4.1.Khái niệm tái chế phế thải xây dựng
Tái chế rác xây dựng là sự phân chia và tái chế phế liệu thu hồi được tạo ra trong quá trình xây dựng và tu sửa. Bao bì, phế liệu vật liệu mới và vật liệu cũ, các mảnh vỡ,… tất cả tạo thành những vật liệu có khả năng thu hồi, cải tạo. Các thiết bị, vật liệu gạch, cửa ra vào và cửa sổ đều có thể tái chế.
4.2.Kỹ thuật tái chế phế thải xây dựng 4.2.1.Gạch, bê tông cũ
Trong phế thải xây dựng, việc phân loại những viên gạch lành có thể tận dụng lại cho công trình phụ, tường chắn hoặc các công trình công cộng, còn gạch vỡ có thể làm nền móng, vỉa hè, đường đi...
Đối với bê tông sau khi bị phá dỡ nát có thể tận dụng để san lấp công trình, làm nền đường… Ngoài ra bê tông còn được sử dụng làm nguyên liệu cho sản xuất gạch không nung.Việc tái sử dụng phế thải bê tông còn làm cốt liệu sản xuất bê tông xi măng, để làm cấu kiện bê tông xây dựng lòng, lề đường, rãnh, cống thoát nước, gạch lát vỉa hè và tái sử dụng phế thải xây dựng làm vật liệu lớp nền, lớp lót khi làm đường giao thông.
Tái chế bê tông là quá trình tổng hợp chất lượng cao, sản phẩm của nhiều bước xử lý bao gồm: nghiền, phân loại, sàng lọc và loại bỏ tạp chất ô nhiễm để có vật liệu sạch, kích thước phù hợp với yêu cầu sản phẩm.
Quy trình tổng hợp bê tông từ bê tông thải sạch: Cầu cân
Đầu vào:
Khoang chứa nguyên liệu Bê tông tổng hợp
Nhiều khoang chứa tương ứng cho các kích cỡ khác nhau của sản phẩm Bê tông quá cỡ
Máy rung dạng màn Máy nghiền
Xẻng nạp Bê tông
Sơ đồ 4. . Công nghệ tổng hợp bê tông
Đầu tiên bê tông đã được xử lý các tạp chất ô nhiễm bụi bẩn, rác, chất hữu cơ dính bám… được đưa qua một cầu cân để xác định trọng lượng, sau đó được đưa vào khoang chứa nguyên liệu, qua xẻng nạp để đưa vào máy nghiền – tại đây các khối bê tông được nghiền nhỏ thành các kích thước khác nhau. Chúng tiếp tục theo băng tải đưa qua một máy rung dạng màn, quá trình phân loại theo kích thước được diễn ra tại đây, theo đó các bê tông có kích thước lớn không đáp ứng yêu cầu sẽ được đưa ra ngoài, còn lại sẽ được đưa vào các khoang chứa với các kích cỡ khác nhau đáp ứng cho nguyên liệu đầu vào để làm các sản phẩm theo mong muốn.
Hiện nay, bê tông thải chủ yếu được tận dụng tái chế thành gạch lát vỉa hè, bởi quy cách tái chế đơn giản, chi phí đầu tư thấp mà hiệu quả kinh tế mang lại cao.
Bê tông tổng hợp Thiết bị nghiền Sàng lọc vật liệu
Thiết bị trộn Xi măng
Cát Nước Đổ khuôn Phụ gia, chất tạo màu
Bàn rung Phơi khô/ Sấy Gạch lát vỉa hè
Sơ đồ 4. . Công nghệ tái chế bê tông làm gạch lát vỉa hè
Quy trình tái chế: Bê tông tổng hợp sạch tiếp tục được nghiền nhỏ đến kích thước nhất định, sau đó qua thiết bị sàng để loại bỏ những khối bê tông có kích thước
lớn chưa đạt yêu cầu. Bê tông sau khi sàng được phối trộn với xi măng, cát và nước, hỗn hợp được trộn đều, sau đó đưa đi đóng gạch vào những khuôn đã được láng một lớp phụ gia và chất tạo màu. Đặt khuôn bê tông lên bàn rung và rung từ 3 đến 5 phút, mang sản phẩm ra phơi từ 5 đến 7 ngày có thể tháo khuôn. Để 30 ngày là có thể đưa vào sử dụng.
Việc thực hiện tái chế chỉ cần sử dụng phương pháp nghiền, sàng thông thường, hoàn toàn có thể thu được từ 60 – 80% cốt liệu từ chất thải xây dựng. Điều đó không chỉ tạo thuận lợi cho việc sản xuất bê tông và vữa xây dựng, mà còn giảm thiểu phần lớn nguồn thải khó xử lý này tại các đô thị.
4.2.2.Gỗ
Chất thải gỗ từ công trình xây dựng và phá dỡ được sử dụng sản xuất với số lượng lớn.
Gỗ thải từ hoạt động xây dựng và phá dỡ thường được giao cho các doanh nghiệp, khu xử lý tái chế chất thải để xử lý. Một phần gỗ còn khả năng có thể được phục hồi và tái sử dụng, phương án này được các kiến trúc sư và chủ nhà ưa chuộng. Gỗ tái chế có thể được sử dụng làm nhiên liệu lò hơi, thành phần cho các sản phẩm hỗn hợp như tường chịu lực bằng gỗ, bột gỗ, ván ép,…
Quá trình tái chế gỗ nhìn chung gồm các quá trình và hệ thống như: Các vật liệu gỗ được sắp xếp theo kích thước của các loại thiết bị xử lý, trước khi đưa vào hệ thống nạp nguyên liệu. Đối với phần lớn các mảnh vụn gỗ, các thiết bị như nén, kéo thủy lực để giảm kích thước có thể thay bằng hệ thống nghiền gỗ. Các hệ thống băng tải được trang bị để vận chuyển dây chuyền, ngoài ra còn có các tính năng như tách kim loại,… trước khi cho vào hệ thống nghiền. Sau khi qua nghiền, được đưa đến bộ phận sàng lọc để lấy những sản phẩm đạt yêu cầu để bán.
Một phần lớn trong số chất thải xây dựng được tái chế tạo ván dăm có cấu tạo dạng tấm có xơ sợi được kết gắn bằng keo và dán ép dưới áp lực.
Nguyên liệu Sàng dăm + phân loại
Rửa dăm Băm Trộn keo Ủ ván (xử lý ván) Ép nhiệt Ép sơ bộ Trải thảm Ván thành phẩm Cắt cạnh, chà nhám
Sơ đồ 4. . Công nghệ sản xuất ván dăm
Các công đoạn của quy trình:
Nguyên liệu để sản xuất là gỗ phế thải.
Gỗ phế thải được mang đi băm trên máy băm công nghiệp để tạo ra dăm có kích thước đạt yêu cầu sản xuất ván dăm.
Dăm gỗ sau khi được băm đem đi sàng để phân loại dăm và loại bỏ tạp chất. Lớp sàng đầu tiên sẽ cho dăm đạt tiêu chuẩn, dăm nhỏ và bụi dăm…lọt qua,dăm dài sẽ
được giữ lại, rồi chuyển ra đi băm lại. Lớp sàng thứ 2 sẽ giữ lại dăm đạt tiêu chuẩn, dăm không đạt và bụi mùn… sẽ được chuyển đi đốt lò (lò hơi) hoặc bỏ.
Dăm đạt kích thước tiêu chuẩn được đem đi rửa cùng với nước. Để lọc các vật nặng như đá và bụi dăm còn sót lại ra khỏi dăm, sau đó dăm được bơm cùng nước đi qua tháp hấp dăm để diệt nấm mốc và các vi sinh vật có trong dăm. Cuối cùng dăm được hong phơi và sấy trong lò sấy để giảm độ ẩm cho đến khi độ ẩm còn khoảng 5% sử dụng để sản xuất ván dăm.
Tiếp đến là giai đoạn trộn keo: trộn keo giúp cho keo được đồng đều trên bề mặt dăm, nhằm tăng tính thẩm mỹ cũng như tính cơ học của ván.
Khâu trải dăm được thực hiện bằng thủ công hay bằng máy, dăm được rải vào khuôn, được trải theo từng lớp yêu cầu.
Sau khi trải dăm xong, tiến hành ép sơ bộ. Ép sơ bộ là công đoạn không thể thiếu trong sản xuất ván dăm. Mục đích của ép sơ bộ là nén ép những phần tử dăm sát lại gần nhau để giảm bớt khoảng trống, hốc rỗng trong thảm dăm, đẩy không khí bên trong những thảm dăm đó thoát ra ngoài, đảm bảo cho giai đoạn ép nhiệt có thể tăng nhanh khi ép không tải mà không gây ra hiện tượng nổ ván do không khí không kịp thoát ra ngoài gây nên.
Tiếp theo được ép nhiệt ở nhiệt độ cần thiết, nhiệm vụ chính của ép nhiệt là làm cho keo đóng rắn, ép ván dăm đến chiều dày theo yêu cầu.
Ván sau khi lấy ra khỏi bàn ép nóng trong ván vẫn còn sự chênh lệch độ ẩm và nhiệt độ giữa bên trong và bên ngoài ván. Do vậy phải điều hoà ván với mục đích làm cân bằng độ ẩm, loại bỏ lực phát sinh bên trong gây cong ván .
Ván sau khi xử lý mới tiến hành rọc cạnh, chà nhám và cắt mẫu để thử tính chất cơ lý trước khi sản xuất đại trà.
4.2.3.Thạch cao
Nguyên liệu Nghiền, sàng Phân loại thủ công Phân loại bằng nam châm điện
Tách giấy Thạch cao thu hồi
Nhà sản xuất Xử lý giấy Tái chế giấy
Sơ đồ 4. . Công nghệ tái chế vách thạch cao Quá trình tái chế thạch cao:
Nguyên liệu đầu vào thạch cao tái chế đầu tiên được đưa qua thiết bị nghiền và sàng chuyên dụng, sau đó chúng được phân loại sơ bộ bằng phương pháp thủ công, tại đây các công nhân sẽ tách một số kim loại, nhựa và những mảnh vụn khác ra. Tiếp đến chúng được nạp vào một phễu nạp nguyên liệu lớn rồi đưa lên băng tải, lúc này các mảnh kim loại màu còn lại sẽ được loại bỏ bằng một nam châm điện.
Sau khi chuyển đến khu vực xử lý khép kín, lớp giấy lót được tách ra từ vách thạch cao. Thạch cao thu hồi được sau đó được chuyển đến các nhà sản xuất vách thạch cao, nơi mà nó được trộn với đá nguyên hoặc thạch cao tổng hợp để tạo thành vách thạch cao mới.
Theo nhà tái chế thạch cao New West, vách thạch cao mới có thể chứa hơn 25% thạch cao tái chế. Công ty cũng lưu ý rằng, thạch cao tái chế cũng có thể kết hợp với thạch cao tổng hợp để sản xuất thạch cao mới với tính thống nhất như mong muốn trong dây chuyền sản xuất các sản phẩm thạch cao cơ bản.
Phần giấy được tiếp tục xử lý trước khi tái chế để sử dụng cho một loạt các ứng dụng khác.
4.2.4.Kim loại
Đối với phế liệu là thép và các vật liệu kim loại khác, có thể trực tiếp sử dụng lại hoặc đưa vào lò luyện thành các vật liệu thép tái chế. Theo ước tính của Hiệp hội Tái chế Việt Nam thì có khoảng 90% thép và 70% nhôm được tái sử dụng hay tái chế, ngoài ra còn có khoảng 19.000 tấn đồng được tái chế. Đây là những số liệu không nhỏ nói lên nhu cầu tái chế của nhóm kim loại. Vậy để tái chế kim loại, cần có quy trình như sau:
Kim loại tái chế Phân loại
Gia công sơ bộ (tẩy gỉ, rửa) Nấu Cắt Hàn, dập, cán, kéo Đổ khuôn Sản phẩm Thành phẩm
Sơ đồ 4. . Công nghệ tái chế kim loại
Đầu tiên các kim loại phế phẩm được đưa về phân loại để bắt đầu sơ chế. Sau đó, kim loại phế phẩm sẽ được đem đi gia công sơ bộ để tẩy gỉ, loại bỏ tạp chất,… Tiếp theo là tùy vào thành phẩm mà người ta có thể đem đi nấu chảy để đổ khuôn hay đem đi cắt nhỏ để tạo thành sản phẩm mới. Các sản phẩm mới tạo thành sẽ được sử dụng như nguồn tài nguyên kim loại đầu vào và có giá trị thành phẩm cao.
4.2.5.Giấy, cacton
Quá trình tái chế thực sự chỉ sử dụng được nhiều nhất là 80% lượng giấy thu hồi được.
Giấy, caton tái chế Tái tạo bột giấy, sàng
Tẩy sạch Tẩy mực
Nghiền, tẩy màu và làm trắng Xeo giấy
Sơ đồ 4. . Công nghệ tái chế giấy Quy trình tái chế giấy:
Tái tạo bột giấy và sàng: Giấy tái chế được băng chuyền đưa tới một bể chứa lớn gọi là bể đánh bột, có chứa nước và hóa chất. Bể đánh bột sẽ cắt giấy thu hồi thành những mảnh nhỏ. Việc đun nóng hỗn hợp sẽ khiến giấy mau chóng bị cắt nát thành những sợi cellulose, gọi là xơ sợi. Giấy cũ được thu hồi sẽ bị đánh tơi, trở thành một hỗn hợp quánh dẻo gọi là bột.
Bột được đẩy tới những chiếc sàng có những lỗ và rãnh đủ hình dạng và kích thước; ở đó những mẩu tạp chất nhỏ như nylon hay băng keo sẽ bị giữ lại. Quá trình này được gọi là sàng.
Tẩy sạch: Bột sẽ được làm sạch trong những ống hình nón nhờ chuyển động lắc, các tạp chất nặng như kim kẹp, đinh ghim… sẽ bị đánh văng khỏi nón và rơi xuống đáy ống. Tạp chất nhẹ bị gom vào giữa nón và sẽ được loại ra.
Tẩy mực: Bột giấy tiếp tục được tẩy mực để loại bỏ chất mực in và “băng dính” (gồm các loại keo dán và băng keo). Người làm giấy thường kết hợp hai quá trình tẩy mực: Những phần tử mực in nhỏ sẽ được xả bỏ đi theo nước trong quá trình có tên là xả nước. Những phần tử lớn hơn và băng dính các loại sẽ được đưa đi cùng các bong bóng khí trong một quá trình có tên là tuyển nổi.
Trong quá trình tẩy mực tuyển nổi, bột được trữ trong những bồn lớn gọi là bộ tuyển nổi, ở đó không khí và những hóa chất hoạt động bề mặt được sục vào trong bột. Chất hoạt động bề mặt sẽ tách mực in và băng dính ra khỏi bột, đẩy chúng lên bề mặt
hỗn hợp nhờ các bọt khí. Những bong bóng khí chứa mực in tạo thành lớp bọt hay lớp tăm sủi bên trên và sẽ được loại đi, để lại một lượng bột sạch bên dưới.
Nghiền, tẩy màu và làm trắng: Trong quá trình nghiền, bột sẽ được nhồi đập để làm cho xơ sợi được bong lên, trở nên lý tưởng cho việc xeo giấy. Nếu trong bột có nhiều bó xơ sợi lớn, quá trình nghiền sẽ phân tách chúng cho tơi và tách biệt nhau. Nếu trong giấy thải có màu thì hóa chất tẩy màu sẽ giúp loại bỏ chúng.
Sau đó, nếu cần sản xuất giấy trắng thì bột sẽ phải được tẩy trắng với hydrogen peroxide, chlorine dioxide hay oxygen để trở nên trắng và sáng hơn. Việc sản xuất giấy màu nâu để dùng trong công nghiệp (như giấy cactông làm thùng, hộp) thì không cần có công đoạn tẩy trắng này.
Xeo giấy: Đến đây thì ta đã có được loại bột sẵn sàng cho quá trình xeo giấy. Loại xơ sợi đã qua tái chế có thể được sử dụng riêng mình nó, hoặc được trộn chung với những xơ sợi từ gỗ (gọi là xơ sợi nguyên sinh) để tăng độ mịn hoặc độ bền chắc.
Bột được đem trộn với nước và hóa chất để đạt tới hỗn hợp 99,5% nước. Hỗn hợp bột – nước này đi vào một thùng kim loại thật lớn được đặt ở vị trí bắt đầu của máy xeo giấy – gọi là thùng đầu; rồi sẽ được phun liên tục lên một giàn lưới chuyển động rất nhanh qua máy xeo.
Trên giàn lưới đó, nước sẽ bắt đầu thoát ra khỏi bột, và các xơ sợi tái chế sẽ mau chóng quánh lại, tạo thành một tờ giấy ướt sũng nước. Tờ giấy này sẽ di chuyển thật nhanh qua một loạt những trục ép có bọc bạt giúp vắt nước ra được nhiều hơn.
Tờ giấy ướt khi nãy – bây giờ trông đã giống tờ giấy bình thường hơn – sẽ được cho qua một loạt những trục lăn bằng kim loại đã được sấy nóng để làm tờ giấy khô đi. Nếu muốn tráng phủ gì đó lên giấy thì hỗn hợp tráng phủ sẽ được đưa vào cuối chu trình, hoặc trong một quy trình khác sau khi giấy đã được xeo xong. Việc tráng phủ là nhằm mục đích để cho tờ giấy có bề mặt bóng mịn, dễ in.
Sau cùng, tờ giấy thành phẩm sẽ được cuộn vào một trục lăn thật lớn và rời khỏi máy xeo. Trục cuốn này có thể rộng tới 9 – 10 m và nặng gần 20 tấn. Cuộn giấy thành phẩm có thể được cắt ra thành những cuộn nhỏ hơn hoặc thành nhiều tờ, để chở tới những nhà máy mà ở đó chúng sẽ được in ấn, hoặc được gia công thành các sản phẩm như phong bì, túi giấy hay thùng hộp…
4.2.6.Thủy tinh (kính)
Thủy tinh phế liệu Phân loại Nghiền Nấu chảy Đổ khuôn Hấp + định hình Sản phẩm Đập, loại bỏ chất ô nhiễm Rửa sạch
Sơ đồ 4. . Công nghệ tái chế thủy tinh
Quy trình tái chế thủy tinh được thực hiện như sau: Thủy tinh phế liệu từ các vựa vận chuyển về được phân loại theo mẫu và mức độ tinh khiết, sau đó chúng được đập vụn và loại bỏ các tạp chất, rồi đưa đi rửa sạch. Tiếp đến chúng được nghiền nát để thuận lợi hơn cho quá trình nấu chảy, sản phẩm thủy tinh nóng chảy được dẫn theo đường máng đổ vào các khuôn, sau đó chúng được lấy ra khỏi khuôn và tiếp tục được định hình trên đường hấp, nhằm tránh gây bọt cho sản phẩm khi nhiệt độ thay đổi đột