Đỗ Minh Quân Tái Chế Nhựa

Đỗ Minh Quân Tái Chế Nhựa tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất cả các lĩnh vực ki...

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH

KHOA MÔI TRƯỜNG & TÀI NGUYÊN

***

Tiểu luận môn học

Chương VII:

KỸ THUẬT XỬ LÍ CHẤT THẢI RẮN – TÁI CHẾ NHỰA

Nhóm thực hiện:

1 Đỗ Minh Quân -14163216

2 Nguyễn Thị Ánh Việt -14163319

3 Nguyễn Thị Khánh Vân -14163313

4 Nguyễn Quốc Phú -14163204

5 Vũ Thị Mai -14163143

6 Lê Thị Tuyết Phụng -14163205

7 Lương Thị Vân -14163312

8 Nguyễn Thị Phương Thảo -14163249

GVHD: ThS Lê Tấn Thanh Lâm

Tháng 2 2017

sở, văn phòng, trường học, 84 bệnh viện, 400 trung tâm y tế và phòng khám đa khoa

và hơn 12.000 cơ sở công nghiệp (lớn,vừa và nhỏ) nằm trong và ngoài 15 khu côngnghiệp và khu chế xuất…Mỗi ngày, TP.HCM thải ra khoảng 6000-7000 tấn chất thảirắn đô thị Trong đó, khối lượng chất thải rắn sinh hoạt khoảng 3.500-4.500 tấn/ngày,

từ các cơ sở công nghiệp và y tế khoảng 800-1.200 tấn/ngày Bên cạnh đó, còn cókhoảng 700-1.200 tấn chất thải rắn xây dựng (xà bần) và 700 -1.000 tấn chất thải rắncông nghiệp, trong đó có khoảng 150-200 tấn chất thải nguy hại

Địa bàn TP.HCM nói riêng và cả nước nói chung không có nhiều các nhà máy

xí nghiệp áp dụng các công nghệ tái chế, tái sử dụng, giảm thiểu chất thải mặc dù lợiích của chúng mang lại rất lớn Thực tế cho thấy hầu hết các loại chất thải rắn nhất lànhựa đều được chôn lấp tại bãi chôn lấp chính của thành phố là bãi chôn lấp ĐôngThạnh và Gò Cát Hoạt động này đã và đang ảnh hưởng nghiêm trọng và gây sức éplớn đến chất lượng môi trường TP.HCM Hơn nữa, sức chứa của các bãi chôn lấp cũnghạn chế

Một trong các biện pháp giảm thiểu chất thải là việc tuần hoàn - tái chế và tái

sử dụng hợp lý chất thải, trong đó quan trọng nhất là đối với chất thải nhựa Công tácnày giúp mang lại lợi ích kinh tế thông qua việc tiết kiệm nguyên vật liệu cho ngànhsản xuất sản phẩm nhựa

Trước tình hình đó, việc nghiên cứu và đề xuất các biện pháp kỹ thuật tái chế,tái sử dụng và tuần hoàn chất thải rắn cho TP.HCM là một nhu cầu bức thiết nhằmgiảm bớt các sức ép đối với các bãi chôn lấp rác và cũng nhằm góp phần ngăn chặncác thảm họa ô nhiễm môi trường do chất thải rắn gây ra.Việc lựa chọn công nghệ xử

lý nào cho phù hợp với nét đặc thù của từng loại chất thải rắn tại TP.HCM, quy mô vàhình thức đầu tư nào là phù hợp,địa điểm lựa chọn ở đâu để xây dựng nhà máy xử lýcùng với việc xem xét,đánh giá các tác động môi trường kèm theo là những công việc

Xuất phát từ những lý do trên, nhóm chúng em cho rằng việc tiến hành nghiên

cứu đề tài: “Nghiên cứu và đề xuất mô hình xử lý chất thải rắn bằng tái chế nhựa”

là rất cần thiết Với hi vọng mang lại một cái nhìn tổng quan về việc tái chế và tái sửdụng chất thải rắn, đặc biệt là nhựa, cũng như góp phần nâng cao hệ thống quản lýchất thải ở địa bàn TP.HCM

I TỔNG QUAN VỀ NHỰA VÀ TÁI CHẾ NHỰA

I.1 Các khái niệm

a. Nhựa

Nhựa là nguồn nguyên liệu nhân tạo được chế tạo từ dầu và khí tự nhiên Nhựabao gồm nhiều đại phân tử, trọng lượng phân tử của nhựa có thể thay đổi từ 20.000đến 100.000.000 (trong khi trọng lượng của nước,muối ăn và đường lần lượt là 18; 58,

8 và 342) Nhựa gồm các chuỗi dài các đơn phân tử như ethylene, propylene, styrene

và vinyl chloride Chúng liên kết với nhau thành một chuỗi, gọi là hợp chất cao phân

tử như là polyethylene, polypropylene, polystyrene và polyvinyl chloride

b. Khái niệm hạt nhựa

Hạt nhựa (hay hạt nhựa tái sinh) là một thuật ngữ chung dùng cho nguyên liệuhữu cơ tổng hợp rắn vô định hình được tái chế từ các sản phẩm nhựa đã qua sử dụngthành hạt

Điển hình là các polyme khối lượng phân tử cao,có thể được pha với một số phần tửkhác để tăng khối lượng,trọng lượng,đặc tính sử dụng hoặc giảm chi phí

I.2 Phân loại

Để có thể phân loại được các loại nhựa khác nhau,người ta dựa vào 3 yếu tố:

- Cấu trúc hóa học

- Tính chất vật lý

- Tính năng sử dụng

Có thể phân loại dựa vào phương thức hóa học tổng hợp nên hợp chất ban đầu

Ngoài ra,người ta còn phân loại theo nhựa nhiệt dẻo và nhựa nhiệt rắn,nhựa thôngdụng và nhựa kỹ thuật

Hiện nay,trên thị trường đang sử dụng phổ biến các loại nhựa như: PP,PE,PC,PET,…hoặc là nhựa ABS

I.3 Tái chế nhựa

Tái chế là việc sử dụng rác thải, vật liệu thải làm nguyên liệu sản xuất ra các vật

chất, các sản phẩm mới có ích, nhằm giảm việc tiêu thụ những vật liệu thô mới, giảm

sử dụng năng lượng, giảm ô nhiễm không khí (do đốt chúng) và ô nhiễm nước (dochôn lấp)

Hoặc ta có thể định nghĩa: “Tái chế là hoạt động tái sử dụng phế liệu,chất thải trở thành nguyên liệu thô hoặc sản phẩm.”

• Đề tài chỉ tập trung nghiên cứu về các giải pháp công nghệ tái chế các loạinhựa thông dụng nên trong quá trình tìm hiểu và nghiên cứu tài liệu thì nhóm có tìm

ra tính chất và cách thức sử dụng cũng như khả năng tái chế 7 loại nhựa thông dụng

được sử dụng phổ biến hiện nay như sau:

a. Nhựa PET (PETE)

PET(Polyethylene terephthalate):

• PET hoặc PETE là một loại bao bì thực phẩm quan trọng có chể tạo màng hoặctạo dạng chai lọ Do tính chống thấm rất cao nên PET được dùng làm chai, bìnhđựng nước tinh khiết, nước giải khát có gas…

• Hầu hết các chai soda và chai nước khoáng… đều thuộc loại đồ nhựa số 1 Loạinhựa này nói chung là an toàn, tuy nhiên, không nên tái sử dụng để chứa đựngnước uống hay thức ăn Lý do với bề mặt có rất nhiều lỗ rỗng, xốp có thể chophép vi khuẩn và mùi vị tích tụ, rất khó rửa sạch Loại nhựa này được xem là loại

đồ nhựa chỉ nên sử dụng một lần và rất dễ tái chế

• Chống thấm khí O2 và CO2 tốt hơn các loại nhựa khác

• Khi đươc gia nhiệt đến 200oC hoặc làm lạnh ở – 90oC, cấu trúc hóa học củamạch PET vẫn được giữ nguyên, tính chống thấm khí hơi vẫn không thay đổi khinhiệt độ khoảng 100oC

b. Nhựa HDPE(High density polyethylene)

HDPE (High density polyethylene):

• Polyethylene cao phân tử (HDPE) là một nhựa nhiệt dẻo làm từ dầu mỏ.thường được sử dụng trong sản xuất chai nhựa, đường ống chống ăn mòn, màngchống thấm, và gỗ nhựa trong công nghiệp thực phẩm Loại tốt nhất của nhựa để

sử dụng trong bảo quản thực phẩm lâu dài là polyethylene mật độ cao (HDPE),được chỉ định bởi các “2” biểu tượng HDPE là một trong những hình thức ổnđịnh nhất và nhựa, và tất cả các thùng nhựa được bán riêng cho bảo quản thựcphẩm sẽ được làm từ chất liệu này

• Hầu hết các bình đựng sữa cho trẻ em, chai đựng sữa, nước trái cây, hoặc bìnhchứa các loại nước tẩy rửa, dầu gội đầu, nước rửa chén, sữa tắm … đều là loạinhựa số 2 Tuy có màu đục nhưng loại nhựa này được xem là an toàn vì vi khuẩnkhó tích tụ do bề mặt khá trơn láng Nhựa số 2 cũng được xem là dễ tái chế

Tính chất:

• Được biết đến bởi độ bền cao của nó so với tỷ lệ mật độ, mật độ khối lượng củaHDPE có thể dao động từ 0,93 đến 0,97g/cm3

• Chịu mài mòn, chịu chấn động cao, ngay cả ở nhiệt độ thấp

• Kháng hóa chất tuyệt vời

• Hệ số ma sát thấp, cách điện tốt, Khả năng chống bức xạ năng lượng cao

c. Nhựa PVC (Polyvinylchloride)

• Sản phẩm PVC trước đây (1920 trở đi) được sử dụng với số lượng rất lớn,nhưng ngày nay đả bị PE vượt qua Hiện nay, PVC phần lớn dùng bao bọc dâycáp điện, làm ống thoát nước, áo mưa, màng nhựa gia dụng…

• Trong PVC có chất vinylchoride, thường được gọi là VCM có khả năng gâyung thư (phát hiện 1970) Sử dụng làm nhãn màng co các loại chai, bình bằngnhựa hoặc màng co bao bọc các loại thực phẩm bảo quản , lưu hành trong thờigian ngắn như thịt sống, rau quả tươi… Ngoài ra, PVC được sử dụng để làmnhiều vật gia dụng cũng như các lọai sản phẩm thuộc các ngành khác

Tính chất:

Bao bì PVC có những khuyết điểm như sau :

• Tỉ trong : 1,4g/cm2 cao hơn PE và PP nên phải tốn một lương lớn PVC để cóđược một diện tích màng cùng độ dày so với PE và PP

• Chống thấm hơi, nước kém hơn các loại PE, PP

• Có tính dòn, không mềm dẻo như PE hoặc PP để chế tạo PVC mềm dẻo dùnglàm bao bì thì phải dùng thêm chất phụ gia Loại PVC đã đươc dẻo hóa bởi phụgia sẽ bị biến tính cứng dòn sau một khoảng thời gian

• Mặc dù đã khống chế được dư lượng VCM thấp hơn 1ppm là mưc an toàn chophép, nhưng ở Châu Âu, PVC vẫn không được dùng làm bao bì thực phẩm dù giáthành rẻ hơn bao bì nhựa khác

d. Nhựa LDPE

LDPE (Low-density polyethylene)

• Đây là loại nhựa polyethylene tỉ trọng thấp (LDPE) Nó thường được sử dụng

để làm các loại bao bì, túi nhựa đựng hàng tạp hóa, giấy gói thực phẩm… Loạinhựa này được xem là khá an toàn và dễ tái chế

• Được tìm thấy trong: các loại chai có thể bóp; bánh mì, thực phẩm đônglạnh, giặt khô và túi mua sắm, túi tote, quần áo,đồ nội thất,thảm

• Dùng làm bao bì một lớp chứa đựng bảo quản thực phẩm , không yêu cầuchống oxy hóa một cách nghiêm nghặt Tạo thành sợi, dệt thành bao bì đựnglương thực, ngũ cốc có số lượng lớn.

• PP cũng được sản xuất dạng màng phủ ngoài đối với màng nhiều lớp để tăngtính chống thấm khí, hơi nước, tạo khả năng in ấn cao, và dễ xé rách để mở bao bì(do có tạo sẵn một vết đứt) và tạo độ bóng cao cho bao bì

Tính chất:

• Tính bền cơ học cao (bền xé và bền kéo đứt), khá cứng vững, không mềm dẻonhư PE, không bị kéo giãn dài do đó được chế tạo thành sợi.Đặc biệt khả năng bị

xé rách dễ dàng khi có một vết cắt hoặc một vết thủng

• Trong suốt, độ bóng bề mặt cao cho khả năng in ấn cao, nét in rõ

• Chịu được nhiệt độ cao hơn 100o C tuy nhiên nhiệt độ hàn dán mí (thân) bao

bì PP (140oC) cao so với PE – có thể gây chảy hư hỏng màng ghép cấu trúc bênngoài, nên thường ít dùng PP làm lớp trong cùng

• Có tính chất chống thấm O2, hơi nước, dầu mỡ và các khí khác

f. Nhựa PS

g. Các loại nhựa khác

Con số này về cơ bản có nghĩa là “Tất cả mọi thứ” Đây là sản phẩm từ hỗn hợp cácloại chất dẻo đã được phát minh sau năm 1987, trong đó có Polycarbonate (loại nhựacứng, trong) và chất BPA rất đáng sợ

Hầu như không có bất cứ loại đồ nhựa gia dụng nào mang nhãn số 7 Loại nhựa này

đa phần chỉ được sử dụng trong công nghiệp, từ vỏ máy điện thoại, máy tính… Rấtkhó để tái chế

PC(Polycarbonat): Với khả năng chịu được nhiệt độ cao nên PC được dùng làm bình,

chai, nắp chứa thực phẩm cần tiệt trùng Màng PC có tính chống thấm khí, hơi kém,giá thành PC cao gấp ba lần PP, PET, PP nên ít được sử dụng

• Tính chống thấm khí, hơi cao hon các loại PE, PVC nhưng thấp hơn PP, PET

• Trong suốt, tính bền cơ và độ cứng vững rất cao, khả năng chống mài mòn vàkhông bị tác động bởi các thành phần của thực phẩm

• Chịu nhiệt cao (trên 100oC )

II : NỘI DUNG ĐỀ TÀIII.1 Quy trình công nghệ tái chế nhựa:

Sơ đồ tái chế nhựa phế liệụ

Giải nhiệt

Đóng gói, lưu kho Tạo hạt nhựa

Gia nhiệt kéo sợi

Bằm, cắt nghiền

Làm sạch

Nhựa có thế tái chế

Ép viên nhiên liệu

Nhựa không thể

tái chế

Phân loại Nhựa phế liệu

Lò đốt chất thải

nguy hại

Nhựa phế liệu sau khi phân loại chúng ta có 2 loại : Nhựa không tái chế và nhựatái chế Sau đó ta đem nhựa có thể tái chế phân loại về đi vào quy trình tái chế nhựa

a. Cách phân biệt các loại nhựa :

- Trong hoạt động tái chế nhựa, điều quan trọng là phải phân biệt chính xác từloại nhựa

- Nếu không không biệt 1 cách chính xác có thể gây ra các hậu quả như :

• Sản phẩm tạo ra xấu, kém chất lượng, tính chất cơ học, vật lý thay đổi

• Ảnh hưởng trong quá trình tái chế, vì nhiệt độ nóng chảy của các loại nhựakhác nhau

Bảng đặc tính của 1 số loại nhựa có khải năng tái chếLoại nhựa Tỷ trọng (g/cm3) Nhiệt độ nóng chảy( 0C )

0.95 chai có màu0.96 chai không màu

125 – 135

Bảng nguồn gốc sử dụng của 1 số loại nhựa

Polyethylene

terephathlate

1- PETE Chai nước giải khát, bao bì

thực phẩmHigh density

polyethylene

2- HDPE Chai sữa, bình đựng xà

phòng, túi xáchPolyvinyl chloride 3- PVC Hộp dựng thức ăn trong gia

b. Công đoạn rửa ( làm sạch ):

- Công đoạn này quan trọng, nếu nhựa tái chế được làm sạch , chất lượng củanhựa sau khi thái chế có chất lượng cao hơn, tránh các tạp chất trong hạt nhựa

- Nhựa phế liệu có thể rửa bằng tay hoặc rửa bằng máy

- Rửa bằng máy thường có 1 bể nước có gắn bộ phận cánh khuấy chạy với tốc độchậm Nhựa được ngâm trong bể nước trong nhiều giờ , trong khi cánh khuấyhoạt động liên tục

- Các chất bẩn trong nhựa sẽ được rửa sạch, nhựa được vớt lên Nếu nhựa códính dầu , mỡ có thể rửa bằng nước nóng hay xà phòng , thuốc tẩy hay NaOH

c. Công đoạn phơi :

- Sau công đoạn rửa, nhựa phế liệu chuyển sang làm khô

- Nhựa phế liệu có thể phơi khô hay sấy khô bằng máy Nếu phơi bằng tay thìnhựa được phơi ra sân dưới nắng và được trở đều Thời gian phơi phụ thuộcnắng và gió, nhiệt độ của khu vực đó

- Nếu dùng máy sấy thời gian khô sẽ nhanh hơn và tránh nhiểm bản trong quátrình phơi nhựa

d. Công đoạn bằm, cắt , nghiền:

- Việc bằm nhỏ nguyên liệu nhựa phế liệu nhằm tăng thêm số nguyên liệu táichế, thuận lợi cho việc di chuyển và dễ dàng đi vào thiết bị máy móc…

- Nhựa thô sau khi phơi khô sẽ đưa vào máy bằm , lưỡi cắt xoay đều và cắt thànhnhiều mảnh nhỏ Sau đó chúng sẽ qua 1 vỉa lọc và rớt xuống thùng chứa đặt ởphía dưới

Máy bằm nhựa

- Các lưỡi cắt quay đều nhờ gắn với motor điện Motor điện gắn với động cơsau đó khởi động làm quay dây curoa làm cho các lưỡi cắt di chuyển và cắtđều các nhưa phế liệu Mặt khác 2 bên cũng có 2 lưỡi cắt để cắt nhựa

- Phía trên máy bằm có phễu và có nặp đậy để tránh nhựa phế liệu văng ra Cácnhựa phế liệu sau khi cắt sẽ qua 1 màng lọc rồi rơi xuống thùng chứa nhựa

- Nhựa sau khi nghiền có thể đem đi bảo quản hay cho vào máy đùn

Nhựa sau khi nghiền

e. Công đoạn tạo hạt nhựa:

 Gia nhiệt , kéo sợi

- Nhựa cứng sau khi nghiền nhỏ là nguyên liệu của quá trình đùn và tạo hạt đểsản xuất hạt nhựa

- Nhựa phế liệu nghiền nhỏ với kích thước 1cm 1cm Sau đó đưa vào máy đùn đểgia nhiệt

- Mỗi loại nhựa phế liệu có nhiệt độ nung chảy riêng của nó Nhựa nóng chảy radạng lỏng

- Nhựa lỏng sẽ qua 1 vỉ lọc có kích thước 2mm nó hình thành các sợi nhựa

Sợi nhựa

 Giải nhiệt và tạo hạt nhựa:

- Các sợi nhựa có kích thước 2mm sẽ được đẩy ra và đi qua bể nước lạnh để giảinhiệt

- Đồng thời các sợi nhựa được gắn với 1 trục lăn có gắn 1 lười cắt vừa kéo các hạtsợi vừa cắt => hình thành các hạt nhựa

Máy tạo hạt nhựa

 Quy trình tạo hạt:

Nguyên tắc hoạt động của máy đùn:

 Nguyên liệu được cho vào phễu và rơi xuống khuôn đẩy

 Trục vít quay sẽ đẩy nguyên liệu lên phía trước

 Hơi nóng do ma sát và các pin nóng sẽ làm mềm dẻo nguyên liệu

 Chúng được đưa qua vỉ lưới lọc để loại bỏ những mảng cứng

 Chúng đi qua 1 bể nước lạnh để đông lại

 Trục lăn sẽ đưa nguyên liệu vào khuôn cắt để thành hạt nhựa đều nhau

II.2 MÁY MÓC THIẾT BỊ

a. Máy xay nhựa thô

Thiết bị nghiền được tích hợp từ các bộ phận chính như khung máy, quạt, thiết bị vậnchuyển, bộ tách sản phẩm, tủ điều khiển điện Đặc biệt cánh cắt của máy được chế tạo

từ loại hợp kim siêu bền, chống mài mòn cao, máy hoạt động êm, vững chắc đã tạocho máy có khả năng nghiền phù hợp nhiều loại nguyên liệu nhựa khác nhau

Máy nghiền nhựa có khả năng tạo ra nguyên liệu thô giúp tái chế nhựa sử dụng lại.Máy nghiền nhựa tái chế giúp nghiền nát nhựa, ưu điểm độ bền cao, nghiền nhiều loạinhựa khác nhau và giảm thêm nhiều chi phí cho các doanh nghiệp trong lĩnh vực táichế nhựa.

Các yêu cầu của máy nghiền nhựa công nghệ mới

 Tiêu chuẩn CE, CSA và UL của Mỹ và Châu Âu

 Máy vận hành đơn giản, dễ thay dao và thay lưới sàng, dễ nạp liệu vào miệng

để xay

 Tiêu chuẩn kỹ thuật an toàn cho người sử dụng lâu dài

 Máy xay nhựa thiết kế chống ồn trong quá trình hoạt động

Dao băm nhựa