Chương 6

THU HỒI VÀ TÁI CHẾ CHẤT THẢI RẮN CÁC TRẠM TRUNG CHUYỂN

6.1. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ TÁI CHẾ VÀ TÁI SỬ DỤNG LẠI CHẤT

THẢI RẮN ĐÔ THỊ

Tái chế là hoạt động thu hồi lại từ chất thải các thành phần có thể sử dụng để chế

biến thành các sản phẩm mới sử dụng lại cho các hoạt động sinh hoạt và sản xuất.

Tái chế vật liệu: bao gồm các hoạt động thu gom vật liệu có thể tái chế từ dòng

rác, xử lý trung gian và sử dụng vật liệu này để tái sản xuất các sản phẩm mới

hoặc sản phẩm khác.

Tái chế nhiệt: bao gồm các hoạt động khôi phục năng lượng từ rác thải.

Củng có thể coi hoạt động tái chế như hoạt động tái sinh lại chất thải thông qua:

Tái sinh sản phẩm chuyển hóa hóa học: chủ yếu dùng phương pháp đốt để thành

các sản phẩm khí đốt, hơi nóng và các hợp chất hữu cơ.

Tái sinh các sản phẩm chuyển hóa sinh học: chủ yếu thông qua quá trình lên

men, phân hủy chuyển hóa sinh học, để thu hồi các sản phẩm như: phân bón, khí

mêtan, protêin, các loại cồn và nhiều hợp chất hữu cơ khác.

Tái sinh năng lượng từ các sản phẩm chuyển hóa: từ các sản phẩm chuyển hóa

bằng quá trình sinh học, hóa học có thể tái sinh năng lượng bằng quá trình đốt tạo

thành hơi nước và phát điện.

Hoạt động tái chế mang lại những lợi ích sau:

- Tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên bởi việc sử dụng vật liệu được tái chế thay

cho vật liệu gốc;

- Giảm lượng rác thông qua việc giảm chi phí đổ thải, giảm tác động môi

trường do đổ thải gây ra, tiết kiệm diện tích chôn lấp;

- Một lợi ích quan trọng là có thể thu lợi nhuận từ hoạt động tái chế; hoạt động

tái chế lúc này sẽ mang tính kinh doanh và vì thế có thể giải thích tại sao các

vật liệu có thể tái chế hiện được thu gom ngay từ nguồn phát sinh cho tới

khâu xử lý và tiêu hủy cuối cùng.

6.2. CÁC HOẠT ĐỘNG TÁI CHẾ VÀ THU HỒI CHẤT THẢI

Hoạt động tái chế và thu hồi chất thải được thực hiện thông qua hệ thống thu

gom chất thải rắn theo mạng lưới 3 cấp gồm: người thu gom, đồng nát và buôn

bán phế liệu (hình 6.1). Công nghiệp thu hồi có 3 cấp được chia thành 6 nhóm

nghề:

1. Cấp thứ nhất (gồm người đồng nát và người nhặt rác): Hai nhóm người này

có cùng chức năng trong hệ thống thu gom, nhưng lại khác nhau về địa

điểm hoạt động, công cụ làm việc và nhu cầu vốn lưu động.

2. Cấp thứ hai (gồm những người thu mua đồng nát và người thu mua phế liệu

từ người thu nhặt tại bãi đổ rác, người nhặt rác và đồng nát trên vỉa hè trong

toàn thành phố): Những người thu mua phế liệu này củng tiến hành theo

cách tương tự tại những nơi cố định.

3. Cấp thứ ba: gồm những người buôn bán hoạt động kinh doanh với quy mô

lớn hơn ở nhiều địa điểm cố định và các đại lý thu mua thường là điểm nút

đặc biệt trong buôn bán như các bên trung gian giữa các ngành công nghiệp

và người bán lại.

Tùy thuộc vào vị trí, nguồn nguyên liệu, công nghệ sản xuất, thành phần chất

thải mà lựa chọn các phương pháp tái sinh khác nhau.

Các loại chất thải rắn và xỉ không thể sử dụng được nữa được đổ ở bãi chôn lấp

hoặc đổ xuống biển.

Tất cả các vật liệu trước và sau khi sử dụng có thể cần cho hoạt động kinh

doanh, có trong rác thải đô thị như các chất hữu cơ, kim loại, nhựa, giấy, kinh

v.v… được gọi là “vật liệu có thể tái chế”.

Hoạt động tái chế củng cần chi phí để thu gom, vận chuyển, chế biến và ngăn

chặn các tác động tiêu cực lên môi trường do quá trình tái chế gây ra, do đó, nếu

như chi phí tái chế cao hơn lợi ích tái chế thì lúc đó hoạt động tái chế không được

coi là hoạt động kinh doanh. Nếu chi phí tái chế thấp hơn lợi ích tái chế thì hoạt

động tái chế được coi là hoạt động kinh doanh. Sơ đồ hệ thống thu hồi các chất và

dòng lưu chuyển các nguồn vật liệu được thể hiện ở hình 6.2.

Nguồn phế thải phế liệu

Bãi chôn lấp

Bãi tập kết tạm thời trạm trung chuyển

Xe đẩy rác tay

Đường phố

Thùng rác, bể chứa rác

Các hộ gia đình

Khác sạn

Cơ quan Trường học

Nhà hàng ăn uống, nhà trọ

Hình 6.1. Sơ đồ mạng lưới thu gom chất thải rắn của tư nhân

Nhóm thu gom phế liệu

Nhóm thu mua phế liệu

Nhóm buôn bán và sử dụng lại

phế liệu

Đội quân bới rác tại bãi rác

Thu mua tại bãi đổ rác

Đội quân nhặt rác lưu

động

Thu mua đồng nát tại

kho chứa

Các cơ sở sản xuất ngành

công nghiệp

Đại lý và những người

buôn bán

Những người mua đồng nát lưu động

Hoạt động thu mua dọc đường phố

Xuất khẩu

Tác động môi trường

Tiêu hủy cuối cùng (chôn lấp)

Môi trường toàn cầu

(hệ sinh thái)

Tài nguyên thiên nhiên

Tài nguyên kinh tế

Sản xuất

Phân phối

Tiêu dùng Chất thải

Tái chế

Xử lý trung gian

“Xử lý tốt hơn” (tái chế)

Hoạt động kinh tế “kinh tế thị trường”

Các nguồn tài nguyên

tái chế

Tái sản xuất

Các tác động môi trường

Tài nguyên có thể tái chế

Hình 6.2a. Dòng lưu chuyển các nguồn vật liệu

Để tính lợi ích tái chế, người ta sử dụng công thức:

NBr.T = NBr.QPET (6.1)

NBr : lợi ích tái chế

QPET : lượng chai PET

Hoặc:

NBr = [PV 1 – PV 2] + [CVE 1 + CVU 1 - CRE 1] + [CCW 1 – CCR 1] + CDW 1

(6.2)

Trong đó:

PV 1 – PV 2 : chênh lệch về chi phí giữa vật liệu thô

CVE 1 + CVU 1 - CRE 1 : chênh lệch chi phí bên ngoài

CCW 1 – CCR 1 : chênh lệch chi phí thu gom

CDW 1 : chi phí tiết kiệm đổ thải rác

Nếu kết quả tính theo phương trình (6.2) dương thì có nghĩa hoạt động tái chế

mang lại hiệu quả, còn nếu kết quả ngược lại thì có nghĩa là hoạt động tái chế

không mang lại hiệu quả.

Ở một số nước như Nhật Bản, các hoạt động tái chế được dựa trên cơ sở tính

toán lượng rác sản sinh ra, chi phí đổ thải và tỉ lệ tái chế. Các hoạt động tái sử

dụng , quay vòng và thu hồi chất thải là một trong những giải pháp có hiệu quả về

mặt chi phí xử lý và tiêu hủy chất thải, củng như bảo vệ được nguồn lực cho các

Sản xuất nhựa

Sản xuất đóng chai

Tiêu dùng

Đổ thải rác

Cha

i PET

Hình 6.2c. Mô hình dòng quay vòng giữa hai sản phẩm

Sản xuất nhựa

Sản xuất

Tiêu dùng

Đổ thải rác

Tái chế

hoạt động này. Sự thay đổi về tổng lượng rác đô thị (rác thường) phát sinh ở Nhật

Bản được minh họa ở hình 6.3. Tỷ lệ phát sinh chất thải trung bình tại Nhật Bản là

1kg/người.ngày. Thay đổi về tổng chi phí đổ thải rác ở Nhật Bản được minh họa

trong hình 6.4.

Các hoạt động tái chế rác thải ở Nhật Bản được hỗ trợ bởi hệ thống luật và quy

định của nhà nước bao gồm:

- Luật quản lý rác thải và giữ vệ sinh công cộng (1970);

- Luật quản lý rác thải (1992);

- Luật thúc đẩy sử dụng các nguồn tài nguyên có thể tái chế (1991);

- Luật tái chế vỏ hộp và bao bì (1996);

- Luật tái chế thiết bị điện (1998).

Theo con số thống kê tại Nhật Bản năm 1995 có khoảng 50% giấy loại được thu

hồi và tái chế; 100% các chai thủy tinh và 75% số lượng đồ hộp vỏ kim loại và

nhôm được thu hồi và tái chế. Hình 6.5 thể hiện lượng các thành phần thu hồi và

tái chế từ rác thải thông thường trong vòng 10 năm từ 1985 – 1995 tại Nhật Bản.

Sơ đồ hệ thống tái chế chất thải tại Đức (Duales System Deutschland), được

minh họa ở hình 6.6. Sơ đồ hệ thống tái chế chất thải tại Pháp được minh họa ở

hình 6.7. Chỉ số quản lý rác thải ở một số nước được thể hiện ở bảng 6.1.

Bảng 6.1. Chỉ số quản lý rác thải ở một số nước trên thế giới năm 1992

Tên nước Dân số

(triệu)

Thu nhập

quốc nội

Chất thải

(kg/người.năm)

Chôn

lấp

Đốt

(%)

Ủ

sinh học

Thu hồi

tái chế

Chính quyền địa phương

Đốt rác, chôn lấp

Hệ thống tái chế chất thải

Tái chế

Các công ty sản xuất và bán

* Đầu tư * Đưa ra giá thu gom và tái chế

Người tiêu dùng

Hình 6.6. Sơ đồ hệ thống tái chế chất thải tại Đức

Chính quyền địa phương

(phân loại và thu gom)

Người tiêu dùng Đốt, chôn lấp

Tái chế

Rác thải bao bì

Chất thải khác

Tái chế

- Hỗ trợ về giá cả - bao gồm tái chế nhiệt

Công ty sản xuất và bán hàng

- Đầu tư - Áp dụng chi phí thu gom và tái chế

Hìn 6.7. Sơ đồ hệ thống tái chế chất thải tại Pháp

GDP

(USD)

(%) (%) (%)

Nhật 125,4 41.080 400 22,5 72,8 - 3,1

Mỹ 269,4 27.590 701 67 16 2 15

Đức 81,9 28.860 417 68,9 15,5 3,1 12,5

Pháp 58,3 26.280 348 50 40 10

Anh 58,1 19.800 347 83 13 - -

Hà Lan 15,6 25.850 484 52 27 8 13

Thụy Điển 8,8 25.770 314 38 55 7 -

Tây Ban Nha 39,7 14.200 323 75 5 20 -

Thụy Sỹ 7,2 43.420 406 11 76 13 -

Đan Mạch 5,2 32.250 351 16 71 13

Canada 29,7 19.200 646 82 8 - 10

Việt Nam 77,0 - - - - - -

Nhiều phế thải nguy hiểm nhưng trong đó vẫn có những thành phần có thể thu

hồi hay tái sử dụng được. Những chất này có thể là:

- Axit hay kiềm

- Dung môi, dầu;

- Kim loại nặng;

- Kim loại quý;

- Dung dịch ăn mòn;

Một số loại phế thải hạ cấp từ quá trình này song lại có thể sử dụng cho một quá

trình khác. Thí dụ: phế thải axit từ một số cơ sở công nghiệp có thể sử dụng như

một nguồn nguyên liệu ban đầu cho một đối tượng khác; dầu hay dung môi thải có

thể tái chế sử dụng làm nhiên liệu đốt; dung môi có thể thu hồi bằng cách chưng

cất – các nhà máy sơn có thể giảm nhẹ những vấn đề quản lý phế thải và giảm chi

phí mua vật tư hoặc củng có thể thu hồi đồng dạng oxyt hay hydroxyt từ dung dịch

ăn mòn đồng; thu hồi các kim loại quý như bạc từ phế thải ngành ảnh, hay vàng từ

công nghệ mạ…

6.3. THU HỒI VÀ TÁI CHẾ CHẤT DẺO

Ở Việt Nam các sản phẩm chất dẻo bắt đầu thâm nhập vào cuộc sống từ những

năm 1960. Một số vật dụng gia đình trước đây chế tạo từ tre, nứa, sợi tự nhiên…

lần lượt được thay thế bằng nhựa. Bao gói thực phẩm bằng lá cây, giấy đã được

thay thế bằng plastic.

Trong công nghiệp và xây dựng, vật liệu plastic cũng chiếm lĩnh thị trường trong

nhiều lĩnh vực như cấp thoát nước , trang trí…

Vật liệu plastic đã góp phần nâng cao mức độ văn minh của cuộc sống nhưng

cũng đặt ra không ít những vấn đề rắc rối liên quan đến công tác bảo vệ môi

trường.

Tuy nhiên, dù bị chỉ trích nhiều nhưng vật liệu plastic vẫn được sử dụng rộng rãi

do tính ưu việt của nó cả về mặt kinh tế lẫn kỹ thuật. Với những tính năng ưu việt

đó, plastic dẫn đầu so với những vật liệu cạnh tranh với nó trong lĩnh vực bao gói

như thủy tinh, năng lượng cần thiết cho việc tạo ra nó củng nhỏ hơn 2 lần, khối

lượng vật liệu ban đầu cần thiết để tạo ra nó củng thấp hơn 20 lần, nhu cầu nước

cần cho chế tạo giảm đi 1,5 lần và chất thải rắn giảm đi một nữa. Mặt khác, so với

túi xách catton thì quá trình chế tạo túi xách plastic thải ít ô nhiễm hơn đối với môi

trường như trình bày ở bảng 6.2.

Bảng 6.2. So sánh mức độ ô nhiễm trong quá trình chế tạo chất dẻo và giấy

Chất ô nhiễm Chất dẻo Giấy

Ô nhiễm không khí

SO2 100 284

NOx 100 159

COx 100 159

C 100 640

Ô nhiễm nước

DCO 100 21,560

DCO5 100 215,500

Tính bền vững của chất dẻo dẫn đến sự tồn tại dai dẳng của chúng trong thiên

nhiên sau khi sử dụng. Để phân rã sinh hoạt hoàn toàn plastic có nguồn gốc từ hóa

dầu ngày nay cần có một thời gian từ 2 – 4 thế kỷ.

Những vấn đề đặt ra khi thu gom và tái chế vật liệu chất dẻo:

Mặc dù chất dẻo hiện đang là vật liệu được ưa chuộng và có nhiều hứa hẹn trong

tương lai nhưng chúng cũng đồng thời đang bị các nhà môi trường phản đối do

mức độ gây ô nhiễm trong quá trình chế tạo, sử dụng và tiêu hủy. Các nhà môi

trường phản đối vật liệu plastic vì những lý do sau đây:

- Chất độc thải ra trong quá trình chế tạo plastic;

- Chất độ do phân hủy nhiệt plastic gây ra khi đốt rác;

- Làm giảm lượng chất thải rắn, đặc biệt là chất lượng phân compost chế tạo từ

rác.

Tuy nhiên việc thu gom plastic để tái sử dụng hay tiêu hủy chúng cùng với các

thành phần chất thải rắn khác củng cần phải được cân nhắc trên khía cạnh kinh tế

hơn là khía cạnh kỹ thuật. Khả năng tái sinh chất dẻo được xác định trên cơ sở

phân tích tổ hợp các thông số sau đây:

- Cân bằng năng lượng tổng thể, yêu cầu năng lượng để thu gom và tiêu hủy

chất thải;

- So sánh chất lượng, giá thành vật liệu chất dẻo thu gom;

- Ô nhiễm môi trường không khí trong quá trình chuyên chở và tiêu hủy chất

thải rắn;

- Ô nhiễm môi trường nước, đặc biệt là nước để rửa sản phẩm và lọc khói.

Theo kết quả của bảng này thì việc thu gom để tái chế chất plastic từ túi xách đã

qua sử dụng và chai lọ nhựa có hiệu suất năng lượng xấp xỉ nhau. Trong khi đó,

nếu xử lý bằng phương pháp đốt thì hiệu suất năng lượng của chai nhựa PVC chỉ

bằng khoảng 50% hiệu suất năng lượng của túi xách.

Tuy nhiên việc thu gom chất dẻo hiện nay chưa cho phép tạo ra sản phẩm nhựa

tái sinh có tỉ lệ chất lượng, giá thành tương đương với kỹ thuât chế tạo sản phẩm

từ hạt nhựa nguyên thủy. Việc thu gom chất dẻo chủ yếu để tái chế làm giảm năng

lượng thu hồi bằng bằng phương pháp đốt rác. Việc thu gom này chỉ có hiệu quả ở

các bãi rác công nghiệp hay bãi rác thương mại. Ngoài ra, ở các bãi rác khác người

ta phải tiêu tốn một năng lượng đáng kể để thu được một khối lượng chất dẻo có

giá trị.

Vấn đề tập trung thu hồi và xử lý các chất thải polyme – chất dẻo đòi hỏi phải

giải quyết ngay trong điều kiện sản xuất nơi có nhu cầu chất dẻo. Thực tế có hai

hướng:

1. Xử lý chế biến lại từng loại chất dẻo polyme ngay trong điều kiện sản xuất, ở

đây chủ yếu đối với các loại chất dẻo dùng phản ứng nhiệt.

2. Thu hồi tập trung các chất thải và vận chuyển tới nhà máy đặc biệt để chế

biến sản phẩm xác định. Vấn đề sử dụng chất thải là vật liệu polyme với công

nghệ và tính kinh tế càng trở nên phức tạp khi phải kể đến việc cải thiện tính

chất của vật liệu chất dẻo như: bền vững đối với quá trình oxy hóa, bền vững

sinh học, cơ học… Những vật liệu này không bị phân hủy tự nhiên(thối rữa,

phong hóa, tan trong nước) mà dùng biện pháp phân hủy cưỡng bức (đốt, sấy

nóng, tàng trử một nơi) thì lại gây nhiễm bẫn môi trường và do đó giá thành

phá hủy lại cao hơn nhiều từ 6 – 8 lần so với chi phí xử lý và phá hủy các

chất thải của đa số các xí nghiệp công nghiệp khác.

Tốt nhất nên sử dụng chất thải polyme ở dạng làm nguồn nguyên liệu bổ sung.

Việc ứng dụng công nghệ khả thi để chế biến nguyên liệu polyme thứ cấp sẽ cho

phép thỏa mãn các nhu cầu của nền kinh tế quốc dân về loại vật liệu này.

Những nguồn chủ yếu của nguyên liệu polyme để sử dụng làm nguyên liệu thứ

cấp là các chất thải công nghệ khi chế biến chất dẻo và tạo sản phẩm bằng phương

pháp cơ học, hoặc các sản phẩm đã hao mòn bỏ đi rồi hoặc bán thành phẩm bỏ đi

(phim, thùng, hộp…).

Việc chế biến thứ cấp có đặc điểm riêng và là một quá trình công nghệ phức tạp

nhiều cấp. tất nhiên việc chế biến lại lần hai cũng liên quan với việc tổng hợp

polyme và tạo sản phẩm lần đầu, liên quan tới phương hướng sử dụng tiếp theo.

Do vậy giải quyết nhiệm vụ này phải gắn liền giữa tập trung – chế biến lại lần hai

với việc sử dụng tiếp và sao cho nhuần nhuyễn.

Khi giải quyết vấn đề sử dụng lại vật liệu polyme phải chia ra nhiều bước sau

đây:

1. Tổ chức thu hồi tập trung các phế thải polyme trong công nghiệp.

2. Nhận dạng chính xác và nhanh chóng các loại phế thải phế thải nhằm mục

đích thu thập phế thải phù hợp với chủng loại vật liệu ban đầu.

3. Tạo lập sơ đồ mới và hoàn thiện các sơ đồ công nghệ có sẵn, thiết bị có sẵn

để chế biến lại lần hai.

4. Phân tích kinh tế một cách cẩn thận về các phương pháp gia công chế biến

khác nhau.

6.4. THU HỒI VÀ CHẾ BIẾN CÁC SẢN PHẨM CAO SU

Trong công nghiệp chế tạo máy, việc sử dụng các sản phẩm cao su kỹ thuật rất

đa dạng. Trong đó phức tạp chủ yếu nhất là giải quyết vấn đề sử dụng các sản

phẩm bỏ đi và cũ không dùng nữa. Mặc dù cao su được sử dụng ở các thiết bị

công nghệ các loại, nhưng tỷ lệ về lượng thì lại rất thấp so với khối lượng của sản

phẩm.

Để lấy miếng cao su từ trong kết cấu ra, đôi khi phải tháo dỡ các nút và các chi

tiết ra. Thông thường các công tác tháo dỡ khá lớn nên giá trị thu hồi không đáng

kể. Vì vậy khi thiết bị đã hỏng đi thì người ta đưa ra đống sắt vụn mà không phân

chia các bộ phận riêng rẽ được. Chính do sự tản mạn của các sản phẩm từ cao su

trong toàn bộ khối lượng thiết bị nên nó gây khó khăn cho việc tổ chức thu nhặt

nguyên liệu thứ cấp.

Vấn đề tổ chức thu nhặt có ý nghĩa rất quan trọng. Việc tàng trử các chất thải cao

su kỹ thuật của các sản phẩm lớn như: săm lốp otô, băng chuyền, ống cao su mềm

mang tính chất lẻ tẻ, vụn vặt mà số lượng không nhiều, xảy ra tình trạng cấm

không được giao đồ cao su mới cho xí nghiệp công nghiệp nếu họ không giao nộp

lại đồ cũ. Tuy nhiên không phải lúc nào cũng thực hiện được vì khó khăn trong

việc giao nộp tập trung và không có mạng lưới giao nộp tập trung và không có

mạng lưới tổ chức thu hồi thiết bị cao su. Việc vận chuyển một lượng nhỏ chất

thải trên một khoảng cách dài thì lại không lợi cho xí nghiệp. Vì vậy việc tập trung

hóa công tác gia công sơ bộ các chất thải sản xuất phải xét đến hệ thống thu nhặt

cao su cũ.

Trong trương hợp đang xét thì không thể dùng lực lượng của người tiêu thụ, sử

dụng để hoàn nguyên các chất thải cao su kỹ thuật được, bởi vì công nghệ phục

hồi tính chất ban đầu của cao su là một quá trình phức tạp nhiều giai đoạn đòi hỏi

ở các trạm với thiết bị chuyên dùng cũng như cán bộ được đào tạo chuyên môn.

Công việc đó chỉ có thể thực hiện trong điều kiện của xí nghiệp chế tạo săm lốp

hoặc công nghiệp cao su kỹ thuật. Hoàn nguyên cao su là một hướng cơ bản và có

lợi nhất trong việc gia công lại các sản phẩm bỏ đi bởi vì cho cao su hoàn nguyên

vào lẫn với hỗn hợp cao su thì sẽ tiết kiệm được rất nhiều cao su mới và các thành

phần phụ gia khác, ta biết trong các loại cao su có tới 5 – 6 đến 20 thành phần chất

liệu khác nhau.

Quá trình hoàn nguyên bao gồm: công đoạn chuyển hóa cao su thành vật liệu

đàn hồi dẻo rồi tiếp theo là xử lý kỹ thuật và quá trình lưu hóa. Trước khi đưa cao

su vào hoàn nguyên người ta phải phân loại theo sản phẩm, theo dạng và lượng.

Sau khi loại kim loại và các tạp chất khác khỏi cao su, người ta nghiền nó thành

bột tới mức nhất định nào đó và giải phóng ra các mẫu kim loại đen.

Thực tiễn cho thấy tốt nhất nên thực hiện nghiền sơ bộ trong môi trường nitơ

lỏng với nhiệt độ -30 và -60. Cao su trở nên giòn và dễ tách khỏi kim loại. Kim

loại vẫn giữ tính đàn hồi, tính dẻo và không bị phá hủy, do đó cho phép thu hồi dễ

dàng và hoàn toàn. Hỗn hợp thu được sẽ qua khử lưu huỳnh, chuyển thành bán sản

phẩm dẻo. Cao su hóa dẻo có cấu trúc không gian 3 chiều do các phân tử cao su

tạo thành dưới ảnh hưởng của nhiên liệu, nồng độ oxy và các tác động cơ học. Sự

phá hủy các liên kết hấp phụ của muội – cao su – muội củng tạo khả năng hình

thành sản phẩm phân hủy phân tử thấp. Người ta thực hiện khử lưu hóa cao su trên

cơ sở cao su tổng hợp với sự có mặt của các chất làm mềm, làm giảm tác động

tương hỗ giữa các phân tử trong cao su hoặc cho thêm một ít chất hoạt hóa (0,25 –

3,0%) là chất cho phép rút ngắn thời gian quá trình và chi phí chất làm mềm và

tăng tính dẻo, đàn hồi của chất đã hoàn nguyên.

Khử lưu hóa cao su có thể được tiến hành tùy thuộc tính chất của cao su khi sử

dụng các phương pháp khác nhau. Khi dùng các phương pháp khác: hơi, trung hòa

nước, kiềm… thì người ta thực hiện khử lưu hóa cao su ở nhiệt độ 150 – 200oC

với sự có mặt của oxy không khí trong một số giờ.

Khi hoàn nguyên bằng các phương pháp cơ nhiệt để khử lưu hóa diễn ra dưới

ảnh hưởng của nhiệt độ 170oC và nhiều tác động cơ học khác trong vòng 1 – 15

phút. Ở Liên Xô người ta nghiên cứu đề ra quá trình hoàn nguyên cao su bằng

cách phân tán trong môi trường nước chứa nhũ tương. Khối lượng phân tán sẽ

hình thành sẽ được keo tụ và sấy khô. Sản phẩm thu được có tính dẻo tốt. Tính

chất bền chắc của cao su chế tạo bằng phương pháp này gần với các thông số

tương tự của cao su ban đầu.

Giai đoạn cuối cùng của quá trình hoàn nguyên cao su là làm sạch khối lượng đã

thu được khỏi các tạp chất lẫn vào và sử dụng cao su khi sản xuất các hỗn hợp

công tác để lưu hóa. Sơ đồ công nghệ tái chế lốp cao su được thể hiện ở hình 6.8.

6.5. THU HỒI VÀ TÁI CHẾ CÁC SẢN PHẨM CÔNG NGHIỆP KHÁC

Sơ đồ thu hồi và tái chế các sản phẩm khác như bóng đèn hỏng từ các nhà máy chế

tạo bóng đèn, dầu thải từ các xí nghiệp công nghiệp cơ khí, chế tạo hoặc trung tâm

dịch vụ sửa chữa xe, máy… được thể hiện ở hình 6.9 và hình 6.10.

Lốp cao su

Thu gom

Nhiệt phân Làm vụn

Chế biến thành hạt và bột cao su

Tái sử dụng

Dầu Khí Muội than

Sử dụng Công nghệ nặng Sử dụng

Hình 6.8. Công nghệ tái chế lốp cao su

Bóng đèn ống hỏng

Thu gom

Đập vỡ

Phân loại

Thủy tinh Đui đèn

Phân loại

Vật liệu nhôm vụn

Tái sử dụng

Tẩy rửa sạch

Làm men cho SX gốm

Thủy ngân lọc lại

Chế tạo bóng mới

Sản xuất bóng đèn

Ắc quy NaCl

Hình 6.9. Tái chế bóng đèn ống tại Brazin

6.6. THU HỒI NĂNG LƯỢNG TỪ CHẤT THẢI

Hoạt động thu hồi năng lượng từ quá trình xử lý trung gian mà chủ yếu là từ quá

trình đốt và quá trình ủ sinh học (bảng 6.3).

Mục đích Công nghệ

- Giảm khối lượng

- Thu hồi năng lượng (nhiệt và điện)

- Giữ ổn định các chất độc hại trong

rác thải

- Giữ vệ sinh, an toàn cho sức khỏe

cộng đồng

- Tái chế

- Đốt rác

- Đốt rác có tái chế nhiệt

- Đốt rác có hệ thống nung chảy để

giảm thể tích (công nghệ mới)

- Đốt khí có hệ thống nung chảy

(mới được sử dụng ở Nhật)

- Tạo nguồn năng lượng mới từ rác

thải (RDF)

Dầu thải

Khử nước bằng phương pháp ly tâm

Chưng cất ở 100 – 160oC

Chưng cất ở 330 - 350oC

Cô đặc dầu

Các chất cặn đáy

Đóng thùng Asphalt Sử dụng

Sử dụng

Tách chất bẩn bằng graphite

Tách dầu nhẹ Nhiên liệu

Xử lý nước Loại bỏ

Hình 6.10. Công nghệ thu hồi dầu thải ở Hồng Kông

- Giảm kích thước bằng các phương

pháp nén, ép…

- Chế biến phân compost; cắt nhỏ và

phân loại (phương pháp xử lý

trung gian)

Refuse Derived Fuel (RDF) là loại nhiên liệu thu từ rác thải có thể đốt được

giống như than (hình 6.10).

Xử lý rác thải sinh hoạt để sử dụng làm nhiên liệu cho các nồi chưng để tạo hơi

nước điện.

Ưu điểm của công nghệ thu hồi nhiên liệu mới từ rác là:

- Dễ lưu trữ;

- Dễ vận chuyển;

- Giá trị nhiệt lượng cao (3000 – 5000 kcal/kg)

- Chất lượng đồng nhất;

- Không sử dụng lò đốt tại nguồn phát sinh;

Tuy nhiên, công nghệ thu hồi nhiên liệu mới từ rác củng còn những bất lợi sau:

Bản thân nhiên liệu vẫn ở dạng rác thải, vì vậy khi đốt chúng cũng tương tự như

đốt rác và cần phải có phương pháp thu gom, xử lý lượng khí thoát ra. Việc đầu tư

nhà máy loại này rẻ hơn lò đốt nhưng đòi hỏi chi phí cho các trang thiết bị sử dụng

loại nhiên liệu này. Quá trình thu hồi nhiên liệu (RDF) từ rác thải đô thị được thể

hiện ở hình 6.10b.

Công nghệ thu hồi khí và nung chảy dựa trên nguyên tắc sử dụng khí đốt thu hồi

từ quá trình nung chảy và đồng thời tái thu kim loại không chứa oxyt – đây là loại

kim loại có giá trị cao. Tuy nhiên hệ thống này rất đắt vì phải trang bị lò đốt thông

thường kèm theo hệ thống nung chảy. Sơ đồ hệ thống tạo khí và nung chảy được

thể hiện ở hình 6.11.

6.7. HOẠT ĐỘNG THU HỒI VÀ TÁI CHẾ CHẤT THẢI TẠI VIỆT NAM

ở Việt Nam, trong những năm gần đây, tốc độ công nghiệp hóa và đô thị hóa

ngày càng gia tăng mạnh mẽ tại vùng kinh tế trọng điểm đã làm nảy sinh nhiều

vấn để nan giải trong công tác bảo bệ môi trường. Bên cạnh những khó khăn nhất

định trong việc triển khai các biện pháp kỹ thuật và công nghệ xử lý nước thải, khí

thải thì chất thải rắn đang thật sự là một mối đe dọa lớn đối với môi trường và sức

khỏe cộng đồng vì lượng thải ngày càng tăng đặc biệt là các chất thải nguy hại

ngày càng phong phú về cả số lượng lẫn chủng loại.

Tình trạng thu gom và xử lý chất thải rắn đô thị và công chưa đáp ứng yêu cầu

hiện nay cũng là một nguyên nhân quan trọng gây ô nhiễm môi trường nước, môi

trường đất, vệ sinh đô thị và ảnh hưởng xấu đến cảnh quan đô thị và sức khỏe

cộng đồng.

Theo con số thống kê từ các tỉnh, thành phố, từ năm 1996 – 1999, lượng chất

thải rắn bình quân khoảng từ 0,6kg/người.ngày – 0,8 kg/người.ngày. Ở một số đô

thị nhỏ, lượng chất thải rắn phát sinh dao động từ 0,3 – 0,5 kg/người.ngày.

Tách loại lần 1

Tách loại lần 2

Nghiền lần 1

Sấy khô Tách loại lần 3

Nghiền lần 2

Trộn Làm nguội Sàng

Vôi Thành phẩm (RDF)

Rác thải đô thị

Hình 6.10b. Quá trình thu hồi nhiên liệu (RDF) từ rác thải đô thị

Lượng rác thải đô thị củng như công nghiệp ngày càng tăng, tính chất độc hại

của rác thải củng tăng. Ở Hà Nội năm 1995: thành phần nilon, chất dẻo trong rác

thải sinh hoạt là 1,7%, thành phần kim loại vỏ hộp là 1,2%, năm 1997 đã tăng lên

4,1% và 5,5%. Năm 1998, tỷ lệ về thành phần chất rác thải củng có những biến đổi

hơn so với những năm trước đó.

Các hoạt động thu hồi tái chế tại Việt Nam chủ yếu sẽ được tập trung vào các

vấn đề sau:

- Tăng cường thu hồi sản phẩm đã sử dụng để dùng lại cho cùng một mục đích,

hoặc tìm ra một mục đích sử dụng khác. Tái sử dụng tập trung chủ yếu vào

các loại chai đựng đồ uống, các loại bao bì vận chuyển thông qua khâu lưu

thông dưới dạng đặt cọc để khép kín một chu trình: sản xuất – lưu thông –

tiêu dùng – lưu thông – sản xuất.

- Khuyến khích các cơ sở tái chế chất thải rắn bằng cách thu hồi các sản phẩm

đã qua sử dụng, xử lý hoặc chế biến lại để đưa vào nền kinh tế dưới dạng các

sản phẩm ban đầu hoặc tạo ra các sản phẩm mới.

- Tái sử dụng và tái chế chất thải rắn có thể thực hiện tốt ở các khu công

nghiệp tập trung trên cơ sở hình thành một hệ thống thông tin để trao đổi chất

thải vì trong một số trường hợp chất thải cần phải loại bỏ ở nơi này để trở

thành nguyên liệu đầu vào ở nơi khác.

Tại thành phố Hà Nội, các hoạt động tái chế được thực hiện thông qua sơ đồ lưu

chuyển ở hình 6.13.

Các vật liệu có thể tái chế được thu gom từ hộ gia đình, chợ , đường phố và khu

chôn lấp do những người thu gom hay người mua thuộc thành phần tư nhân. Trung

bình mỗi ngày có hơn 200 tấn vật liệu tái chế được thu gom. Các hoạt động tái chế

tư nhân hiện đang diễn ra ở Hà Nội dựa trên cơ sở thị trường giống các nước đang

phát triển khác, tuy nhiên, các hoạt động tái chế này hiện đang gặp rất nhiều khó

khăn:

- Ô nhiễm môi trường do các hoạt động tái chế sinh ra;

- Chi phí lao động gia tăng;

- Chi phí đổ thải rác thải;

- Giảm giá trị các sản phẩm được tuần hoàn;

- Sự cạnh tranh gay gắt với các sản phẩm giá thành rẻ hơn.

6.8. HOẠT ĐỘNG THU HỒI VÀ TÁI CHẾ CHẤT THẢI Ở CÁC NƯỚC

Nguồn sản sinh rác (hộ gia đình, chợ, nhà hàng, khách sạn…)

Người mua phế liệu

Thu gom bằng xe đẩy tay

Vận chuyển

Bãi chôn lấp

Hình 6.13. Sơ đồ lưu chuyển các dòng tái chế rác ở Hà Nội

Ngành công nghiệp tái chế

Người mua phế liệu

Người thu gom mua phế liệu

Người nhặt rác

Người thu gom mua phế liệu

33,5 kg/người Thu gom - ngày

12,9 – 26,2 kg/người.ngày

Các nước phát triển trước đây cũng sử dụng hệ thống tái chế tương tự ở Việt

Nam. Tuy nhiên hệ thống tái chế cũng đã từng thất bại do mất giá trị tái chế và do

vật liệu có thể tái chế được lẫn với rác thải.

Các nước đã phát triển hiện nay đang thay đổi lối sống là tiêu dùng các sản phẩm

tái chế và sẽ phát triển ngành kinh doanh tái chế mới trên cơ sở thị trường. Ví dụ ở

Mỹ các đây 250 năm, tỷ lệ tái chế là hơn 90%. Năm 1970, tỷ lệ này giảm xuống

chỉ còn 70% và hiện nay giảm xuống còn khoảng 30%.

Đặc điểm của hoạt động thu hồi và tái chế chất thải ở các nước khác Việt Nam ở

chỗ họ đã tổ chức các dịch vụ công cộng có trách nhiệm đẩy mạnh tái chế rác bằng

ngân sách.

Để giảm thiểu lượng rác thải sản sinh, nước Mỹ đã có những chính sách hỗ trợ

các hoạt động tái chế và hiện đang cố gắng thiết lập xã hội kinh tế tuần hoàn (nhà

sản xuất phải xem xét xem sản phẩm của mình có sinh ra ít chất thải hơn không?

Và các chất thải liệu có khả năng tái chế không? Hình 6.14).

6.9. CÁC TRẠM TRUNG CHUYỂN CHẤT THẢI RẮN

Các trạm chuyển tiếp được sử dụng để tối ưu hóa năng lao động của đội thu gom

và đội xe.

Chúng có thể được dùng để củng cố thêm lượng rác thu gom được từ các xe khác

nhau, và chúng thường được bố trí sao cho thời gian đi và khoảng cách mà các xe

thu gom phải chạy bên ngoài vòng thu gom bình thường của chúng là nhỏ nhất.

Các trạm chuyển tiếp còn có thể được dùng để thực hiện một chức năng quan

trọng là giảm lượng rác thải đưa đến bãi chôn lấp chung của thành phố và sử dụng

lại các vật liệu có khả năng thu hồi, tạo điều kiện cho những người bới rác không

chính thức lẫn những đội quân bới rác có tổ chức thực hiện công việc phân loại rác

để tái sử dụng ngay tại các trạm này.

Gom rác thải Tái sử dụng

Tái chế

Xử lý trung gian đúng quy cách

Đầu thải cuối cùng

Tối ưu hóa

- Không có khí thải - APR (trách nhiệm nhiều

hơn về sản phẩm) - DIE (thiết kế cho môi

trường) - Sản xuất tại - ELCA

- Tài khoản môi trường - Kế toán toàn bộ chi phí

Hình 6.14. Khái niệm về một xã hội kinh tế tuần hoàn

Trạm chuyển tiếp, do vậy là một cơ sở đặt tại gần khu vực thu gom, nơi mà các

xe thu gom có thể đổ rác của chúng xuống để sau đó rác lại được chất lại lên

những xe tải lớn hơn để chuyển một cách kinh tế đến bãi rác ở xa hơn.

Có hai loại trạm chuyển tiếp rác thải:

- Loại phục vụ cho những xe thu gom ban đầu như những xe thủ công, những

xe có động cơ nhỏ, bao gồm xe xích lô máy và những xe tải đổ rác nhỏ

(những loại này đôi khi được gọi là những điểm chuyển tiếp để phân biệt

chúng với loại thứ hai);

- Loại phục vụ cho những loại xe lớn hơn, thường là những xe cơ giới như

những xe thu gom rác thông thường, có thể mang rác thải đến những trạm

chuyển tiếp sau vòng thu gom thứ cấp (những loại này đôi khi được gọi là

những trạm trung chuyển).

Bất kể dùng loại chuyển tiếp nào, các cơ sở này đều có những mục tiêu chung.

Các mục tiêu của cơ sở chuyển tiếp bao gồm:

- Đón tiếp những xe thu gom rác thải một cách có trật tự;

- Xác định tải trọng của các xe;

- Hướng dẫn các xe đến điểm đổ rác;

- Đưa các xe ra một cách có trật tự;

- Xử lý các rác thải thành từng khối đã được chọn trước;

- Chuyển từng khối sang hệ thống vận chuyển hoạt động như một bộ phận

trung gian giữa hệ thống vận chuyển và các xe thu gom rác thải;

- Giảm đến tối thiểu sự lộn xộn và tác động đến môi trường.

Việc thiết kế trạm trung chuyển tốt nhằm:

- Cung cấp một hệ thống quản lý giao thông một cách có hiệu quả và trật tự

cho những xe thu gom đến (xếp hàng ít nhất, không phải xếp hàng trên

đường quốc lộ, quay đầu nhanh);

- Giảm đến tối thiểu lượng chất thải phải xử lý;

- Đảm bảo toàn bộ rác thải đều được chuyển đi hàng ngày và tạo điều kiện

thuận lợi cho làm sạch dễ dàng vào cuối ngày;

- Đảm bảo toàn bộ rác thải đưa đến đều được chuyển đi theo một phương cách

có kiểm tra mà không làm cản trở sự hoạt động của trạm chuyển tiếp.

Trạm chuyển tiếp có thể được sử dụng để giúp cho duy trì hiệu quả chung của

toàn hệ thống thu gom rác thải. Thông thường, nếu thời gian đi và về một điểm thu

gom rác thải là tương đương hay lớn hơn một nữa thời gian chất rác trong ngày thì

trạm trung chuyển lúc đó là cần thiết.

Mặc dù các trạm chuyển tiếp có thể tiết kiệm, chúng lại tạo ra thêm các thao tác

khác và dù vậy có thể cần phải đánh giá lại hoạt động của các trạm chuyển tiếp.

Để làm điều này cần xem xét các điểm sau:

- Số lượng xe đồng thời trong trạm chuyển tiếp;

- Số lượng và loại rác được thu gom;

- Bán kính có hiệu quả kinh tế đối với mỗi loại xe thu gom;

- Thời gian để một xe thu gom đi đến điểm dỡ rác thải;

- Khoảng cách của các vòng thu gom kể từ điểm thu gom cuối cùng;

- Các chi phí tương đối tính theo thời gian được công nhận và các chi phí xe cộ

từ nơi thải đến bãi rác được coi như một phần của chu trình thu gom hay

dùng một hệ vận chuyển trung gian;

Bảng 6.5 trình bày sự so sánh hữu dụng về những chi phí khác nhau của các

phương án vận chuyển. Bảng này chỉ ra rõ ràng những ưu thế của việc sử dụng

những phương tiện tiết kiệm năng lượng cho việc vận chuyển những khối lượng

lớn rác thải từ điểm chuyển tiếp đến bãi chôn lấp.

Hình 6.15 minh họa tính kinh tế của việc chuyển tiếp và cách xác định điểm

“hoàn vốn” của thời gian/khoảng cách tại Bangkok-Thái Lan. Hình vẽ chỉ ra rằng

đối với những tuyến đường ngắn, về thời gian giữa điểm thu gom và bãi chôn lấp,

khi thời gian và quảng đường giữa nơi thu gom và chôn lấp tăng lên trên 30 phút

hay 10 km, sử dụng trạm trung chuyển sẽ có tính kinh tế hơn(tùy thuộc vào loại xe

thu gom). Trong thí dụ này, với khoảng cách trên 25 km giữa nơi thu gom và bãi

chôn lấp (khoảng hơn 1 – 1,5 giờ lái xe), sử dụng trạm chuyển tiếp luôn luôn tiết

kiệm được chi phí hơn so với một loại xe thu gom trong thành phố. Lưu ý rằng

thời gian là đại lượng có tính quyết định hơn là khoảng cách.

Chi phí (USD) Chuyển trực tiếp

bằng xe thu gom

Chuyển bằng xe tải Chuyển bằng sà

lan hay tàu kéo

Chi phí cố định và hoạt động của trạm chuyển tiếp (600m3/ngày)

Các công việc thủ công

Thiết bị tĩnh

Các loại xe cộ

Khấu hao hàng năm

Vận hành và bảo dưỡng

Tổng các chi phí cố định và

hoạt động mỗi năm

Tổng các chi phí cố định và

hoạt động tính cho 1m3 rác thải

0

0

0

0

0

0

0

80.000

30.000

0

6.200

6.200

12.200

0,06/m3

160.000

20.000

160.000

24.000

36.000

60.400

0,27/m3

Các chi phí vận tải

Các giả thiết

Khấu hao hàng năm

Lương cho lái xe

Lương cho đội ngũ công nhân

Bảo hiểm, thuế…

Bảo dưỡng và vận hành hàng

năm

Tổng chi phí vận chuyển hàng

năm

Chi phí tính theo m3 rác thải

Xe đổ rác kín 8 m3

2 chuyến/ngày

Sử dụng 7 năm

(giá 15.000/xe)

2.200

1.600

5,500(5 người)

1.500

3.800

14.600

2,5/m3

Xe tải lớn 30m3

4chuyến/ngày

Sử dụng 7 năm

(giá 60.000/xe +

2 toa rơmooc

7.600

2.200

1.100(1 người)

2.000

15.000

28.900

0,66/m3

Xà lan 600 m3

1 chuyến/ngày

Sử dụng 30 năm

(giá 810.000/tàu

kéo + 2 xà lan)

27.000

3.500

2.200(2 người)

6.000

80.000

118.700

0,54/m3

Nguồn tài liệu S.J Coirnhau (1982). Quản lý môi trường chất thải rắn đô thị -

Hướng dẫn dự án. Tài liệu kỹ thuật phát triển đô thị số 5, Ngân hàng thế giới,

Washington.

Ghi chú: Giá trị về tiền trong bảng 6.5 không còn đúng, vì thế các giá trị này chỉ

nên xem như những giá trị tương đối hơn là giá trị tuyệt đối.

6.10. CÁC LOẠI TRẠM CHUYỂN TIẾP

Chuyển tiếp không dùng thùng côngtennơ: là dạng đơn giản nhất và thường là

hình thức chuyển tiếp có hiệu quả nhất khi rác thải được thu gom bằng những xe

nhỏ và đổ xuống các bãi mà thường có nền bằng bêtông và đôi khi được xây bao

quanh để tăng tính mỹ quan và hạn chế mùi hôi thối, sẽ được chở đến bãi chôn thải

bằng các xe thu gom thứ cấp.

Các loại rác thải củng có thể đổ trực tiếp vào thùng hở, hoặc các thiết bị có nén

ép hay các băng tải chuyển thẳng tới nơi phân tách và xử lý. Các hoạt động ở đây

thường làm bằng thủ công hay máy xúc.

Chuyển tiếp dùng thùng côngtennơ hoặc các phương tiện lưu chứa: có 3 phương

án của loại này sử dụng những xe vận chuyển tầm ngắn. Sơ đồ loại trạm chuyển

tiếp có lưu trử được thể hiện ở hình 6.16.

- Loại 1 : rác thải được thu gom trong những xe thu gom ban đầu sẽ được đổ

trực tiếp vào những thùng côngtennơ và chuyển trực tiếp sau đó đến bãi chôn

thải. Ở dạng đơn giản nhất, hệ thống này chỉ bao gồm một thùng côngtennơ

tại một bãi phẳng và thường chỉ có tường bao xây lững để ngăn dọc theo vỉa

hè. Mỗi ngày có một chuyến xe chở chúng đến bãi chôn lấp (hình 6.16a).

- Loại 2 : gồm một bãi phẳng, với hai tuyến đường một chiều cho những xe thu

gom ban đầu và thứ cấp. Các thùng côngtennơ được thu góp bởi những xe

thu gom chính sẽ được đặt trên khoảng trống giữa các tuyến đường xe để rồi

sau đó sẽ được một xe lớn hơn, có thể chở được một lúc nhiều côngtennơ bốc

đi (hình 6.16b).

- Loại 3 : gồm một bãi phẳng, có những hố chứa những thùng côngtennơ hở ở

dưới. Các xe tải thu gom chính sẽ đổ rác trực tiếp xuống các thùng ở dưới đó.

Thường có khoảng cách để đặt vài ba thùng một và một xe tải lớn sẽ chở vài

thùng một đến bãi chôn thải hàng ngày (hình 6.16c).

Thêm vào đó, khi bãi chôn lấp được đặt ở một nơi tương đối xa khu vực thu gom

và trung tâm thành phố (thường trên 20 km), các bãi chuyển tiếp thường có thể sử

dụng những phương tiện vận tải thứ cấp loại rẻ tiền về năng lượng, thí dụ như

đường sắt và đường sông (xà lan). Cách vận chuyển này có thể áp dụng cho những

khu vực trung tâm lớn nhất, mà tại đó rác thải có thể được chuyển đi đến những

nơi tương đối xa.