nguyờn liệu hạt nhựa SERAPHIN để sản xuất ra một số sản phẩm hữu dụng như tấm coppha, ống thoỏt nước, xụ xõy dựng, bỏt đựng mủ cao su, gạch đỏ xà bần, đất cỏt, sành sứ, tạp chất bẩn khỏc được đúng rắn ỏp lực cao tạo thành gạch block, dải phõn cỏch giao thụng. Cụng nghệ này đó đạt nhiều huy chương và giải thưởng tại cỏc triển lóm ở Việt Nam, được Cục Sở hữu trớ tuệ cấp Bằng độc quyền sỏng chế và cũng đó được Hội đồng khoa học kỹ thuật của Bộ Xõy dựng thẩm định.
Quy trỡnh cụng nghệ
Nhà mỏy xử lý rỏc thải sinh hoạt đụ thị SERAPHIN gồm 5 nhúm cụng nghệ - thiết bị chớnh, cú thể hợp lại thành một hệ thống dõy chuyền cụng nghệ khộp kớn hoặc cũng cú thể tỏch ra thành cỏc nhà mỏy riờng lẻ cho từng nhúm cụng nghệ - thiết bị. Hoạt động của Nhà mỏy xử lý rỏc cú thể chia thành 5 cụng đoạn chớnh, vận hành song song với nhau:
a) Cụng đoạn tỏch lọc, phõn loại
Sử dụng cỏc hệ thống mỏy múc thiết bị và nhõn cụng để tỏch lọc và phõn loại rỏc sinh hoạt ban đầu đưa đến Nhà mỏy để xử lý thành 3 dũng riờng biệt:
+ Dũng rỏc hữu cơ dễ phõn huỷ (thức ăn thừa, rau cỏ, củ quả, lỏ cõy, cành cõy nhỏ...).
+ Dũng phế thải dẻo, phế thải trơ (nilon, nhựa, da, cao su ).
+ Dũng phế thải xõy dựng (gạch, sỏi, đỏ ) và một số loại rỏc khú phõn huỷ khỏc. Rỏc thải được cỏc xe vận chuyển đưa đến trạm cõn để giỏm định trọng lượng trước khi đưa về nhà mỏy xử lý. Tại khu vực tập kết, rỏc thải được phun dung dịch vi sinh khử mựi và tỏch lọc rỏc cỏ biệt sơ cấp bằng phương phỏp thủ cụng, sau đú, hệ thống nạp liệu sẽ đưa rỏc thải vào phễu tiếp nhận và băng tải nạp liệu phõn loại thủ cụng để loại bỏ gạch, đỏ, chai lọ thủy tinh, cao su, da giầy và những rỏc cỏ biệt cũn lại. Rỏc thải sau đú được đưa qua băng tải vận chuyển và sấy se mặt nhằm xử lý nhiệt sơ bộ để giảm ẩm và hạn chế mựi hụi. Băng tải vận chuyển sẽ đưa rỏc vào tổ hợp nghiền xộ vụ cấp kết hợp nhiều chức năng nghiền, vũ cắt nhỏ cỏc thành phần rỏc thải hữu cơ, làm bung bong đất đỏ, bụi tro gạch đường phố.
) Cụng đoạn xử lý rỏc thải hữu cơ dễ phõn huỷ thành mựn hữu cơ và phõn hữu cơ vi sinh. Chất thải hữu cơ, sau khi được tỏch lọc được chuyển qua khu vực sản xuất phõn compost với cỏc cụng đoạn xử lý như sau:
- Tiền xử lý chất thải hữu cơ trước khi đưa vào hệ thống ủ compost: Dũng hữu cơ từ hệ thống phõn loại được băng tải chuyển đến phễu tiếp nhận của mỏy nghiền cụn trục đứng.
- Quỏ trỡnh ủ compost: Rỏc thải hữu cơ được xử lý theo nguyờn lý: ủ hiếu khớ cú đảo trộn.
- Giỏm sỏt và vận hành khối ủ: Giỏm sỏt và kiểm soỏt cỏc yếu tố ảnh hưởng quỏ trỡnh phõn hủy: Phõn hủy chất hữu cơ trong quỏ trỡnh ủ compost là một tiến trỡnh ụxy húa sinh học.
- Xử lý sau khi ủ để tạo sản phẩm compost hoàn chỉnh: Dũng hữu cơ sau khi giảm ẩm được chuyển đến mỏy nghiền để nghiền mịn, nghiền tinh rồi kết viờn tại mỏy kết viờn tạo thành sản phẩm phõn bún hữu cơ vi sinh đặc chủng, dạng viờn phục vụ cho nụng nghiệp.
- Kiểm soỏt mựi: Sử dụng chế phẩm hấp phụ, phương phỏp vi sinh vật, phun sương, thụng khớ, trồng cõy keo tai tượng, keo lai... giỳp giảm sự phỏt tỏn mựi hụi ra ngoài khối ủ, hấp phụ nước dư thừa.
c) Cụng đoạn xử lý phế thải dẻo
Qua cụng nghệ SAPHIN nguyờn liệu rỏc thải dẻo hỗn hợp được tiến hành xử lý theo cỏc bước sau đõy:
Phõn chủng loại: phế thải dẻo nylon sau khi qua tổ hợp tỏch lọc đó được xộ giũ bung đất cỏt sẽ chuyển qua cụng đoạn phõn loại riờng từng chủng loại: PP, PE, HDPE, PVC. Cỏc chủng nhựa cú gốc phõn tử khỏc nhau, nhiệt độ hoỏ dẻo và núng chảy khỏc nhau do đú phải được phõn loại ra để tỏi chế và phối trộn cho từng sản phẩm cụ thể.
Băm cắt và rửa: cỏc dũng nhựa sẽ được chuyển thẳng vào mỏy băm cắt làm đồng đều kớch thước, làm rỏch rời, cắt nhỏ cỏc tỳi siờu thị (50x50) đồng thời dưới tỏc động lực băm cắt và li tõm cỏc tạp chất cũng được văng thoỏt ra.
Sấy và làm sạch: dũng nylon thoỏt ra khỏi mỏy cú kớch thước 50x50 được chuyển thẳng vào lũ sấy khụ (dạng lồng quay mắt lưới) trong hầm tuynel quay đảo trộn theo dũng chảy liờn tục.
Tuyển giú: nylon sau khi thoỏt ra khỏi hầm sấy đó khụ được chuyển sang tổ hợp tỏch lọc tinh (tuyển giú) phõn loại lần cuối.
Đựn thỏi nhựa: nylon nhẹ là phế thải dẻo sạch chiếm 85% sẽ chuyển theo băng chuyển vào mỏy đựn ú nhựa đặc chủng cú kớch thước lớn.
Băm hạt: Nhựa dẻo khi ra khối ở đầu đựn mỏy được làm mỏt bằng giú nhằm làm nguội nhanh và được chuyển sang mỏy băm hạt, hạt nhựa cú kớch thước từ 5-10 mm.
Qua 06 bước trờn rỏc thải nylon tược tỏch tuyển đó trở thành hạt nguyờn liệu thụ cho cụng nghệ tỏi chế và định hỡnh sản phẩm.
d) Cụng đoạn đúng rắn ỏp lực cao: tạo thành sản phẩm hữu ớch đối với rỏc thải là cỏc tạp chất vụ cơ như gạch, đỏ xà bần, đất cỏt, sành sứ... Tuy nhiờn, ở giai đoạn này, Nhà mỏy chỉ tiến hành xử lý đến cụng đoạn tạo ra sản phẩm nguyờn liệu hạt nhựa SERAPHIN, cũn đối với hoạt động sản xuất ra cỏc sản phẩm hữu dụng SERAPHIN sẽ đầu tư dõy chuyền sản suất trong tương lai.
Dũng phế thải rắn vụ cơ khi tỏch ra khỏi dõy chuyền được đưa về tập kết tại phõn xưởng đúng rắn ỏp lực. Hỗn hợp rỏc vụ cơ bao gồm: gạch đỏ, thuỷ tinh sành sứ, bụi tro đất cỏt đường phố, vỏ trai ngao ốc hến và một số vụn rỏc cú gốc hữu cơ khỏc cũn lẫn lại sẽ qua cỏc cụng đoạn xử lý sau:
- Cụng đoạn tiền xử lý vật liệu: hỗn hợp rỏc vụ cơ khi tập kết tại sàn tiếp nhận phõn xưởng đúng rắn ỏp lực được quan sỏt, loại bỏ những dị vật, những vật liệu nổ nguy hiểm. Cỏc bước thực hiện như sau: nghiền - sàng - tuyển từ - phối trộn bờ tụng.
- Cụng đoạn gia cụng: dựng mỏy ộp thuỷ lực chuyờn dụng.
- Cụng đoạn sau định hỡnh: để ổn định sản phẩm gạch Block: sản phẩm phải được ngõm ngay vào nước để ổn định quỏ trỡnh cứng hoỏ xi măng. Thời gian ngõm nước khoảng 5-8 giờ sau đú mang ra và xếp thành đống xuất xưởng.
Quy trỡnh cụng nghệ này nếu thay đổi khuụn mẫu cũng sản xuất ra cỏc sản phẩm khỏc như: cục TAMễT, giải phõn cỏch, ống thoỏt nước thải.
e) Cụng đoạn thiờu ết:
Rỏc thải dễ chỏy cú kớch thước lớn, khú phõn huỷ (bàn, ghế, gỗ tạp hay cỏc vật dụng khỏc như: nhựa, cao su săm lốp, cao su cỏc loại, xơ, sợi dài, vải vụn ), Cụng đoạn thiờu kết đưa ra giải phỏp đốt những rỏc cỏ biệt này một mặt để tận dụng nguồn nhiệt cấp lại cho hệ thống mặt khỏc khụng phải chụn lấp trỏnh ụ nhiễm về lõu dài, tro xỉ của quỏ trỡnh này chuyển qua phõn xưởng đúng rắn để đúng rắn vĩnh cửu, tạo ra cỏc sản phẩm hoặc cú thể đem chụn lấp.
Rỏc cỏ biệt bao gồm cỏc chất thải dễ chỏy cú kớch thước lớn như bàn, ghế, cành cõy to, săm lốp ụtụ, xe đạp, xe mỏy, xơ sợi dài, bỡa, thựng cỏc tụng... được thiờu kết qua cỏc cụng đoạn sau:
- Phõn loại rỏc cỏ biệt và tỏch lọc phõn thành hai loại: dễ chỏy, khú chỏy hoặc khụng chỏy được trong điều kiện bỡnh thường.
- Giảm thiểu kớch thước cỏc vật thể cú kớch thước lớn, tạo điều kiện thiờu kết triệt để và nhanh hơn.
- Thiờu kết rỏc trong lũ, kiểm soỏt nhiệt và xử lý khớ thải.
Tro xỉ từ trong lũ đốt được chuyển sang cụng nghệ đúng rắn vĩnh cửu hoặc giảm thiểu thể tớch trước khi chụn lấp.
Tại Việt Nam, hiện cú 2 nhà mỏy xử lý rỏc theo cụng nghệ Seraphin đang hoạt động là nhà mỏy xử lý rỏc Đụng Vinh (Nghệ An) và nhà mỏy xử lý chất thải Xuõn Sơn, Sơn Tõy.
Cứ 1 tấn rỏc đưa vào nhà mỏy, thành phẩm sẽ là 300-350 kg seraphin (chất thải vụ cơ khụng huỷ được: nhựa tỏi chế), 250-300 kg phõn vi sinh và sản phẩm nhiờn liệu tỏi sinh RDF chế biến từ phần chất thải cú nhiệt trị cao sử dụng thay thế hoặc kết hợp với nhiờn liệu húa thạch trong cỏc loại lũ đốt cụng nghiệp.
Nhà mỏy xử lý rỏc Đụng Vinh nằm cạnh Bói rỏc Đụng Vinh cũ. Bói rỏc Đụng Vinh rộng khoảng 7,5 ha nằm cỏch thành phố Vinh khoảng 5 km. Bói rỏc là nơi duy nhất tập trung rỏc của thành phố Vinh, với lượng rỏc tập kết hàng ngày là 150 tấn đó hơn mười năm qua. Nơi đõy thực sự trở thành nỗi bức xỳc của cư dõn quanh vựng.
Khi nhà mỏy xử lý rỏc Đụng Vinh đi vào hoạt động được 2 năm với cụng suất 300 tấn/ngày cả rỏc tươi và rỏc cũ, nhà mỏy đó xử lý được khối lượng rỏc cũ tương đương hơn 130.000 tấn, giải phúng gần 2 ha diện tớch bói rỏc, thu hồi đất cho cỏc mục đớch sử dụng khỏc.
Nhà mỏy xử lý chất thải Sơn Tõy được xõy dựng trờn địa bàn thị xó Sơn Tõy, Hà Nội với cụng suất 200 tấn/ngày, chủ yếu phục vụ xử lý rỏc thị xó Sơn Tõy và quận Hà Đụng. Dự kiến mỗi năm xử lý rỏc, nhà mỏy sẽ sản xuất được:
- Hạt nhựa và cỏc sản phẩm nhựa tỏi chế: 1.800 tấn/năm; - Phõn bún hữu cơ sinh học và khoỏng: 18.000 tấn/năm; - Nhiờn liệu rắn RDF: 7.200 tấn/năm;
- Gạch block khụng nung: 10.800 tấn/năm.
8.2. CễNG NGHỆ BIOGAS
Hỡnh 8.2. Số lượng gia sỳc được chăn nuụi tại Việt Nam qua cỏc năm 2001 - 2007
Biogas hay khớ sinh học là hỗn hợp khớ methane (CH4) chiếm 50 - 60% và một số khớ khỏc như: CO2 (>30%), N2, O2, H2S, CO, hơi nước... Hỗn hợp khớ này được phỏt sinh từ sự phõn huỷ cỏc vật chất hữu cơ trong mụi trường yếm khớ, xỳc tỏc nhờ nhiệt độ từ 20 - 40oC, nhiệt trị của CH4 là khoảng 37,71.103 KJ/m3) do đú cú thể sử dụng biogas làm nhiờn liệu cho động cơ đốt trong.
Việt Nam là một nước nụng nghiệp nờn khả năng ứng dụng và phỏt triển biogas là rất thuận lợi. Hiện nay, biogas được ứng dụng tại nhiều nơi đặc biệt là tại cỏc trang trại chăn nuụi lớn và ở cỏc hộ gia đỡnh làm nụng nghiệp.
Bảng 8.1. Số lượng cỏc trang trại chăn nuụi tại Việt Nam 2007 Vựng trại lợn Trang Trang trại gia cầm
Trang
trại ũ Trang trại trõu
Trang trại dờ Tổng Cả nước 7.475 2.837 6.405 247 757 17.721 Phớa Bắc 3.069 1.274 547 222 201 6.313 Đụng Bắc 534 76 150 38 46 844 Tõy Bắc 113 43 295 79 24 554 Chõu thổ sụng Hồng 1.927 900 290 1 39 3.157 Trung tõm phớa Bắc 495 255 812 104 92 1.758 Phớa Nam 4.406 1.563 4.858 25 556 11.408
Vựng trại lợn Trang Trang trại gia cầm trại ũ Trang Trang trại trõu
Trang
trại dờ Tổng
Trung tõm phớa Nam 351 414 620 2 4 1391
Vựng cao nguyờn 422 128 919 0 11 1.480
Đụng Nam 2.604 522 2.683 20 537 6.366
Chõu thổ sụng Mekong 1.029 499 636 3 4 2.171
Trước kia, phỏt triển biogas chủ yếu để tận dụng khớ biogas làm chất đốt phục vụ đun nấu. Với cụng nghệ phỏt triển, khớ biogas hiện nay được sử dụng để sản xuất điện.
Hiện nay, loại hầm hệ thống BIOGAS-VACVINA do Trung tõm phỏt triển cộng đồng nụng thụn (CCRD) nghiờn cứu và triển khai, kế thừa và phỏt huy được những ưu điểm của cỏc loại hầm biogas khỏc, như "hầm khớ sinh học dạng nắp vũm", "hầm khớ sinh học sử dụng tỳi ủ bằng nilụng", "bể phốt tự hoại", đồng thời khắc phục được những nhược điểm cơ bản của cỏc loại trờn như đúng vỏng và giảm hiệu suất gas sau một vài năm sử dụng được Bộ Nụng nghiệp và Phỏt triển nụng thụn ủng hộ nhõn rộng.
Trung tõm Nghiờn cứu phỏt triển cộng đồng nụng thụn (CCRD) đó phối hợp với Hội Làm vườn cỏc tỉnh đó xõy dựng được gần 10.000 hầm do cỏc hộ tự đầu tư 100% kinh phớ để xõy dựng.
Hiện nay, tại Việt Nam cú nhiều dự ỏn phỏt triển cụng nghệ Biogas do nhiều tổ chức khỏc nhau tài trợ như: Quản lý chất thải Gia sỳc tại Đụng Nam Á (Livestock Waste management in East Asia), Phỏt triển Biogas để giảm bớt hiện tượng biến đổi khớ hậu (Biogas development for reducing green house effect)... và cũng cú những dự ỏn lắp mỏy phỏt điện cụng suất nhỏ cho những hộ gia đỡnh hay trang trại chăn nuụi như dự ỏn Bio - gas trong khuụn khổ chương trỡnh “Go Green - Hành trỡnh xanh” do Toyota Việt Nam tài trợ. Hiện nay, dự ỏn đó lắp đặt thử được 42 mỏy phỏt điện. Sau 2 năm triển khai và đỏnh giỏ hiệu quả, dự kiến dự ỏn sẽ tài trợ thờm 500 mỏy phỏt điện cho cỏc hộ gia đỡnh.
Ở qui mụ cụng nghiệp, Việt Nam cũng là nước được đỏnh giỏ cú tiềm năng vỡ ngành cụng nghiệp thực phẩm phỏt triển khỏ mạnh. Hiện nay, biogas cũng chưa được triển khai nhiều tại cỏc nhà mỏy cụng nghiệp vỡ chi phớ cao. Tuy nhiờn, cũng cú 3 dự ỏn điển hỡnh đó được đầu tư là: Nhà mỏy bia Đụng Nam Á xõy dựng 1 bể biogas theo cụng nghệ UASB để xử lý nước thải. Lượng nước thải của nhà mỏy khoảng 600 m3
/ngày. Phõn xưởng sản xuất rượu của Nhà mỏy đường Lam Sơn xõy dựng 1 bể biogas, cụng nghệ do chuyờn gia Ấn Độ tư vấn với cụng suất xử lý 900 m3
nước thải 1 ngày. Cụng ty Cổ phẩn Sản phẩm Nụng nghiệp và Thực phẩm Quảng Ngói xõy dựng 1 bể biogas với cụng nghệ UASB của Thỏi Lan cụng suất 5.000 m3
/ngày.
8.3. CễNG NGHỆ THIấU ĐỐT PLASMA
Thời gian đầu, cụng nghệ đốt bằng ngọn lửa plasma được ứng dụng vào cuộc sống chủ yếu để xử lý tro, bựn thải nguy hại. Nhưng quỏ trỡnh vận hành, xử lý thấy được những ưu điểm kinh tế, kỹ thuật nờn cụng nghệ này đó được mở rộng ứng dụng để xử lý rỏc thải đụ thị.
Plasma được coi là dạng vật chất thứ 4 sau chất rắn, lỏng, khớ. Năng lượng nhiệt cú thể biến chất rắn thành chất lỏng, biến chất lỏng thành chất khớ và biến chất khớ thành plasma. Tia chớp cũng là dạng vật chất giống plasma trong tự nhiờn nhưng khụng phải là ngọn lửa. Và tia lửa điện plasma trong lũ đốt chất thải cũng được tạo ra giống như nguyờn lý của tia chớp là sự tiếp xỳc của hai dũng điện cực lớn trong mụi trường từ trường đặc biệt tạo ra dũng điện đốt chỏy khụng khớ (khụng khớ thường). Nhiệt độ của tia lửa điện plasma thường là 4.000oC và cú thể lờn tới 7.000o
C.
Hỡnh 8.3. Sơ đồ cụng nghệ Plasma
Quy trỡnh cụng nghệ Plasma cú thể được mụ tả theo cỏc quỏ trỡnh sau:
a) Quỏ trỡnh khớ húa chất thải rắn
Khớ húa cú thể được định nghĩa phổ biến như là sự chuyển đổi nhiệt húa của cacbon rắn hoặc lỏng trong sản phẩm khớ dễ chỏy bằng việc cung cấp một tỏc nhõn khớ húa (sự kết hợp cỏc khớ khỏc).Quỏ trỡnh khớ húa là quỏ trỡnh đốt cỏc loại vật liệu trong điều kiện thiếu ụxy. Gồm cú quỏ trỡnh khớ húa trực tiếp và khớ húa giỏn tiếp.Quỏ trỡnh khớ húa trực tiếp xảy ra khi chất xỳc tỏc oxi húa được sử dụng làm oxi húa từng phần cỏc chất tham gia. Phản ứng oxi húa cung cấp năng lượng để giữ cho nhiệt độ của quỏ trỡnh tăng lờn. Nếu quỏ trỡnh khụng xảy ra với chất oxi húa, nú được gọi là quỏ trỡnh khớ húa giỏn tiếp và cần phải cú nguồn năng lượng bờn ngoài. Hơi nước được sử dụng phổ biến nhất như là tỏc nhõn của quỏ trỡnh khớ húa giỏn tiếp bởi vỡ nú dễ dàng được tạo ra và gia tăng hàm lượng hydro của khớ gõy chỏy.