4. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
1.4.1.1. Phương pháp cơ học
Một biện pháp phổ biến được sử dụng để xử lý bao nilon đó là tái chế chúng bằng phương pháp cơ học. Phương pháp cơ học là quá trình phục hồi chất thải rắn nhựa và bao bì nilon để sử dụng trong sản xuất tạo thành các sản phẩm nhựa khác thông qua phương tiện cơ khí. Tái chế cơ học chỉ có thể được thực hiện trên các loại túi nhựa đơn polymer, ví dụ như PE, PP, PS.
Việc tái chế được thực hiện thông qua các phương tiện cơ khí và một số phương pháp xử lý cũng như các bước chuẩn bị khác. Đây là một quá trình tốn kém nhiều năng lượng, vì vậy cần phải cố gắng giảm bớt các bước và thời gian làm việc càng nhiều càng tốt. Nói chung, bước đầu tiên trong việc tái chế cơ học liên quan đến việc giảm kích thước của túi nilon cho phù hợp hơn, có thể là dạng viên, bột hoặc dạng vẩy. Điều này thường được thực hiện bằng cách nghiền, xay hoặc băm
Các bước tiến hành như sau:
- Nghiền, rửa: Thông thường hai công đoạn này được tiến hành trên cùng một thiết bị. Máy nghiền đồng thời có phun nước rửa, các thiết bị này thường làm việc bán tự động. Công suất của máy nghiền, máy rửa thông thường từ 300-500kg túi nhựa/ngày. Rửa hóa học cũng được sử dụng trong một số trường hợp (chủ yếu là để loại bỏ keo nhựa);
- Phơi khô: Phương pháp này cũng mang tính thủ công, các loại nhựa sau khi được xay rửa đem phơi khô tự nhiên dưới ánh nắng và gió tự nhiên;
- Tạo hạt và dây nhựa: Nhựa sau khi qua các công đoạn trên được đưa vào máy đùn ép, tại đây nhựa được nạp vào phễu nạp liệu, đẩy vào trục vít nấu chảy, qua lưới lọc, qua lỗ định hình tạo thành dây nhựa. Các dây nhựa được làm lạnh trong bể nước, sau đó được đưa vào các máy xay cắt tạo hạt;
- Gia công sản phẩm: Nguyên liệu là nhựa tái sinh và bột màu, chất phụ gia được trộn đều trong thùng. Hỗn hợp nhiên liệu được chạy qua các vùng gia nhiệt khác nhau, được nấu chảy và chuyển ra khoang đùn sau đó ép tạo hình sản phẩm;
Trong quá trình tái chế có bổ sung 10% chất kết dính vào 90% phế liệu. Một số sản phẩm được tìm thấy trong cuộc sống hàng ngày được làm từ quá trình tái chế bao nilon, chẳng hạn như túi nilon dùng trong các cửa hàng tạp hóa, đường ống, máng xối, cửa sổ, rèm cửa, mũ bảo hiểm,…
Phương pháp này đã được đưa vào áp dụng thành công tại một số nước như Anh, Mỹ, Hà Lan,… Riêng tại Việt Nam, Viện khoa học Thủy lợi có sáng kiến dùng máy nén túi nilon và bắn ra dưới dạng viên, có thể tái sử dụng vào những mục đích khác. Viện Thủy lợi sẵn sàng mua sản phẩm dạng hạt được bắn ra từ túi nilon. Nên quá trình xử lý rác thải từ nilon trở lên đơn giản mà không phải tốn nhiều thời gian và tiền bạc, hơn nữa có thể mang lại hiệu quả về mặt kinh tế.
Một nghiên cứu khác của Viện vật liệu xây dựng (Bộ xây dựng) đã nghiên cứu và xây dựng thành công quy trình công nghệ xử lý tái chế rác thải nilon làm ván ép nhựa dùng để thay thế gỗ, sắt thép cho một số lĩnh vực đặc thù nhất định trong xây dựng. Rác thải nilon được thu gom phân loại để tách loại tạp chất sau đó sấy khô, thêm một số chất phối liệu, phụ gia sẽ trở thành nguyên liệu đưa vào máy đùn tạo
thành sản phẩm trong khuôn ép. Rác thải nilon có thể sử dụng cho tái chế được bao gồm tất cả các loại nhựa như: LDPE, HDPE, PP, PVC,... Thiết bị của dây chuyền xử lý tái chế này cũng khá đơn giản gồm máy xé túi nilon, máy sấy rửa, máy sấy và máy nghiền nilon.
1.4.1.2. Phương pháp đốt
Phương pháp đốt chất thải nilon có thể được sử dụng để sản xuất năng lượng dưới dạng nhiệt, hơi nước và điện. Đây là một giải pháp hợp lý xử lý chất thải và phục hồi lại chúng khi đảm bảo về mặt kinh tế. Nguyên liệu túi nilon hay nhựa có một giá trị năng lượng rất cao (khi đốt); đặc biệt là khi chúng có nguồn gốc từ dầu thô. Nói chung, đốt là giải pháp giúp giảm 90-99% khối lượng chất thải nilon và nhựa phát sinh, làm giảm diện tích đất chôn lấp. Tuy nhiên công nghệ đốt khá phức tạp về mặt kỹ thuật. Ngoài ra còn phát sinh một số vấn đề môi trường có liên quan, chủ yếu là phát thải các chất gây ô nhiễm không khí như CO2 , NOx và SOx. Quá trình đốt cháy bao nilon còn tạo ra các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOCs), bụi, bụi kim loại nặng, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), dibenzofurans polyclo hóa (PCDFs) và dioxin.
Có một số công nghệ đốt được áp dụng hiện nay như công nghệ đốt rào (quá trình đốt cháy trực tiếp chất thải chỉ một giai đoạn), công nghệ đốt tầng sôi hai giai đoạn, công nghệ đốt bằng lò trống quay và lò đốt xi măng. Ở Mỹ, có hơn 190 lò đốt với công suất thiết kế 110 tấn/ngày đang hoạt động giúp giảm một lượng chất thải rắn nilon rất lớn. Trong khi Đức có số lượng lò đốt cao nhất ở châu Âu, với hơn 53 đơn vị có công suất hơn 10,7 triệu tấn/năm. Nhiều địa điểm trên thế giới đã cung cấp năng lượng cho cộng đồng địa phương lên đến 10% nhu cầu sử dụng của người dân thông qua việc đốt chất thải nilon, ví dụ như Đan Mạch, Thụy Điển, Đức.
Tại Việt Nam chưa có lò đốt chất thải rắn nilon chủ yếu là được đốt chung tất cả các loại chất thải rắn trong sinh hoạt. Vì vậy không tận dụng được nguồn năng lượng thu được từ việc đốt bao bì nilon.
1.4.1.3. Phương pháp hóa học
thường là chất lỏng hoặc chất khí, phù hợp để sử dụng làm nguyên liệu để sản xuất sản phẩm hóa dầu mới. Các sản phẩm tái chế rác thải nilon bằng hóa học đã được chứng minh là hữu ích như nhiên liệu, dầu đốt.
Có nhiều cách tái chế bằng hóa học như nhiệt phân, khí hóa, phá vỡ cấu trúc, thủy phân hoặc cracking xúc tác và sử dụng các tác nhân khử trong lò cao. Tùy theo bản chất của từng loại nhựa cấu thành bao nilon mà chỉ có một số polyme phù hợp cho việc tái chế này như: Polyethylene teraphthalate (PET), PE và một số các polyamit (nilon 6 và nilon 6,6). Đặc biệt, polyethylene (PE) là nguyên liệu tiềm năng cho việc tái chế túi nilon từ loại nhựa này thành nhiên liệu (xăng). Một số phương pháp để tái chế hóa học túi nilon hiện nay như xử lý hóa học trực tiếp liên quan đến khí hóa, nấu chảy bằng lò than cốc và tái chế bằng cách hóa lỏng. Một trong những công nghệ chính đã được áp dụng tại một số nhà máy ở Áo, Đức, Hàn Quốc, Ý và Thụy Sĩ.
Tại Việt Nam, Viện Vật liệu xây dựng đã chế tạo và chuyển giao công nghệ thành công dây chuyền tái chế rác thải nilon thành dầu đốt công suất 2,5 tấn dầu/ngày cho Công ty Cổ Phần môi trường Việt Nam (Đà Nẵng). Thành công này ghi dấu ấn về sự hình thành một công nghệ xử lý rác hoàn hảo mang thương hiệu Việt Nam. Công nghệ tái chế rác thải nilon thành dầu đốt được thực hiện qua các quá trình tách loại tạp chất và xử lý nilon, quá trình nhiệt phân xúc tác phá vỡ cấu trúc mạch polymer của nilon và quá trình tách phân đoạn sản phẩm. Sản phẩm dầu đốt có nhiệt trị cao từ 10.000 -11.000 Kcal/kg sẽ là nguồn nhiên liệu tốt có thể thay thế 1 phần hoặc 100% cho các lò đốt đang sử dụng dầu DO và FO hiện nay. Viện Vật liệu xây dựng còn chuyển giao một dây chuyền công nghệ tương tự tại Rạch Giá, Kiên Giang. Hiện nay, nhiều tỉnh thành trong cả nước đã liên hệ với Viện đặt vấn đề về việc lắp đặt dây chuyền này. Công nghệ này không chỉ giảm thiểu tối đa chôn lấp rác thải, giảm thiểu ô nhiễm môi trường mà đặc biệt là tận thu, tái chế các thành phần khó phân huỷ trong rác thải sinh hoạt lại vừa tạo ra nguồn năng lượng tái tạo cho các nhà máy sản xuất công nghiệp sử dụng dầu đốt tại địa phương.