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
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
ất
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
Ch
ất thải
Tái ch
ế
Xử lý trung
gian
“Xử lý tốt hơn”
(tái chế)
Hoạt động kinh tế
VU 1
- C
RE 1
] + [C
CW 1
– C
CR 1
] + C
DW 1
(6.2)
Trong đó:
P
V 1
– P
V 2
: chênh lệch về chi phí giữa vật liệu thô
C
VE 1
+ C
VU 1
- C
RE 1
: chênh lệch chi phí bên ngoài
C
CW 1
– C
CR 1
: chênh lệch chi phí thu gom
C
- 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
(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…
C 100 640
Ô nhiễm nước
DCO 100 21,560
DCO
5
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
(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
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 – 200
o
C
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 170
o
C 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
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 – 160
o
C
Chưng cất ở
330 - 350
o
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
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
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
X
ử lý trung gian
đúng quy cách
Đầu thải
cuối cùng
T
ối
ưu hóa
-
Không có khí th
ải
- 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