nghiên cứu hiện trạng ô nhiễm do phát thải từ sản xuất và tái chế nhựa

trình bày về nghiên cứu hiện trạng ô nhiễm do phát thải từ sản xuất và tái chế nhựa

Đồ án tốt nghiệp 3.3. NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM DO CTNH & POPs PHÁT THẢI TỪ NGÀNH SẢN XUẤT VÀ TÁI CHẾ NHỰA. 3.3.1. Hiện trạng ô nhiễm do CTNH & POPs phát thải từ ngành sản xuất nhựa Thành phố Hồ Chí Minh là một thành phố năng động và phát triển mạnh mẽ do các ngành công nghiệp ngày càng được mở rộng và phát triển. Trong đó phải kể đến ngành sản xuất nhựa ngày một đi lên theo xu hướng phát triển của kinh tế xã hội. Trong quá trình sản xuất không tránh khỏi sự phát thải ra ngoài không khí và môi trường những chất độc hại không mong muốn và gây ảnh hưởng trực tiếp đến sức khoẻ người dân. Hình 26 thể hiện toàn bộ đầu vào và đầu ra trong quá trình gia công nhựa. GVHD: PGS.TS Hoàng Hưng SVTH : Nguyễn Thò Nhung Trang 48 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Hoàng Hưng SVTH : Nguyễn Thò Nhung Trang 49 Ngun liệu thơ: PVC, phụ gia, sơn, mực, keo, nhãn mác Ngun liệu phụ trợ: dầu, dung mơi, kim loại, chất khử dầu mỡ, chất chống dính khn Vật tư tiêu hao: thiết bị bảo hộ lao động, dẻ lau Bao bì: để đóng gói ngun liệu thơ và sản phẩm xuất xưởng Năng lượng: điện, máy nén khí… Nước, các chất phụ gia TÁI CHẾ NHỰA Chất thải vào khơng khí SẢN PHẨM Tiếng ồn Nhiệt BụiHơi nóng dung mơi, các kim loại nặng ( cadimi,chì…) Chất thải rắn và lỏng Chất thải khác: dầu, đồ bảo hộ lao động, bao bì, mảnh kim loại, chất khử mỡ, dung mơi, giẻ Polyme thải và phế phẩm Nước làm mát, nước thải Nước mát Nước thốt Phế bỏ Tái chế Hình 26 : Toàn bộ đầu vào và đầu ra trong gia công nhựa. Đồ án tốt nghiệp 3.3.1.1. Các quy trình sản xuất ống và phụ tùng a) Quy trình sản xuất hạt Compound Hình 27: Quy trình sản xuất hạt Thuyết minh quy trình: Các nguyên liệu cho quá trình trộn (bột PVC và các phụ gia) sau khi được đònh lượng sẽ được nạp vào máy trộn ở phễu nạp liệu . Các nguyên liệu dạng bột được vít xoắn trong phễu nạp liệu đẩy vào máy trộn. Trong công đoạn này cần gia nhiệt ở nhiệt độ cao 170 o C đến 210 o C. Nhờ tác dụng khuấy trộn của cánh khuấy, nguyên liệu được hoà trộn vào nhau. Sau thời gian 5-8 phút, hỗn hợp bột được chuyển sang vùng làm nguội. Khu vực này hỗn hợp này vẫn được khuấy trộn nhưng ở vận vận tốc tương đối thấp. GVHD: PGS.TS Hoàng Hưng SVTH : Nguyễn Thò Nhung Trang 50 Nguyên liệu Đóng gói Đóng gói Đònh lượng Trộn cao tốc Đùn tạo hạt Làm nguội Chất ổn đònh Bụi Tiếng ồn Gia nhiệt Hơi khí độc Mùi mùi Hơi dung môi Chất hoá dẻo Phụ gia Đồ án tốt nghiệp Sau khi nhiệt độ hỗn hợp đạt được theo yêu cầu, hỗn hợp bột được chuyển sang máy đùn tạo hạt. Ở đây, hỗn hợp được vít được tải về trước, được nhựa hoá đàn cho đến khi hoàn toàn chảy nhớt hoàn toàn rồi được đẩy qua khuôn có nhiều lỗ tạo thành dòng nhựa có đường kính cỡ hạt nhựa. công đoạn này phải gia nhiệt ở nhiệt độ cao để hoà dẻo nhựa nên thải ra môi trường hơi độc, mùi khó chòu. Ngay sau khi được cắt, các hạt nhựa lưu chuyển với vận tốc cao, áp lực lớn sẽ tải nhiệt từ nhựa ra ngoài và bốc hơi độc. Các hạt nhựa sau được làm nguội ngay bằng dòng khí với áp lực lớn, lưu chuyển trong hệ thống ống dẫn kín. Lượng làm nguội sẽ được đưa vào lưu trữ, chuẩn bò đưa vào sản xuất. b) Quy trình sản xuất phụ tùng ống Hình 28 : Quy trình sản xuất phụ tùng ống GVHD: PGS.TS Hoàng Hưng SVTH : Nguyễn Thò Nhung Trang 51 Hạt compound Đùn ống Đònh hình Kéo Cắt Kiểm tra Sản phẩm Gia nhiệt Phụ gia Mùi, kim loại nặng, khí độc hại Gia nhiệt, chất phụ gia Mùi, khí độc Khí độc, tiếng ồn Bụi, tiếng ồn Nhựa hư, rác thải Đồ án tốt nghiệp Thuyết minh quy trình: Hạt compound cho phụ tùng ống được máy hút tự động vào phễu nạp liệu của máy ép phun. Vật liệu trong xilanh cũng được tải về trước, được nung nóng đến nóng chảy hoàn toàn. Nhiệt độ ở công đoạn này rất lớn đến 210 o C, (Nguồn: Organic Chemistry, 1995). Nên thải ra ngoài không khí một lượng lớn các khí độc. Lượng nhựa này được phun vào khuôn (đã được đóng kín trước đó). Lớp nhựa được phun vào trước tiếp xúc với khuôn nguội sẽ cứng lại nhanh, tạo lớp vỏ bên ngoài. Dòng nhựa nóng tiếp tục chảy vào khuôn để làm khuôn đầy dần. Trong giai đoạn này cần kiểm soất vận tốc chảy của nhựa để đảm bảo tính đồng đều cho vật liệu. Khi nhựa được bơm vào khuôn, áp lực nhựa lỏng lên khuôn tăng dần cho đến giá trò cực đại. p suất cực đại này được duy trì để nhựa trong các rãnh và cửa vào đủ nguội, đồng thời cho thêm các phụ gia và các chất ổn đònh, có độ nhớt đủ để ngăn cản nhựa chảy ngược ra ngoài do chênh lệch áp suất trong khuôn và áp suất cổ phun. Quá trình làm nguội được tiến hành trong khuôn ngay sau đó giúp sản phẩm nguội bớt trước khi được lấy ra ngoài. Đây là khoảng thời gian dài nhất trong chu kỳ ép phun. Trong thời gian này lượng đáng kể khí độc thoát ra ngoài. Kết thúc chu kỳ, khuôn tự động mở ra, sản phẩm được lấy ra ngoài, kiểm tra, cắt bavia, dán nhãn, loại bỏ sản phẩm xấu rồi xuất xưởng c) Vấn đề môi trường quá trình sản xuất nhựa PVC Trong quá trình sản xuất, các nhà sản xuất đã phải dùng thêm các chất phụ gia trong đơn pha chế và gia nhiệt ở nhiệt độ cao. Các chất phụ gia này hầu hết đều có tính độc hại đối với môi trường và sức khoẻ cộng đồng. GVHD: PGS.TS Hoàng Hưng SVTH : Nguyễn Thò Nhung Trang 52 Hình 29: ng nhựa PVC cong cong Đồ án tốt nghiệp Các chất phụ gia  Stearate Chì (C 17 H 35 COO) 2 Pb Hàm lượng sử dụng không quá 0.5phr cho sản phẩm không trong, có thể thay thế bằng Dibasic Stearate Chì với hàm lượng 0.5-1%  Tribasic Maleate Chì 3PbO.Pb(C 8 H 4 O 4 ).H 2 O Lượng dùng 0.5-1 %, tính độc cao.  Dibasic Phtalate Chì 2PbO.Pb(C 8 H 4 O 4 ) Dễ tương hợp với PVC. Lượng dùng: 2-10%. Tính độc cao  Sterate Cadimi Cd(C 17 H 35 COO) 2 Hàm lượng sử dụng tối đa là 1 phr. Tính cực độc  Laurate Cadimi Cd(C 11 H 23 COO) 2 Hàm lượng sử dụng tối đa là 0.7 phr. Tính độc mạnh  Sterate Canxi Ca(C 17 H 35 COO) ): Hàm lượng sử dụng tối đa là 0.5-1.5 phr, có tính độc  Sterate Bari Ba(C 17 H 35 COO) 2 Hàm lượng sử dụng tối đa là 0.5-1.5 phr  Sterate Kẽm Zn(C 17 H 35 COO) 2 Hàm lượng sử dụng tối đa là 0.5-1.5 phr  Phtalate Hàm lượng sử dụng tối đa là 0.3- 0.5phr. tính độc cao. Trong quá trình sản xuất nhựa PVC công đoạn trộn cao tốc, đùn, ép tạo sản phẩm là những công đoạn phát thải ra các chất thải nguy hại. Như nước thải, các kim GVHD: PGS.TS Hoàng Hưng SVTH : Nguyễn Thò Nhung Trang 53 Đồ án tốt nghiệp loại nặng rất độc hại (Chì. Cadimi…), nguy hiểm hơn là các khí độc và Dioxin có khả năng gây bệnh ung thư cao có thể tạo ra trong cặn rắn do gia nhiệt ở nhiệt độ cao(220 0 C- 400 0 C). Môi trường bò ô nhiễm nặng là do trong quá trình sản xuất để đảm bảo được tính bền, dẻo của sản phẩm PVC. 3.3.2. Hiện trạng ô nhiễm do CTNH và POPs phát thải từ ngành tái chế nhựa 3.3.2.1. công nghệ tái chế nhựa Nylon. Thuyết minh. Tất cảc các nguyên liệu sau khi được đònh lượng sẽ cho vào máy trộn. Kiểm tra máy đùn, đặt chế độ nhiệt của các vòng đốt tương ứng các can gia nhiệt • Máy đùn lần 1: vùng gia nhiệt 1 đặt 150 0 C, vùng gia nhiệt 2 đặt 180 0 C • Máy đùn lần 2: vùng gia nhiệt 1 đặt 180 0 C, vùng gia nhiệt 2 đặt 250 0 C Kiểm tra máy ép, đưa khuôn ép về chế độ chờ trước khi sử dụng. Chuyển phoi nhựa từ máy đùn lần 2 sang khuôn ép, dàn phôi đều trên khuôn. Sau đó cho máy ép vận hành và ép hoàn toàn GVHD: PGS.TS Hoàng Hưng SVTH : Nguyễn Thò Nhung Trang 54 §Þnh l­ỵng Nhùa SỵiPhơ gia Bét ®¸ Ðp t¹o h×nh Trén Ðp ®ïn §Þnh l­ỵng §Þnh l­ỵng C¾t baviaS¶n phÈm §Þnh l­ỵng Bụi, chất thải, tiếng ồn, nhiệt Nhiệt, tiếng ồn, hơi dung mơi, khí độc, cadimi… Sản phẩm hư, chất thải… Hình 30: Sơ đồ công nghệ tái chế Nilon Đồ án tốt nghiệp Vấn đề môi trường trong quá trình tái chế nhựa Nylon Các quá trình xử lý tái chế rác thải Nylon để sản xuất VLXD tất nhiên sẽ kèm theo sự phát sinh ô nhiễm môi trường. • Quá trình phân lo, tuyển chọn, xay rửa sẽ có sự lây nhiễm của các vi sinh vật trong rác thải. • Quá trình rửa rác thải sẽ sinh ra nước thải. • Quá trình sấy sau đó và các quá trình trộn nguyên liệu sẽ sinh ra buiï, khí độc hại. • Quá trình đùn, ép gia công sản sản phẩm phải gia nhiệt ở nhiệt độ cao sinh ra khí độc, khói độc, hơi các kim loại nặng độc hại như Chì, Cadimi Ngoài ra còn có rất nhiều tác động về môi trường khác mà chúng ta cần nghiên cứu đánh giá để cảnh báo và có những biện pháp ngăn ngừa và giảm thiểu những tác động xấu đến môi trường và sức khoẻ của những người trực tiếp sản xuất và sản phẩm tái chế phải được an toàn. 3.3.2.2. Tái sinh Polyetylenterephtalat (PET) Tái chế nhựa PET là một ví dụ về tái chế nhựa thành công và phổ biến nhất. PET được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp đồ uống nên trở thành đối tượng chất dẻo GVHD: PGS.TS Hoàng Hưng SVTH : Nguyễn Thò Nhung Trang 55 Hình 31:Vòng lưu chuyển của nhựa PET Đồ án tốt nghiệp tái sinh chủ yếu. PET là một phế liệu đứng sau nhôm nên vấn đề tái chế nhựa rất được quan tâm. PET là một polyeste trùng ngưng, được chế tạo nhờ phản ứng của điaxit với điancol. Có 2 bước để tổng hợp PET. Bước thứ nhất, có thể este hoá terephtalic axit (TPA) và etylenlycol (EG) hoặc chuyển este của đimetylterephtalic (DMT) và EG. Phản ứng xảy ra dưới áp suất. Trong cả hai trường hợp, sản phẩm tạo thành là dieste. Bước thứ hai là trùng ngưng dieste để tạo thành PET. Bước này xảy ra trong điều kiện chân không. Nhưng thực tế thì tái chế PET phức tạp hơn nhiều. Bảng 9: Các Comonome có mặt trong nhựa PET tái sinh Comonome Hàm lượng, % trọng lượng dietylenlyco (DEG) 1,8-2,2 Isophtalic (IPA) 0-0,7 Xyclohexandimetanol (XHDM) 0-0,3 “Nguồn: môi trường trong gia công chất dẻo và compozit- Trần Vónh Diệu, Trần Lê Trung” Các tạp chất hay xảy ra trong công nghệ tái chế PET. • Axit: Trong quá trình ép đùn để tái sinh PET ở nhiệt độ cao, tạp chất làm hình thành hợp chất mang tính axit có tác dụng xúc tác cho phản ứng cắt mạch. Các tạp chất như PVC, keo dán .vảy PVC làm từ chai PVC sẽ tạo ra Axit HCl, lớp lót PVC trong nút chai thực sự là một khó khăn trong quá trình tái chế PET. Vì PET GVHD: PGS.TS Hoàng Hưng SVTH : Nguyễn Thò Nhung Trang 56 Hình 32: Một số loại chai PET. Đồ án tốt nghiệp và PVC có tỷ trọng tương đói giống nhau nên rất khó phân loại. Khi tái chế PET dù lượng dính một chút lượng PVC (1 ppm) cũng làm thoái hoá mạnh PET ở nhiệt độ gia công và đổi màu của sản phẩm • Hạt tạp chất: các hạt này làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm tái sinh bò nhiễm bẩn. Vấn đề môi trường trong tái chế nhựa PET: Nhựa PET được sử dụng rất rỗng rãi trên nhiều lónh vực khác nhau. Trong công nghệ tái sinh nhựa PET, yêu cầu độ tinh khiết của nguồn nguyên liệu luôn đặt lên hàng đầu. Nói chung không thể chấp nhận tạp chất bẩn trong sản xuất sợi hay chai vì tạp chất làm dòn và làm giảm độ thẩm mỹ của sản phẩm. Nên cần pha thêm các chất phụ gia ổn đònh và gia nhiệt ở nhiệt độ cao 285 0- C “Nguồn: môi trường trong gia công chất dẻo và compozit- Trần Vónh Diệu, Trần Lê Trung” để tạo ra sản phẩm có chất lượng tốt. Gia nhiệt ở nhiệt độc cao để khả năng phân huỷ các tạp chất được hoàn toàn. Mà trong chai PET lại có màng PVC phân huỷ tạo ra khí độc hại. Mặt khác, chai PET thường được dùng một cách vô tình để đựng thuốc trừ sâu, nhiên liệu, chất tẩy rửa, những vật liệu này ảnh hưởng đến sức khoẻ cộng đồng nếu vẫn còn lại một lượng hết sức nhỏ sau khi tái sinh (DDT) cũng gây ra một hậu quả khôn lường Chính điều này làm ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường. GVHD: PGS.TS Hoàng Hưng SVTH : Nguyễn Thò Nhung Trang 57 [...]... Xây dựng hệ số phát thải Xây dựng hệ số phát thải đối với ngành sản xuất và tái chế nhựa là các sản phẩm nhựa, môi trường nước và môi trường không khí đựơc xây dựng trên cơ sở phân tích quy trình sản xuất: - Phát thải Dioxin/furan từ quá trình sản xuất và tái chế nhựa ( gia công, đùn ép sản phẩm) Bảng 11: Hệ số phát thải PCDD/PCDF vào sản phẩm Tên chất Nhựa PVC Hệ số phát thải µg TEQ/tấn sản phẩm(*) Khí... nghiệp Hiện nay tại TP.HCM có 502 công ty sản xuất và gia công nhựa, trong đó có 98 công ty (cơ sở) sản xuất và gia công nhựa PVC ( nguồn: Theo hiệp hội nhựa tp.HCM) Đồng thời có 371 cơ sở tái chế nhựa` ( nguồn: Sở tài nguyên môi trường tp.HCM) Trong đó có 92 cơ sở tái chế nhựa PVC • Ước đoán tải lượng Dioxin/furan phát thải cho ngành sản xuất và tái chế nhựa PVC Dựa trên cơ sở ước đoán cho 10 công ty sản. .. sản xuất và 10 cơ sở tái chế  nhựa PVC tại TP.HCM  Dựa vào hệ số phát thải trong ngành nhựa PVC • Phương pháp ước đoán:  Tính tải lượng PCDD/PCDF phát thải trong 10 cơ sở sản xuất và 10 cơ sở tái chế PVC  Tính trung bình tải lượng PCDD/PCDF phát thải ở một cơ sở sản xuất và tái chế  Tính tải lượng PCDD/PCDF phát thải cho các cơ sở sản xuất bằng cách lấy tải lượng trung bình của một cơ sở sản xuất. .. ngành sản xuất và tái chế PVC tại Tp.HCM • Với kết quả ước lượng tải lượng phát thải ở trên, chúng ta thấy được rằng ngành sản xuất và tái chế nhựa PVC tại Tp.HCM bò ô nhiễm nặng bởi CTNH và POPs Hơn thế nữa Dioxin/furan (PCDD/PCDF) tích luỹ trong sản phẩm nhựa PVC mà chúng ta sử dụng hàng ngày là rất cao Đây là mối nguy hại cho con người và môi trường • Hiện trạng ô nhiễm không khí và ô nhiễm môi trường... cơ sở sản xuất nhựa PVC Tương tự tính tải lượng PCDD/PCDF phát thải cho các cơ sở tái chế bằng cách lấy tải lượng trung bình của một cơ sở tái chế nhân với 92 cơ sở tái chế nhựa PVC  Cách tính tải lượng PCDD/PCDF phát thải cho một cơ sở  Tải lượng PCDD/PCDF phát thải trong môi trường không khí: PCDD/PCDF (không khí)=[hệ số phát thải (không khí) * công suất sản phẩm]  Tải lượng PCDD/PCDF phát thải. .. lượng PCDD/PCDF phát thải ở ngành ø tái chế nhựa PVC là 65.13309 (µgTEQ/ngày) * 300=19539.927 (µµgTEQ/năm) Vậy: Tổng tải lượng PCDD/PCDF phát thải ở ngành sản xuất và tái chế nhựa PVC tại TP.HCM bằng [tải lượng PCDD/PCDF phát thải ở ngành sản xuất] + [tải lượng PCDD/PCDF phát thải ở ngành tái chế] và bằng 112659,233 (µgTEQ/năm)  Nhận xét chung • Kết quả tính tải lượng PCDD/PCDF phát thải chỉ tính riêng... Hom-phường Bình Trò Đông Q.BT Tân Tiến 544/45 Lạc Long Quân Q.BT Sài Gòn 297/12 Lạc Long Quân GVHD: PGS.TS Hoàng Hưng SVTH : Nguyễn Thò Nhung Sản xuất Công suất sản phẩm (tấn/ngày) Sơ chế Nylon 10 Nhựa PVC 10 Sơ chế Nylon 5 Hạt nhựa 6 Sơ chế Nylon 3 Hạt nhựa 2 Sản phẩm 2.5 Sơ chế Nylon 2 Ống Nhựa PVC Sơ chế Nylon 3.5 2 Nhựa PVC 2 Nhựa PVC 0.15 Hạt nhựa 0.2 Nhựa PVC 0.08 Sản phẩm hạt Tái chế nhựa 0.05 0.06... mầm bệnh và vi khuẩn cư trú Mặt khác, có rất nhiều loại tạp chất hữu cơ lẫn trong mẫu thìa Hầu hết đều là những chất nhập về để tráng khuôn đúc nhựa, chống dính khi đúc, thổi sản phẩm Đây là một chât độc không cho phép được dùng sản xuất đồ dùng thực phẩm Dioxin và PCBs thải phẩm tất yếu của quá trình sản xuất và tái chế nhựa PVC Dioxin được tạo ra trong suốt quá trình sản xuất tái chế nhựa PVC và trong... 1500 6000 2500 Trong ngành sản xuất và tái chế nhựa khả năng POPs phát thải rất cao nhưng trong đó Dioxin/furan (PCDD/PCDF) phát thải nhiều nhất Dioxin/furan Vì (PCDD/PCDF) phát thải vào sản phẩm là chính nên ta ước lượng tải lượng Dioxin/furan (PCDD/PCDF) phát thải chủ yếu dựa vào khối lượng sản phẩm từ các cơ sở khảo sát thực tế 3.4.2 Ước đoán tải lượng Dioxin/furan phát thải GVHD: PGS.TS Hoàng Hưng... trộn trong quá trình sản xuất và tái chế là những chất độc hại Mặt khác do tính dai bền của sản phẩm nhựa nên quá trình gia nhiệt, sấy và đùn ép sản phẩm là những công đoạn phát sinh nhiệt, khí độc và chất thải nhiều nhất 3.4 ƯỚC ĐOÁN TẢI LƯNG DIOXIN/FURAN TRONG NGÀNH SẢN XUẤT VÀ TÁI CHẾ NHỰA PVC 3.4.1 Xây dựng phương pháp ước đoán tải lượng Dioxin/furan Dioxin được tạo ra từ 75 hợp chất khác nhau . Đồ án tốt nghiệp 3. 3. NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM DO CTNH & POPs PHÁT THẢI TỪ NGÀNH SẢN XUẤT VÀ TÁI CHẾ NHỰA. 3. 3.1. Hiện trạng ô nhiễm do. được tính bền, dẻo của sản phẩm PVC. 3. 3.2. Hiện trạng ô nhiễm do CTNH và POPs phát thải từ ngành tái chế nhựa 3. 3.2.1. công nghệ tái chế nhựa Nylon.