần đây, các nhà khí hậu học trên thế giới đã đưa ra dự báo rằng đến năm 2050 nhiệt độ của Trái Đất sẽ tăng thêm 1,5 – 4,50 °C nếu như con người không có biện pháp hữu hiệu để khắc phục hiện tượng hiệu ứng nhà kính. Một hậu quả nữa của ô nhiễm khí quyển là hiện tượng lỗ thủng tầng ôzôn. CFC là nguyên nhân phá hủy chính của tầng ôzôn. Sau khi chịu tác động của khí CFC và một số loại chất độc hại khác thì tầng ôzôn sẽ bị mỏng dần rồi thủng. II. CÔNG NGHỆ TÁI CHẾ VÀ TÁI SỬ DỤNG RÁC THẢI SINH HOẠT TẠI VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI. II.1. CÔNG NGHỆ TÁI CHẾ. II.1.1. CÔNG NGHỆ CDW. II.1.1.1. KHÁI NIỆM. Công nghệ xử lý rác thải sinh hoạt CDW là một sự kết hợp giữa phương pháp quản lý và xử lý chất thải ngay ở gần nguồn thải của từng khu vực dân cư. Với một số đặc điểm như sau: Xã hội hóa trong giải pháp thu gom, vận chuyển có định hướng. Tạo mối quan hệ hữu cơ giữa chủ nguồn thải và đơn vị thu gom, xử lý rác thải. Kết hợp thu gom, vận chuyển, xử lý rác thải sinh hoạt trong một tổ chức môi trường (doanh nghiệp tư nhân hay nhà nước) với qui mô vừa và nhỏ. Rút ngắn cự ly giữa các điểm tập kết đến khu xử lý. Hạn chế phát tán ô nhiễm và chi phí vận chuyển rác thải. Công nghệ và thiết bị phân loại, xử lý rác thải tinh gọn. Bố trí hợp lý, liên kết nhiều thiết bị trong không gian hình tháp. Hạn chế đến thấp nhất ô nhiễm thứ cấp (mùi hôi, nước rỉ rác, chất thải rắn và khí thải) tại nơi xử lý. Ít tốn diện tích Trang 8/53 Sinh viên thực hiện: Phạm Bảo Trương và rút ngắn khoảng cách giới hạn với khu vực dân cư. Đặt trọng tâm vào các công nghệ xử lý môi trường. Chuẩn hóa ẩm độ rác thải đầu vào. Phân loại các thành phần tái chế, tái sử dụng với độ lẫn tạp chất rất thấp để tạo nguyên liệu cho các cơ sở tái chế ở các địa phương. Tận dụng các tài nguyên từ rác thải sinh hoạt. Kết hợp các giải pháp cơ khí và sinh học (MBT : Mechanic Bio Treatment) trong toàn bộ công nghệ và thiết bị của dây chuyền xử lý rác thải sinh hoạt CDW. Tạo ra phương pháp xử lý đơn giản, dể quản lý, vận hành. Tính an toàn kỷ thuật của hệ thống thiết bị và lao động, môi trường cao. II.1.1.2. NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG. Công nghệ CDW gồm 3 công đoạn: 1. CÔNG ĐOẠN THU GOM VÀ TẬP KÍCH CÓ ĐỊNH HƯỚNG. Giữa chủ nguồn thải và Doanh nghiệp xử lý rác thải (tư nhân hay nhà nước) có mối quan hệ hữu cơ thể hiện qua hợp đồng thu gom, xử lý rác thải sinh hoạt. Qui định thời điểm, địa điểm và loại chất thải cần thu gom, xử lý. Trên cơ sở đó, doanh nghiệp xử lý rác thải sẽ bố trí lực lượng lao động, phương tiện thu gom và các điểm tập kết theo dòng rác thải (phân loại sơ bộ có định hướng). Điều động phương tiện vận chuyển và chuyển về Trạm CDW tiếp tục phân loại, xử lý. 2. CÔNG ĐOẠN PHÂN LOẠI RÁC. Phân loại là công đoạn rất phức tạp và có vai trò quyết định trong toàn bộ tiến trình xử lý rác thải hổn tạp nhiều thành phần. Mặc dù, đã thu gom và vận chuyển có định hướng, công nghệ CDW vận dụng nhiều nguyên lý phân loại và bố trí hợp lý dây chuyền thiết bị để đạt mục đích tách loại các thành phần không sử dụng đưa vào đốt tạo nhiệt. Tận thu phế thải dẻo, sơ chế, đóng kiện để bán cho các cơ sở tái chế. Phế thải trơ dùng san lấp mặt bằng hay đóng rắn áp lực tạo sản phẩm gạch các loại. Đặc biệt, tách lọc dòng hữu cơ ít lẫn tạp chất đưa vào hệ thống phân hủy sinh học tiên tiến (các tháp ủ nóng và ủ chín CDW) khử trùng và mùn hóa tạo sản phẩm mùn hữu cơ sạch phục vụ nông nghiệp. Trang 9/53 Sinh viên thực hiện: Phạm Bảo Trương Sơ đồ công đoạn phân loại rác thải sinh hoạt – Công nghệ CDW Trang 10/53 Sinh viên thực hiện: Phạm Bảo Trương *Trạm CDW được thiết kế với chức năng : tách lọc các dòng vật chất như : 1- Dòng chất thải hữu cơ (thức ăn thừa, rau củ quả, cành lá cây...) 2- Dòng chất thải vô cơ ( bụi tro gạch, thuỷ tinh, vỏ trai ốc...) 3- Dòng chất thải trơ ( giấy, giẻ, da cao su...) 4- Dòng chất thải chất dẻo ( nylon, bao bì tải dứa...) 5- Các dòng vật chất này được tách riêng và được ứng dụng các công nghệ xử lý riêng để tái chế hoặc tiêu huỷ ( đốt ) hoặc bán tận dụng thu hồi. Một phần rất nhỏ chất thải vô cơ, phế thải xây dựng sẽ được san lấp hợp vệ sinh ngay tại địa phương (nơi phát sinh nguồn thải). 3. CÔNG ĐOẠN XỬ LÝ VÀ TÁI CHẾ THU HỒI PHẾ LIỆU. Từ nguyên liệu là rác thải sinh hoạt, qua tiến trình phân loại và xử lý, tạo ra các sản phẩm như sau. *Tháp ủ hữu cơ : Tháp ủ kín theo công nghệ CVU có điều chỉnh phù hợp với điều kiện Việt Nam. Đây là công nghệ tái chế hữu cơ đang được áp dụng rộng rãi ở Châu Âu có nhiều ưu điểm như: không có mùi hôi, không có nước rỉ rác, rác hữu cơ phân huỷ hiếu khí trong tháp ủ kín với thời gian ngắn nhất 7-14 ngày. - Dòng vật chất hữu cơ tổng hợp sẽ được vít tải vận chuyển lên tháp ủ liên tục hằng ngày và cũng được lấy ra hằng ngày ở đáy tháp ( số lượng hữu cơ đã phân huỷ ). Số lượng hữu cơ này qua thiết bị đánh tơi và sàng lỗ mịn để lấy được mùn hữu cơ. Mùn hữu cơ sẽ được bán ( hoặc cho ) nông dân để ủ thành phân xanh hoặc bón ruộng ,vườn. - Dòng chất thải trơ ( giẻ, giấy, da cao su, chăn chiếu, cành cây...) các vật chất dễ cháy tách lọc ra từ sàn phân loại trên tháp và trong tháp được tập trung sang vị trí lò thiêu kết ( đốt ). Vì không đủ nhiều cho từng xe, từng tổ do vậy phải tập kết chờ đủ mới thiêu kết. Theo thực tế thì khoảng 2 ngày hoặc 3 ngày mới thiêu kết một lần. - Dòng chất dẻo thải ( nylon, bao bì...) Được thu gom từ băng tách lọc thủ công gồm nhiều chủng loại, dòng vật chất này chiếm khoảng 3-7% tổng lượng rác đầu vào sẽ được làm sạch và bán cho các đại lý thu mua nhựa. - Dòng vật chất khác được tách ra như : Kim loại ( sắt ) mảnh thuỷ tinh, hộp lon nhôm ... cũng được để riêng và bán cho các đại lý thu mua tái chế. Trang 11/53 Sinh viên thực hiện: Phạm Bảo Trương Hình 2.1.Sơ đồ quy trình công nghệ CDW. II.1.1.3. KHẢ NĂNG PHÁT TRIỂN. Trạm CDW khi được ứng dụng sẽ : - Hạn chế tối đa bãi chôn lấp, không gây ô nhiễm nguồn nước mặt và nước ngầm trên địa bàn thôn xã, thị trấn...Môi trường khu vực được cải thiện. - Tạo ra nhiều việc làm cho dân địa phương, xã hội hoá chương trình vì môi trường - Tái chế rác hữu cơ thành mùn hữu cơ bón ruộng, vườn, trang trại. - Tạo thêm thu nhập cho tổ vệ sinh môi trường do bán các nguyên liệu tái chế. Đây là một mô hình xử lý rác thải tại nguồn phát sinh rác. Được xử lý bằng chính người địa phương với cách làm mới, tự quản, tự tiêu nhằm mục đích lành mạnh hoá môi trường địa Trang 12/53 Sinh viên thực hiện: Phạm Bảo Trương phương, tiết kiệm tối đa diện tích chôn lấp rác. Với phí vận hành thấp phù hợp với người dân vùng nông thôn, dễ vận hành và bảo dưỡng. II.1.2. CÔNG NGHỆ MBT-CD.08. (*) II.1.2.1. KHÁI NIỆM. MBT-CD.08 (MECHANICAL- BIOLOGYCAL- TREATMENT) là công nghệ kết hợp các phương pháp cơ sinh học để phân loại ra 3 dòng vật chất trong rác thải hỗn hợp: Các vật chất cháy được, các vật chất không cháy và các vật chất kim loại, rác độc hại. Tái chế và tái tạo thành các sản phẩn như: Viên nhiên liệu (sử dụng cho các nồi hơi công nghiệp); Viên gạch không nung (sử dụng cho các công trình xây dựng dân dụng đơn giản); Kim loại như sắt, đồng, nhôm... bán tận thu, các vật chất độc hại như pin, ắc quy... được tập trung chở đi xử lý, tái chế toàn bộ 100% rác thải thành nguyên liệu. II.1.2.2. NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG. * Công nghệ MPT-CD.08 trải qua 11 công đoạn bao gồm: 1- CÔNG ĐOẠN TIẾP CẬN RÁC - Rác thải thu gom, vận chuyển về nhà máy được tiếp nhận tại nhà tập kết. Có sàn chứa rác nghiên 15 độ để nước rác chảy xuống bể xử lý nước. - Nhà tập kết kín có hệ thống ống hút thu khí thải và quạt hút lớn (2000m3/h) không phát tán mùi ra ngoài. Khí thải hút ra được sục qua bể xử lý khí hóa học, đảm bảo tiêu chuẩn xả thải của môi trường Việt Nam. - Hệ thống phun chế phẩm EM khử mùi - Thiết bị nâng hạ(cầu trục hoặc xe súc ngoạm nạp nhiên liệu) làm nhiệm vụ đảo (hoặc vận chuyển) rác khi tập kết 2- CÔNG ĐOẠN ĐỊNH LƯỢNG VÀ TÁCH LỌC SƠ CẤP. - Thiết bị cuốn ép, vận chuyển tiếp nhận rác từ máy ngoạm lên máy BT1500. Tại đây rác được dồn ép để trong phễu chứa lớn, lực cơ học tác động qua các dao móc để xé bao sơ bộ, được nhả xuống băng vận chuyển theo định lượng dự kiến, phù hợp. Đến tổ hợp phân loại thủ công rồi được chuyển sang cắt nhỏ và đồng đều kích thước rồi quay lại khu nạp liệu để tiếp tục hòa trộn và quay lại dây chuyền. Trang 13/53 Sinh viên thực hiện: Phạm Bảo Trương - Các vật chất có kích thước nhỏ hơn các khe đĩa quay sẽ rơi xuống sang rung 2 tầng được bố trí phía dưới, tại đây hỗn hợp rác được tách tuyển thoe kích thước lỗ sàng đã định sẵn để phân ra 3 dòng hỗn hợp. 3- CÔNG ĐOẠN MÁY CẮT XÉ VÀ TUYỂN TỪ TRUNG CẤP. Rác có kích thước to và các bao, bọc, gói trên sàng đĩa được chuyển qua máy cắt xé để cắt xé và làm bung rơi bao bọc (nhỏ) bằng các dao móc động và tĩnh có chiều quay vô cấp và tốc độ các trục dao quay không đồng tốc. Hỗn hợp chất thải được chèn ép, làm dập nát và cắt đứt tương đối đồng đều kích thước thoát xuống phía dưới đáy máy trộn rác nhỏ xuống dưới sàng rung và đi qua thiết bị tuyển từ để loại bỏ kim loại còn sót đến công đoạn tách lọc thứ cấp. 4- CÔNG ĐOẠN TÁCH LỌC THỨ CẤP. - Rác hỗn hợp sau khi qua các thiết bị cắt xé sơ-trung cấp-hòa trộn với nhau để chuyền đếnđi qua thiết bị SL500 để phân loại theo kích thước to/nhỏ theo mong muốn - Hỗn hợp vật chất (trên sàn rung) đã được cắt xé từ máy theo băng tải vận chuyển lên rơi vào sàng lồng. Tại đây hỗn hợp rác được tách tuyển theo kích thước lỗ sàng để phân ra 2 dòng hỗn hợp. 5- CÔNG ĐOẠN CẮT XÉ ĐA TẦNG VÀ TẬN THU NYLON. Hỗn hợp vật chất kích thước to 10-70mm trên sàng lồng. Các vật chất dạng phế thải dẻo xẽ được tách riêng bằng dòng khí xoáy phân loại trọng lượng của hai tầng cắt xé, các vật chất có trọng lượng riêng cao hơn nylon sẽ rơi xuống máng có vít tải vận chuyển ngược lại buồng cắt xé thứ cấp và thoát ra theo ở đáy máy cắt xé. 6- CÔNG ĐOẠN NGHIỀN CUỐI NGUỒN. - Rác thải hỗn hợp kích thước vừa ( chủ yếu là hữu cơ, giẻ da cao su, giấy, gỗ, xơ sợi, chất trơ và xelluyo…) được nghiền nhỏ hòa trộn theo kích thước mong muốn, các vật chất này sau khi ngiền nhỏ sẽ theo băng tải vận chuyển lên tháp ủ để xử lý sinh học. 7- CÔNG ĐOẠN Ủ TRONG THÁP Ủ SINH HỌC. - Hỗn hợp chất thải sau khi cân bằng các thông số kỹ thuật và phối trộn vi sinh vật(hiếu khí) được vận chuyển lên tổ hợp ủ Trang 14/53 Sinh viên thực hiện: Phạm Bảo Trương - Hỗn hợp chất thải khi qua xử lý sinh học sẽ tạo ra polymer kết dính từ vật chất hữu cơ và cũng tạo ra bề mặt bám dính của các vật chất trơ được chuyển qua khu tái chế. 8- CÔNG ĐOẠN NGHIỀN VÀ PHỐI TRỘN PHỤ GIA (sản xuất viên nhiên liệu) Hỗn hợp được băng chuyền vận chuyển đi qua máy nghiền mịn và phối trộn phụ gia, hỗn hợp sau khi được phối trộn đủ các thành phần theo mong muốn sẽ tạo ra nguyên liệu để tái chế và định hình áp lực thành viên nhiên liệu. 9- CÔNG ĐOẠN Ủ TỰ NHIÊN ĐỂ ỔN ĐỊNH NGUYÊN LIỆU. Nguyên liệu sau nghiền có kích thước nhỏ đến mong muốn phải được qua công đoạn ủ tự nhiên khoảng 15-20h. 10- CÔNG ĐOẠN ĐÓNG RẮN VÀ ÁP LỰC ĐỊNH HÌNH TẠO VIÊN NHIÊN LIỆU Hỗn hợp nguyên liệu đã nghiền nhỏ kích thước và ổn định các yếu tố cần thiết được chuyển đến máy đóng rắn áp lực để ép định hình thành các sản phẩm viên nhiên liệu đạt tiêu chuẩn kỹ thuật. 11- CÔNG ĐOẠN NGHIỀN VÀ PHỐI TRỘN PHỤ GIA (sản xuất gạch không nung) - Hỗn hợp vô cơ được băng chuyền vận chuyển vào máy nghiền thành kích thước nhỏ đến mong muốn - Hỗn hợp vô cơ nhỏ sau nghiền được đưa vào máy trộn, sau khi đã đủ các thành phần theo mong muốn sẽ tạo ra nguyên liệu để tái chế và định hình áp lực thành viên gạch xỉ không nung. Trang 15/53 Sinh viên thực hiện: Phạm Bảo Trương Trang 16/53 Sinh viên thực hiện: Phạm Bảo Trương II.1.2.3. KHẢ NĂNG PHÁT TRIỂN. Toàn bộ thiết bị để thực hiện công nghệ MBT-CD.08 được thiết kế dạng modun kín, kết nối thành dây chuyền, sử dụng cơ giới và tự động hóa nhiều, rất ít công nhân tiếp xúc trực tiếp với rác, không phát tán mùi và nước rỉ rác trong suốt quá trình xử lý; Có trung tâm điều khiển và kiểm soát toàn bộ quá trình xử lý và tái chế, dễ dàng nâng hoặc hạ công xuất từ 20 - 50 tấn/ngày cho cấp huyện, thị hoặc 500 - 1.000 tấn/ngày cho cấp tỉnh, thành phố. MBT-CD.08 có tính linh hoạt khá cao, có thể tạo ra nhiều lựa chọn cho sản phẩm tái chế các nguyên liệu có trong rác thải. Có thể sản xuất phân bón hữu cơ tốt nhất bằng công nghệ ủ tháp, sản xuất các chủng loại nhiên liệu dạng viên, thanh từ hỗn hợp nhiều thành phần có trong chất thải (cháy được), sản xuất các chủng loại gạch xây dựng từ rác vô cơ (không cháy), tận thu các vật chất còn giá trị tái tạo bán thương mại, tăng nguồn thu cho nhà máy XLR và không gây phát sinh ô nhiễm ngay tại nơi xử lý So sánh với các công nghệ khác với định hướng sản xuất phân vi sinh thì lượng mùn hữu cơ thu được khoảng 25 - 30% , rất thiếu thị trường tiêu thụ và giá thành phân mùn hữu cơ quá thấp không đủ chi phí vận hành nhà máy. Bằng giải pháp mới này, rác gần như tái chế triệt để. Theo công nghệ MBTCD. 08 rác cháy được chiếm khoảng 60 - 72% được sản xuất viên nhiên liệu, rác vô cơ không cháy chiếm khoảng 15 - 20% , rác cá biệt và độc hại chiếm 1 - 3% còn lại là hơi nước bốc hơi qua quá trình xử lý phân hủy. Như vậy, công nghệ đã xử lý và tái chế hầu hết rác thải mà không còn để chôn lấp. Theo kiểm định của các trung tâm kiểm định quốc gia (QUATEC1-QUATEC- 2, Trung tâm Kiểm định môi trường - Bộ Quốc phòng), các kết quả phân tích khí thải lò đốt sử dụng viên nhiên liệu cho thấy các thông số bụi khói : SO2,, CO, HCl, H2SO4, H2S, Clo, Pb, Cd, asen, Cu, Zn, Atimon... đều thấp hơn giới hạn tối đa cho phép theo TCVN 5939-2005 đối với các nhà máy, cơ sở đang hoạt động và nhà máy, cơ sở xây dựng mới. Hiện nay, công nghệ MBT-CD.08 đã nhận được khá nhiều đơn xin chuyển giao, ứng dụng. Nam Phi và Ấn Độ đề nghị đặt mua công nghệ này .Trong điều kiện các nguồn năng lượng ngày càng cạn kiệt, giá nhiên liệu tăng cao, đây được coi là giải pháp tiết kiệm năng lượng, tài nguyên hóa rác thải, bảo vệ môi trường cần được nhân rộng. Việc sử dụng công Trang 17/53 Sinh viên thực hiện: Phạm Bảo Trương nghệ MBT-CD.08 sẽ giống như một dự án CDM, giảm phát khí thải gây hiệu ứng nhà kính (trong đó chủ yếu là khí CH4). II.1.3. CÔNG NGHỆ TÁI CHẾ GIẤY. (*) II.1.3.1. KHÁI NIỆM VỀ GIẤY. Giấy là một sản phẩm của nền văn minh nhân loại với lịch sử hàng nghìn năm. Thành phần chính của giấy là xelluloz, một loại polyme mạch thẳng và dài có trong gỗ, nằm bên trong lõi cây. Trong gỗ, xelluloz được bao quanh bởi một màng lignin cũng là polyme. Để tách xelluloz ra khỏi màng polymer, người ta phải sử dụng phương pháp nghiền, sau đó sử dụng hóa chất để xử lý. Giấy đã qua sử dụng nếu không được đem tái sản xuất sẽ rất lãng phí. Không phải nguồn nguyên liệu lúc nào cũng sẵn có trong tự nhiên, sau một thời gian sẽ không còn đủ cho sản xuất giấy nữa, và không còn đủ để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của con người. Do vậy chúng ta phải tìm ra một phương pháp hay một hướng đi mới cho ngành giấy, và phương pháp sản xuất giấy từ giấy đã qua sử dụng là một hướng đi mới cho ngành giấy. II.1.3.2. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ. 1.Khâu chế biến nguyên liệu Như ta đã biết nguyên liệu cho sản xuất giấy tái chế là giấy đã qua sử dụng. Nguyên liệu sẽ được thu gom và tập kết, sau đó được đem đến cơ sở chế biến. Tại cơ sở chế biến, nguyên liệu được đem sàng để loại bỏ bông, vải và cả giấy không thể tái chế có lẫn trong đó. Mọi công việc này được làm bằng tay, sau đó giấy sẽ được cho vào bể để ngâm cho bã ra. Tại đây ta cũng loại được đất, cát có lẫn trong giấy. Bông vải và giấy đã loại ở trên sẽ được đem chôn lấp hoặc đem đốt làm nhiên liệu cho công đoạn tạo hơi nước phục vụ cho công đoạn tiếp theo. 2. Quá trình sàng rửa Ban đầu nguyên liệu được đánh tơi,sau đó đưa tới 4 máy lọc chân không.tại đây nguyên liệu được rửa sạch,dịch hoá chất thu hồi có nồng độ 13%, loại dịch này được đưa đến hệ thống chưng lọc. Sau đó được đưa qua hệ thống sàng gồm 2 áp lực: 1 sàng thô và 3 giai đoạn lọc cái. Các phần không cần thiết thì được loại bỏ ra ngoài Trang 18/53 Sinh viên thực hiện: Phạm Bảo Trương 3. Quá trình khử mực in. Phương pháp khử mực in giấy loại ngày nay được sử dụng phổ biến rộng rãi trên thế giới thông qua phương pháp tuyển nổi với mục đích chính nhằm loại bỏ các hạt mực cũng như các chất phụ gia khác như chất độc, các hạt mang màu trong quá trình tráng phủ ra khỏi thành phần sơ xợi. Phương pháp tuyển nổi thích hợp với các hạt mực và phụ gia có kích thước tư 10×10-6 đến 250×10-6m. Phương pháp tuyển nổi sử dụng nguyên lý bám dính của các hạt vật chất vào bong bóng khí để loại bỏ mực in và các chất phụ gia của giấy loại như chất độc, các hạt mang màu… Có thể chia ra các công đoạn chính trong quá trình tuyển nổi như sau: 3.1 Quá trình tách mực ra khỏi xơ sợi Mực được in vào bề mặt của sơ xợi bằng nhiều phương pháp khác nhau và trong giai đoạn đầu tiên của phương pháp khử mực, người ta phải tách các hạt mực in này cùng với các hạt phụ gia ra khỏi bề mặt của sơ xợi. Giai đoạn này trong sản xuất được thực hiện ở máy nghiền thủy lực với sự hỗ trợ của một số chất khử mực như NaOH, Na2CO3, H2O2, các chất hoạt tính bề mặt…Dưới tác dụng của các hóa chất khử mực, mối liên kết giữa mực in và sơ xợi bị lỏng đi, trở nên kém bền vững đồng thời các hạt mực cũng trở nên kỵ nước, bị xé nhỏ và tách ra khỏi sơ xợi dưới tác dụng của các dao trong quá trình nghiền thủy lực. 3.2 Giai đoạn loại bỏ mực ra khỏi sơ xợi trong quá trình tuyển nổi Sau khi mực và các hạt phụ gia được tách ra khỏi bề mặt sơ xợi, chúng ta sẽ phải loại bỏ chúng để thu được sơ xợi “sạch” để sản xuất giấy. Như đã trình bày ở trên, phương pháp tuyển nổi dùng các bọt khí để loại bỏ các hạt mực và các hạt phụ gia. Về lý thuyết có thể ứng dụng với các hạt chất rắn có kích thước từ 10×10-6 đến 500×10-6m nhưng hiệu quả nhất với tuyển nổi giấy tái chế là từ 10×10-6 đến 250×10-6m. Do tác dụng của hóa chất (các chất lựa chọn) và đặc biệt là sự có mặt của các ion canxi mang điện dương 2+ trong nước, các phân tử của xà phòng kết hợp với các ion Canxi này tạo ra các hạt vật chất nhỏ điện tích mang điện dương, qua đó dễ dàng đính với các hạt mực (điện âm). Bởi vì các chất lựa chọn như sáp là một chuỗi hydrocacbon gồm cả phần kỵ nước và háo nước (ví dụ như stearic acid) nên các hạt mực được đính kèm với các hạt vật chất nhỏ mang điện dương (sản phẩm của soap collector và calcium có trong nước), rồi qua đó tiếp tục đính với các hạt mực khác Trang 19/53 Sinh viên thực hiện: Phạm Bảo Trương (cũng đã được đính với các hạt mang điện dương) và tạo thành các cụm mực nhỏ và các cụm mực nhỏ này tiếp tục được đính vào các bong bóng khí nhờ tính kỵ nước và háo nước của soap collector. 4. Gia công nguyên liệu sau chế biến Như ta đã biết nguyên liệu sau công đoạn trên đã được ngâm trong bể. Trong công đoạn này hơi nước được sử dụng bằng cách sục hơi nước từ đáy bể để đẩy mực ra khỏi nhờ áp lực của dòng hơi nước sục từ đáy bể. Có thể coi đây là công đoạn làm sạch bột, vì hơi nước không thể đẩy hết mực trong giấy nên hóa chất cũng sẽ được sử dụng trong công đoạn này. Hóa chất sử dụng thường là: -Dung dịch nước Javen ( NaCl + NaOCl ): -Dung dịch nước Clo ( Cl2 ): -Dung dịch xút NaOH: Trong ba dung dịch trên thường sử dụng nhất là nước Javen vì lý do dung dịch nước Javen dễ sản xuất ( chỉ cần điện phân dung dịch không màng ngăn muối ăn ). Nếu sử dụng dung dịch nước Clo thì phải kết hợp cả dung dịch NaOH để trung hòa lượng Clo dư trước khi nước thải được thải ra môi trường. Sau khi đã được tách mực, bột giấy sẽ được đem đi nghiền thủy lực, mục đích là tạo độ mịn cho bột, sau đó bột sẽ được trộn thêm phụ gia và sau đó được đem đi tách nước, mục đích là tạo cho bột có độ đặc sệt đáp ứng yêu cầu cho công đoạn tiếp theo. Nước thải trong công đoạn tách mực sẽ được đem đi xử lý trước khi thải ra môi trường. Bột giấy trước khi đem xeo cần bổ xung một vài phụ gia khác nhau tùy thuộc loại giấy. Phụ gia thường sử dụng là: Cao lanh ( CaO.SiO2 ), thạch cao ( CaSO4.Al2O3 ) hoặc bột nhũ ( CaCO3 ). Do sản phẩm giấy tái chế của Việt Nam đa phần là giấy vệ sinh và giấy vàng mã, giấy ăn nên phụ gia sử dụng chủ yếu là bột nhũ ( CaCO3 ), do nguồn nhiên liệu rất dễ tạo được ( dung dịch nước vôi trong dược sục khí CO2 ) và lượng tạp chất có trong đó ít. Mục đích cho thêm phụ gia vào thường tạo độ kết dính cho 5.Quá trình nghiền gia keo và nhuộm. Nghiền: Bột giấy được đưa qua hệ thống nghiền để làm tăng diện tích tiếp xúc, tăng khả năng liên kết giữa các thớ sợi với nhau, tạo điều kiện cho khả năng kiên kết giữa các thớ Trang 20/53