Quản lý chất thải rắn - Chương 5 pps

90

Chương 5: Sự phân loại tập trung
Tóm tắt
Chương này bàn về 2 hình thức phân loại khác biệt: phân loại những chất thải hỗn
hợp có thể tái chế ở một nhà máy tái chế rác (NMTCR) và phân loại chất thải hỗn
h
ợp để sản xuất nhiên liệu. Những giai đoạn của mỗi quy trình phân loại được mô tả,
như là những chất thải đưa vào và những thành phẩm có được dưới dạng sản phẩm
và cặn bã. Những dữ liệu cũng được trình bày về việc tiêu thụ năng lượng tiêu biểu
của 2 quy trình phân loại. Các dữ liệu kinh tế, cả chi phí chế biến và lợi tức từ việc
bán các sản phẩm tái chế cũng được đề cập.


91




Bã p
hân trộn

cặn

RDF


Nguyên
liệu thứ

cấp
Năng
lượng

Phân
sinh học

Chất thải
trơ cuối
cùng
Bụi

tro

Phân hủy



Khí
thải
Nước
thải
Chất thải rắn hộ gia
đình/ thương mại
Chất tái sinh khô

Phân lọai
RDF
Phân lọai
MRF

Tiền phân l
o
ại

Tạo thành
khí mê tan
Tạo thành
phân SH
Đốt RDF
Đốt
nhiên
liệu

Đốt t
ổng
hợp

Tiền xử lý

chôn

Bãi rác
nguy hiểm
Phân lọai tại
hộ gia đình
Chất thải dư

Thu gom

Kho nguyên liệu thô

Rác sinh học

Chất tái sinh k
hô

Rác trong vườn

Rác sinh học

Rác độ sộ

Rác sinh học
thương mại

Chất tái sinh thương mại

Kho nguyên liệu pha
trộn
Vò trí trung tâm

Vò trí trung tâm


RDF

Phân sinh
học CTRĐT
Đốt t
ổng

hợp
chôn

Hệ thống thu gom tận nơi


Hệ thống thu gom lề đường

Năng
lượng
Nguyên
liệu thô

RANH GIỚI
HỆ THỐNG
Hình 5.1 Vai trò của việc phân lọai trung tâm trong quản lý chất thải kết hợp


92


5.1 Giới thiệu
Phân loại là một phần quan trọng của vòng đời bất kỳ chất thải nào. Các chất thải hầu
hết lúc nào cũng bị trộn lẫn, và các chất thải hộ gia đình bị trộn lẫn nhiều nhất. Việc
tách r
ời các thành phần chất thải khác nhau, trong phạm vi nào đó, là một phần thiết
yếu của hầu hết các giải pháp xử lý. Việc phân loại này xảy ra ở bất kỳ thời điểm nào
của vòng đời chất thải và có thể xảy ra nhiều lần. Việc phân loại sớm nhất sẽ xảy ra
tại hộ gia đình. Ví dụ, các chất được tách rời từ dòng chất thải lắng lại, nhưng những
chất thải này có thể được phân loại hơn nữa trong quá trình hay sau khi tụ lại. Việc

phân loại ở đầu vào được thực hiện ở giai đoạn đầu tiên của nhiều quy trình xử lý
chất thải, như ủ phân, ủ khí đốt và trong vài trường hợp, phân loại các thành phẩm (ví
dụ như tách các kim loại chứa sắt từ tro của lò đốt rác). Việc phân loại như vậy có
mặt khắp nơi trong vòng đời của chất thải, và được đề cập trong từng chương của
quyển sách này về một quy trình quản lý chất thải đặc biệt. Chương này tập trung vào
2 quy trình phân loại chính đặc biệt mà sẽ không được đề cập ở bất kỳ chỗ nào khác:
phân loại những chất lẫn lộn tái sinh được ở một nhà máy tái chế nguyên liệu
(NMTCR) và phân lo
ại chất thải lẫn lộn để sản xuất nhiên liệu.
Hai quy trình này khác biệt, với những đầu vào và đầu ra khác nhau (Hình 5.1), vì
thế được trình bày riêng biệt.
5.2 Phân loại tập trung rác có thể tái chế tại NMTCR
Những nhà máy NMTCR thường xử lý những loại rác có thể tái chế được thu thập
dưới dạng từng miếng nhỏ trộn lẫn. Quy trình chính xác một NMTCR yêu cầu sẽ
khác nhau tùy theo tính chất rác được thu gom và thị trường hiện có của cả rác tách
rời hay trộn lẫn. Như vậy, như được nhấn mạnh ở chương trước, cần xem xét thị
trường cùng với thành phần các dòng chất thải, và từ đó thiết kế việc thu gom và các
hệ thống phân loại cùng với sản xuất những sản phẩm mà các thị trường này đòi hỏi.
Tuy nhiên, chưa có tiêu chuẩn cho quy trình hoạt động NMTCR. Trong khi vài
chương trình thu gom cung cấp những chất thải có thể tái chế cho NMTCR trong tình
tr
ạng trộn lẫn, các chương trình khác sẽ tách rời ra một số chất ở giai đoạn này.
Chương trình Hộp xanh, theo Adur và Sheffield (Anh), thường tách rời giấy và thủy


93

tinh. Mặc dù những nguyên liệu như thế có thể được chất thành đống trước khi bán và
chuyên chở đi và không cần phân loại nữa. Một khi nguyên liệu như thủy tinh được
thu gom qua những nhà máy thủy tinh, có thể sẽ không cần được tái chế ở một

NMTCR, khi nó có thể được vận chuyển trực tiếp đến nhà máy xử lý.
Kỹ thuật phân loại NMTCR. Kỹ thuật phân loại đơn giản và phổ biến nhất là phân
lo
ại bằng tay từ một băng chuyền nổi. Những người điều khiển lựa ra những nguyên
liệu theo yêu cầu từ băng chuyền và những chất còn lại không được chọn sẽ bị loại
bỏ. Trong một nghiên cứu của Mỹ, năng suất của một người phân loại như thế trung
bình khoảng 5 tấn nguyên liệu mỗi ngày. Nhưng điều này khác nhau lớn ở các
nguyên liệu khác nhau được xử lý (bảng 5.1). Phân loại như thế rõ ràng cần nhiều
nhân công, nhưng vài chương trình (e.g. Milton Keynes, Anh; Omaha, Nebraska, Mỹ)
dùng cách này như một cơ hội để tạo việc làm, hay để đào tạo các nhóm xã hội kém
may mắn.
Có vài mối quan ngại về vấn đề sức khỏe và an toàn chung quanh việc phân loại chất
thải, và vì việc này, có khuynh hướng cơ khí hóa quy trình phân loại, để gia tăng khối
lượng xử lý và hiệu quả phân loại. Ở nhiều NMTCR, các nam châm điện được đặt
trên băng chuyền nổi được dùng để tách rời các chất có sắt (e.g. Dublin, Ireland). Một
ph
ương pháp tinh vi hơn đó là sử dụng máy tách bằng dòng nước xoáy, được sử dụng
trong nhà máy NMTCR tại Adur (Anh). Kỹ thuật này có khả năng tách rời các chất
có sắt và nhôm khỏi một dòng chất thải. Điều này có nghĩa là cả kim loại và nhựa sẽ
được thu gom và ba dòng được tách rời bằng máy móc đạt năng suất lên đến 5 tấn/giờ
(Newell Engineering LTD., 1993).
Công đoạn vẫn cần phân loại bằng tay là tách rời các loại nhựa nhân tạo. Điều này
khó vì rất khó phân loại tự động nhựa nhân tạo. Tách rời tự động các chai nhựa thì có
thể: PVC có thể được tách rời từ các chai PET bằng cách dùng tia X dựa trên bộ cảm
biến nhận ra các nguyên tử Clo trong PVC; polypropylen có thể được tách rời từ
HDPE trong, và HDPE màu có thể được phân loại thành nhiều màu khác nhau bằng
các bộ cảm biến màu. Một máy phân loại chai nhựa tự động có thể được lắp đặt có
khả năng xử lý 2 tấn/giờ (Magnetic Separations Systems Inc.), nhưng những hệ thống
nh
ư thế chưa được lắp đặt ở Châu Âu.

94

Sau khi các chất được tách rời, chúng sẽ được đóng thành kiện (chai nhựa, lon đồ
hộp) hay được vận chuyển theo đống (giấy, thủy tinh, lon đồ hộp được làm bẹp).


95

Tiếp nhận và lưu rác

dRDF

cRDF

cRDF
thô
Rác kích thước
lớn

Hạt mòn

Kim lọai sắt

KL khác sắt

Gia
ûi phóng và lọc rác

Lọc nhiên liệu

Chuẩn bò nhiên liệu

Lưu nhiên liệu và kiểm tra chất
lượng
Hình 5.2
Các giai đọan trong sản xuất nhiên liệu từ rác Nguồn: ETSU (1993)


96


Bảng hệ thống quản lý chất thải rắn đồng nhất
0
100
200
300
400
500
600
700
t
háng 5/1991
tháng 07
tháng
09
tháng
11
t

hán
g
01/
1
992
tháng
03
tháng
05
tháng 07
tháng
09
tháng
11
t
hán
g
01/
1
993
tháng
03
tháng
05
Tấn
Vật liệu thu gom
Vật liệu phục hồi
Giai đoạn 1

Giai đoạn 2

Hình 5.3 . Vật liệu thu gom (■) và vật liệu phục hồi (□) trong chương trình thu gom rác tái
chế khô. Lưu ý sự giảm sút về số lượng rác thu gom trong suốt giai đoạn 2; bởi vì pham vi đối
tượng vật liệu hẹp hơn và ít chất ô nhiễm hơn, nhưng không có sự giảm sút về vật liệu đã
được chính thức phục hồi. Tuy nhiên ở cả hai mảng vật liệu đều giảm sút về số lượng vào
tháng tám mỗi năm do đó là mùa nghỉ lễ. Nguồn: ERRA, Báo cáo phân tích nguồn rác thải tại

Barcelona, lưu hành nội bộ (1993).


97

ĐẦU VÀO

ĐẦU
RA

CTR
ĐT


Nơi tiếp nhận

Xử lý tiếp nhận

Màng lọc sơ cấp

Lọc gió

Máy sấy khô

Nam châm

Máy lọc đạn đạo

Máy vê tròn

Máy làm mát

dọn sạch viên vê tròn

NLTR đặc

Để chôn

Chất riêng lẻ
đem chôn

hạt
< 50 mm

Vật ngọai cỡ > 500 mm

Chất có chứa sắt

Chất lọai bỏ na
ëng

Chất ẩm

Chất có chứ
a
sắt

Vật lọai bỏ có
tỉ trọng nặng
Vật ẩm

Vật ẩm

100,000 tấn/ năm

2,000 tấn/ năm

1,960 tấn/ năm

32,365 tấn/ năm

2,113 tấn/ năm

5,282 tấn/ năm

576 tấn/ năm

22,090 tấn/ năm

5,474 tấn/ năm

480 tấn/ năm

230 tấn/ năm

228 tấn/ năm

269 tấn/ năm

26,873 tấn/ năm

Chất
không
chứa sắt

Hình 5.4
phân tích đầu vào và đầu ra chi tiết trong sản xuất nhiên liệu từ rác mật độ
cao (dRDF). Nguồn: ETSU (1993).


98

PA

PL

GL

ME

TE

OR

OT

Rác tổng hợp


Tiếp nhận và lưu rác

Giải phóng rác và lọc rác

Lọc nhiên liệu

Chuẩn bò nhiên liệu

Lưu nhiên liệu

Ranh giới hệ
thống phân
lọai NLTR
Năng
lượng

NLTR
đ
ặ
c

Cặn

Hạt mòn

Nguyên
liệu thứ
cấp

Khíù
thải
Nguyên liệu đầu vào:
PA = giấy/ bìa cứng PL = Nhựa GL = Thủy tinh ME = Kim lọai TE = Vải
OR = Hữu cơ OT = Khác
Đầu ra (bằng với % đầu vào theo khối lượng):
dRDF 26.9% Bã:
rác thô 2.0%
các chất đơn lẻ 1.9%
Các nguyên liệu thứ cấp: +500 mm quá khổ 2.1%
có chứa sắt 5.8% các vật loại bỏ nặng 22.1%
không chứa sắt 0.6% chất bỏ 0.2%
Hạt mòn 32.4% Khí thải:
Hơi nước 6.0%
Hình 7.5 cân bằng khối về quá trình của sản xuất nhiên liệu từ rác mật độ dày đặc (dRDF)
với đầu vào của rác tổng hợp đặc trưng. Nguồn: ETSU (1993)




99

5.3 Phân loại chất thải hỗn hợp để sản xuất nhiên liệu.
Nhiên liệu được sản xuất bằng cách tách rời bằng máy các chất dễ cháy từ các chất
không cháy trong chất thải rắn. Các chất dễ cháy sau đó được cắt thành mảnh vụn, và

cũng có thể được đóng viên. Việc sản xuất rác thành nhiên liệu vì thế hình thành một
phần của một hệ thống xử lý nhiệt, nhằm mục đích bình ổn phần nào dòng chất thải
b
ằng việc phục hồi năng lượng chứa đựng bên trong. Giai đoạn thứ hai, sự đốt rác, có
thể xảy ra trong cùng một chỗ, hay rác được chuyển đến để đốt ở một nơi khác. Trong
cuốn sách này, việc sản xuất và đốt rác cho nhiên liệu, ngay cả khi nó được đốt trong
cùng một chỗ, được xử lý riêng biệt. Vì việc sản xuất này là một quy trình phân loại
tập trung, nó được thảo luận trong chương này. Việc đốt rác thành nhiên liệu được
xem xét cùng với các quy trình xử lý nhiệt ở Chương 8.
Một lý do nữa để xem xét việc sự phân biệt kỹ thuật sản xuất nhiên liệu từ rác
(NLTR) với việc xử lý nhiệt là quy trình không chỉ cần sản xuất nhiên liệu rắn; nó
cũng có thể sản xuất một phần nhỏ hữu cơ mà có thể hình thành nguyên liệu cho việc
xử lý sinh học. Kết quả là, trong vài trường hợp, quy trình phân loại này xảy ra với
một quy trình xử lý sinh học (như. tại Navaro, Ý (ETSU 1993)). Mặc dù xử lý kỹ
thuật tạo NLTR có thể xảy ra ở cùng chỗ như việc xử lý sinh học, nó được xem xét ở
đây như một quy trình riêng biệt.
Có 2 quy trình NLTR cơ bản, mỗi quy trình sản xuất một sản phẩm riêng, được
biết như là NLTR đậm đặc và NLTR thô (cũng được gọi là nùi bông). NLTR đậm đặc
được sản xuất dạng viên nhỏ thường giống như nút chai rượu. Trước khi đóng viên nó
được làm khô, như vậy tương đối ổn định để chuyên chở, bốc dở và chứa như các
nhiên liệu rắn khác. Nó có thể được đốt một mình, hay đốt cùng với than hay nhiên
liệu rắn khác.
NLTR đậm đặc đòi hỏi chế biến tốn kém, bao gồm sấy khô và đóng viên, và như
vậy có một yêu cầu năng lượng chế biến tương đối cao. Kết quả là, đã có ý kiến thay
thế bằng NLTR thô. NLTR thô có hình thức như một sản phẩm được chẻ nhỏ một
cách thô sơ, nó đã được so sánh bề ngoài với “nùi bông” từ một máy hút bụi.
(Warmer, 1993). NLTR thô đòi hỏi ít chế biến hơn, nhưng khi nó chưa được sấy khô,
không th
ể chứa đựng lâu. Nó thích hợp dùng để đốt ngay tại chỗ để tạo ra điện hay/và

100

sưởi ấm. Dựa vào mức độ chế biến, nó có thể phù hợp để đốt trong các lò sưởi hay
trong các hệ thống hóa lỏng tầng sôi (ETSU,1992).
Tình trạng hiện tại của NLTR ở Châu Âu. Sự phát triển sớm của công nghệ NLTR chỉ
xảy ra ở nước Anh và ở vài khu vực ở Ý, với các nhà máy được xây dựng giữa những
năm 1970 về sau. Tuy nhiên, nhiều nhà máy này đã bị đóng cửa sau này thường vì
khó kh
ăn trong việc tìm thị trường cho NLTR. Ví dụ, với 9 nhà máy NLTR được xây
dựng ở Anh quốc, chỉ còn 4 hoạt động (3 nhà máy hoạt động toàn công suất và một
nhà máy thử nghiệm) (ETSU, 1993). Việc thiếu thị trường bên ngoài cũng dẫn đến
việc phát triển công ngệ NLTR thô để tạo ra điện tại chỗ. Phạm vi hiện tại của việc
chế biến NLTR ở Châu Âu và nơi khác được trình bày ở bảng 5.2.
Các quy trình phân loại NLTR. Các chi tiết về dây chuyền chế biến NLTR ở các nhà
máy NLTR khác nhau, nhưng quy trình sản xuất NLTR đậm đặc căn bản có thể được
chia ra làm 5 giai đoạn riêng biệt (ETSU, 1993; Đồ thị 7.2). Như đươc trình bày ở
hình 7.2, việc sản xuất NLTR thô là một quy trình đơn giản hơn, bỏ sót 1 hay 2 giai
đoạn này.
1. Nhận và chứa chất thải: Chất thải hỗn hợp được các xe thu gom chở tới và đổ
vào một cái phễu hay trên một cái sàn, ở đây các rác thải không mong đợi
(máy xe h
ơi, cây gỗ…) được nhặt ra. Giai đoạn chứa ngắn hạn ban đầu này
hoạt động như là một người giúp việc để cung cấp cho quy trình sản xuất
NLTR một mức độ nguyên liệu ổn định.
2. Giải phóng và sàng lọc chất thải: Mục đích của giai đoạn này là giải phóng
chất thải khỏi các bao và thùng chứa. Việc mở túi có thể bao gồm sử dụng các
máy đập, máy cắt vụn, hay thiết bị để xé, mặc dù kinh nghiệm cho thấy các
thiết bị không cắt vụn có điểm lợi là không cắt vụn hay trộn lẫn chất thải quá
đáng, có thể làm việc tách rời thêm khó khăn. Việc sàng lọc thường bao gồm

một cái trống hay màng xoay, thực hiện 3 chức năng. Nó hoàn tất quy trình
làm trống các túi; nó lựa ra các mảnh nhỏ (hạt mịn); và tách ra các chất quá cở
(>500mm) khỏi các phần nhỏ. Những mảnh nhỏ mịn chứa các chất hữu cơ, có
thể thối rữa chứa độ ẩm cao, cũng như tro, bụi và kính vở. Các phần quá cở
bao g
ồm chủ yếu là những miếng lớn giấy, bìa và phim nhựa, và thường đầy
đất cùng với các chất bã khác. Phần nhỏ còn lại của giai đoạn này có thể được


101

dùng như là một NLTR thô (NLTR loại A, ETSU, 1992) mặc dù nó vẫn còn
chứa kim loại và các chất không cháy khác.
3. Lọc nhiên liệu: Giai đoạn này bao gồm việc giảm kích thước, phân loại và
tách bằng nam châm. Việc giảm kích thước dùng một máy cắt vụn hay búa
máy giúp việc tách rời thành những phần nhỏ nhẹ và đậm đặc và chuẩn bị
nhiên li
ệu. Giai đoạn tách rời tách những phần nhỏ nặng (kim loại, nhựa nặng)
khỏi những phần nhỏ nhẹ và có thể cháy (giấy, phim nhựa) mà sẽ tiếp tục hình
thành sản phẩm NLTR, dựa vào phản ứng của các chất trong một luồng khí và
“hoạt động nảy lên” của chúng. Việc tách rời bằng nam châm có thể được
thực hiện sau đó để tách các chất có sắt và cả nhôm ở vài nhà máy. Các phần
nhẹ, cùng với phần còn lại không bị phân loại bằng nam châm, có thể được
dùng như một hình thức được tinh lọc hơn của NLTR (NLTR loại B; ETSU
1992)
4. Chuẩn bị nhiên liệu: giai đoạn này mô tà sự khác biệt của các quy trình tạo ra
NLTR thô và NLTR đậm đặc. Nó bao gồm sự chuyển biến của những thành
phần giàu nhiên liệu thành những viên nhỏ, nặng, khô hình thành bằng việc
cắt nhỏ lại, sấy khô và đóng viên. Việc cắt nhỏ thứ hai, cần thiết để giảm kích
th

ước nhỏ của phần nhiên liệu đến kích thước cần thiết cho việc đóng thành
viên, và việc sấy khô giảm độ ẩm bên trong từ 30% xuống khoảng 12%. Độ
ẩm thấp cần thiết cho việc tồn trữ và cháy. NLTR đậm đặc có thể có hình thức
viên nhỏ hay than bánh, mặc dù các nhà máy đều dùng một máy đóng viên để
nén sản phẩm. Máy đóng viên cần nhiều năng lượng, tiêu thụ hơn 35kw-h để
sản xuất một tấn nhiên liệu, như thế nhiên liệu cần để làm mát trước khi tồn
trữ, để tách hơi nóng sinh ra do bị nén. Các máy đóng viên cũng có khuynh
hướng làm hại do các chất gây ô nhiễm nặng còn lại trong phần nhiên liệu,
như thế một giai đoạn trích bằng nam châm kỹ hơn và một máy tách bằng bắn
tung lên thường được dùng để lấy đi các kim loại có sắt và các chất nặng khác
trước giai đoạn đóng viên cuối cùng.
5. Tồn trữ nhiên liệu và kiểm soát chất lượng: Khi được sấy khô và ở dưới dạng
viên, NLTR
đậm đặc có thể được tồn trữ trước khi dùng; NLTR thô, ngược
lại, cần được đốt ngay sau khi sản xuất.


102

7.1
Bảng 5.1
Khả năng sản xuất MRF ở Mỹ (tính theo tấn/công nhân/ngày)

Nguyên liệu Trung bình Phạm vi

Giấy 7.54 4.36-13.05
Kim lọai 6.06 1.21-17.53
Thủy tinh 4.28 1.02-16.11
Nhựa 1.60 0.60 - 3.21
Trung bình 5.12 2.69-8.44

Nguồn: NSWMA (1992)
Bảng 5.2
Các vò trí lò phân loại NLTR

Quốc gia Số lượng lò RDF Khu vực Nguồn
a

đang hoạt động


Bỉ 0 1
Pháp 1 (dRDF) Laval, Mayenne 1
Đức 1 (dRDF) Herten 1,2,3
Ý 11 (5 dRDF) Rome (2) 1
Perugia
Milan
Modena
Novaro
Pieve di Corano
Ceresara
Tolmezzo
Udine
St. Georgio
Hà Lan 1 (dRDF) Amsterdam 1
Tây Ban Nha 1 (cRDF) Madrid (under construction) 3
Thụy Điển 5 (cRDF)
Thụy só 1 (dRDF) Chatel St. Denis 3
Vương quốc Anh 4 (dRDF) Byker, Newscattle 1
Polmadie, Glasgow
Hastings

Isle of Wight
Canada 1 1
Nam Triều Tiên 1 Seoul 3
Mỹ 28 (6 dRDF) dRDF plants: 1,3
Edin Prairie, MN
Thief River Falls, MI
Northern Tier, PA
Yankton, SD
Iowa Falls, IO
Cherokee, IO (đang thi công)
a
Nguồn: 1, ETSU, (1993); 2, Barton et al. (1985) ; 3, Warmer (1993).


103

Bảng 5.3 Dữ liệu về mức tiêu thụ n
ăng lượng và nhiên liệu (trên 1 tấn đưa vào) cho những cơ sở tái sinh vật
liệu

Chương trình Điện Dầu Diesel Gas thiên nhiên Nguồn
a

(kW-h/tấn) (l/tấn) (m
3
/tấn)

Adur, Vương quốc Anh 24 0.87 - 1
Dublin, Ai len 22 1.35 2.3 2
Prato, Ý 27 n/a - 3

a
Nguồn: 1, R. Moore, Community Recycling, Sompting MRF (1993); 2, ERRA/ Kerbside Dublin, personal
communication (1993); 3, ERRA,

Bảng 5.4
Thành phần

phế phẩm NLTR, Prato, Ý
a


Nguyên liệu phân tích 1 phân tích 2

(%) (%)

giấy/ bìa cứng 31.2 35.4

Nhựa 45.8 40.9

Thủy tinh 2.6 1.1

Kim loại 4.0 3.9

Thực phẩm/sản phẩm vườn 4.6 0.5

Vải 4.2 11.8

Khác 7.4 6.4
Tổng 99.8 100
Mức độ của nguyên liệu (đối tượng) trong cặn rác 36.7 13

Mức độ của nguyên liệu (đối tượng) trong cặn rác có thể được phục hồi 25.3 n/a
b

Nguồn: ERRA, personal communication (1993)
a
Hai giai đoạn phân tích được tổ chức giữa các đợt kiểm tra để xác đònh hiệu suất phân loại so với tỉ lệ chung
(giai đoạn 1, hiệu suất cao, giai đoạn 2 hiệu suất thấp)
b
= không có dữ liệu


104

Bảng 5.5 Chế biến NLTR (dRDF): thành phần đặc trưng của các dòng đầu ra


Dòng Đầu ra Thành phần của luồng đầu ra Tổng (%)

(%)
Giấy Phim Nhựa Vải Thủy tinh Kim lọai Kim lọai Chất hữu cơ Khác
a


nhựa

cứng

sắt

không sắt

Hạt mòn 33.7 8.0 0.6 0.9 0.4 16.5 0.9 0.6 37.5 34.6 100
Tổng 2.2 23.9 24.5 2.4 21.6 1.0 5.6 0.7 4.7 15.6 100
vật ngoại khổ
Thành phần 6.7 1.1 0.0 0.1 0.4 0.2 96.3 0.0 0.7 1.2 100
sắt
Chất bò loại 15.4 14.8 0.5 10.0 4.1 4.9 3.5 5.2 15.2 41.8 100
nặng
Thành phần 0.1 16.6 9.3 0.2 14.2 0.0 19.8 0.5 0.6 38.8 100
nam châm
Thành phần 41.9
b
56.0 6.3 1.7 4.8 0.0 0.0 0.4 2.1 28.7 100
nhiên liệu
Tổng 100.0
Nguồn: ETSU (1993)
a
Bao gồm chất đốt hỗn hợp, hỗn hợp không phải là chất đốt và loại hạt mòn < 10 mm
b
Thành phần nhiên liệu gồm thành phần ẩm, sẽ được khử bằng quá trình sấy khô trước khi nhiên liệu cuối cùng được sản xuất


105


Bảng 5.6

Quá trình chế biến nhiên liệu từ rác đặc (dRF): sự phân phối nguyên liệu rác đầu vào (% theo trọng
lượng) giữa các dòng đầu ra

a


Nguyên liệu Đầu rao (%) Tổng (%)
Tỉ lệ nhiên liệu Tỉ lệ sắt Hạt mòn Phế phẩm

Giấy/ bìa cứng 81.3 0 8.8 9.9 100
Nhựa (film) 80.8 0 4.5 14.7 100
Nhựa (rigid) 28.3 0.3 8.8 62.6 100
Thủy tinh 0 0.5 70.5 29.0 100
Kim loại (Fe) 0 86.7 4.0 9.3 100
Kim loại (không phải Fe) 14.1 0 17.1 68.8
b
100
Vải 61.0 0.8 4.1 34.1 100
Chất hữu cơ 11.6 0.6 56.2 31.6 100
Khác
c
14.2 0.2 61.5 24.1 100
Nguồn: tính tóan từ số liệu ETSU (1993) (xem phụ lục C)
a
Bảng trên cho thấy sự phân phối vật liệu giữa các loại, không phải thành phần của các loại. Vì vậy, đối với mỗi loại
nguyên liệu riêng biệt đi vào quá trình NLTR, bảng này sẽ cho biết sự phân phối của vật liệu giữa các quá trình đầu ra
khác nhau.
b
Giả đònh là không có việc phục hồi hợp kim không chứa sắt từ dòng thải kim
loại nặng. Nếu việc phục hồi xảy ra, phế
phẩm sẽ chứa 18.8% lượng nguyên liệu không chứa sắt; 50% lượng vật liệu không chứa sắt được phục hồi.
c
Được tính toán từ dữ liệu giả đònh ban đầu rằng những loại vật liệu khác chứa 28% tạp chất cháy được, 13% tạp chất

không cháy và 59% hạt mòn 10 mm (lấy từ việc phân tích lõi rác sử dụng trong ETSU, 1993).
Bảng 5.7
Chi phí qui trình NLTR và lợi tức ( ecu) thu được từ nguyên liệu phục hồi

Chương trình Chi phí Lợi tức từ vật liệu tái sinh/ tấn Nguồn
e

xử lý / tấn
Giấy Thủy tinh Nhôm Thép Nhựa Trung bình

Anh Adur 24 29 1
Sheffield 25 25 2
Ai len, Dublin 7
a
20 526 26 132
c
26 3
13
b
158
d

Đức 13-2327 4
Mỹ (trung bình) 45 (phạm vi 22 5
25-64)
a
Bìa cứng/ tạp chí/ giấy các tông
b
Giấy báo.
c

Nhựa tổng hợp.
d
Nhựa PET sạch
e
Nguồn: 1, IGD (1992); 2, Birley (1993); 3, Kerbside Dublin (1993); 4, Berndt and Thiele (1993); 5, NSWMA (1992)
Recycling Times (ngày 8 tháng chín 1992).


106

Bảng 5.8
Chi phí phân loại MRF theo nguyên liệu

Mỹ Đức
(Hệ thống DSD)

Nguyên liệu Chi phí trung bình ($/ tấn) phạm vi chi phí ($/ tấn) Chi phí (ecu/ tấn)
Giấy báo 33.59 19.94-55.33
Bìa cứng mục 42.99 20.29-56.26 44-57
Giấy tạp 36.76 16.82-65.59
Lon nhôm 143.41 72.88-362.59 412-1959
Lon thép 67.53 30.22-125.64 31-41
Thủy tinh trong 72.76 37.17-105.62
Thủy tinh nâu 111.52 69.70-148.92 13-18
Thủy tinh xanh lá cây 87.38 57.56-134.21
Thủy tinh tạp 50.02 28.51-76.24
Nhựa PET 183.84 64.43-295.35 665-2327
Nhựa HDPE 187.95 121.58-256.15
Thùng nước giải khát 399-1397
Các loại ván ép khác 412-2062

Trung bình mỗi tấn
rác tái chế 50.30 28.11-72.06
(44.51 ecu) (24.88-63.77 ecu)
Nguồn 1 1 2

Nguồn: 1, NSWMA (1992); 2, Berndt and Thiele (1993)


107

Bảng 5.9
Chi phí hoạt động ước tính (£) cho nhà máy tái chế NLTR

Nhà máy Nhà máy cRDF Ghi chú
RDF với máy phát điện tại chỗ
thông qua lò thiêu đáy ẩm

Cân bằng phí môn bài cho 24.06 36.32
a
Tỉ lệ khấu hao 10% trên chi

200000 tấn/ năm kế họach (31.66 ecu) (47.79 ecu) phí vốn
bao gồm việc phục hồi bao gồm việc xây dựng
kim loại không phải sắt, và hoạt động của nhà
nhưng không có việc tổng hợp máy thiêu rác
phế phẩm
Bao gồm
Chi phí tiêu hủy phế phẩm 7.59 5.59 @£ 12.50/ tấn
(chôn)
Chi phí vận chuyển 4.25 2.44 @£ 7/ tấn phế phẩm

doanh thu từ dRDF 4.30 _ @£ 16/ tấn
doanh thu từ kim loại không phải sắt 1.73 1.78 @£ 300/ tấn
doanh thu từ sắt 0.29 1.34 @£ 5/ tấn
doanh thu từ việc bán điện @£ 0.025/ kW-h
a

( chỉ cRDF) 10.93
Chi phí qui trình RDF đã được 18.54 42.14 cân bằng phí môn bài, cộng

tính toán (24.39 ecu) (55.45 ecu) doanh thu, trừ chi phí khác
Nguồn: Tính toán từ dữ liệu ETSU (1992, 1993).
a
Giả đònh không có trợ giá của chính phủ cho việc sản xuất năng lượng từ rác thải/ những nguồn nguyên liệu có thể làm
mới. Nếu NFFO được chính phủ trợ giá thì lợi tức của việc bán điện sẽ tăng lên và tổng phí môn bài sẽ giảm.


108

5.4 Các tác động môi trường: phân tích đầu vào và đầu ra.
Những tác động môi trường chính của cả 2 loại phân loại tập trung được xem xét
trong chương này được kết hợp với việc sử dụng năng lượng của chúng dưới bất kỳ
hình thức nào: điện, khí đốt hay dầu cặn. Nếu các số liệu tiệu thụ có thể có được cho
các quy trình liên quan, những số liệu này có thể được biến đổi thành việc tiêu thụ
n
ăng lượng ban đầu và các mức độ phát ra, sử dụng các số liệu biến đổi chung chủng
loại cho nhiên liệu và việc sử dụng năng lượng được trình bày ở Chương 4. Cũng cần
thiết để xem xét các dòng nguyên liệu ở đầu vào và đầu ra, sẽ xác định ở đâu các sản
phẩm và cặn bã của quy trình được định hướng để đi, khi những chất này cuối cùng
sẽ gây ra các tác động môi trường trong những quy trình sau đó.
5.4.1Phân loại tại NMTCR.

Đầu vào. Các số liệu tiêu thụ năng lượng trung bình cho quy trình NMTCR, có khả
năng khác biệt đáng kể giữa các chương trình, khi không có tiêu chuẩn cho quy trình
NMTCR. Việc tiêu thụ năng lượng có khả năng cao hơn ở giai đoạn nhiều chất được
tách trong NMTCR, như ngược lại khi trong hệ thống thu gom “trước nhà”, và để gia
tăng với mức độ phân loại cơ khí hóa thay thế việc nhặt bằng tay.
Các dòng chất có thể tái chế được thu gom lẫn lộn, như là nhựa và kim loại trộn
l
ẫn, cần được phân loại nhiều hơn, và như vậy nhiều năng lương hơn là những dòng
được thu gom trong một phần được phân loại trước, như thủy tinh hay giấy. Để đoán
trước hoàn toàn việc tiêu thụ năng lượng có thể của bất kỳ quy trình NMTCR đặc biệt
nào, cần thiết có số liệu của năng lượng phân loại cần thiết cho từng dòng này. Tuy
nhiên, vì qua việc giới thiệu các NMTCR mới đây cho Châu Âu, những số liệu như
thế không có sẵn. Thật ra, có một số lượng nhỏ số liệu bất kỳ về hoạt động NMTCR,
chỉ được đề cập bây giờ bởi những người điều khiển các chương trình phục hồi. Bảng
5.3 cho thông tin đã được thu thập cho quy trình NMTCR. Điện năng được dùng để
chạy các băng chuyền, máy tách kim loại bằng nước xoáy và các thiết bị khác. Dầu
cặn được tiêu thụ chủ yếu bởi các xe cộ như xe tải nâng hàng, máy ủi…. và khí đốt
được dùng bình thường để sưởi. Tiêu thụ năng lượng và nhiên liệu đã được tính trung
bình trên tổng đầu vào của NMTCR, khi việc tiêu thụ nhiên liệu không thể phân bổ
vào t
ừng nguyên liệu.
Đầu ra. Chất bã từ các NMTCR tăng lên từ 2 nguồn:


109

1. Chất thải rắn được thu gom nhưng không được sử dụng. Số lượng rác nhiễm
bẩn như thế chỉ có thể xác định bởi một phân tích chất thải về những gì được
thu gom trong phần tái chế được. Chất này sẽ không được chọn trong
NMTCR, như thế sẽ trở thành phần của chất bã.

2. Nguyên liệu cần thiết nhưng không được tách ra trong nhà máy NMTCR
Các ch
ất thải từ NMTCR có thể từ khoảng 5% (các chương trình Hộp Xanh khi
thu gom “trước nhà” đến trên 50% của rác thải có thể tái chế (khi thu gom từ thùng
chứa công cộng) (Đồ thị 6.3). việc phân tích các chất bã là cần thiết để xác định sự
đóng góp chính xác của 2 yếu tố. Bảng 5.4 cho thấy các kết quả phân tích chất bã ở
NMTCR tại Prato, Ý, ở đó trung bình chất bã được tính 35% của chất nạp vào (mức
độ nhiễm bẩn này đang hạ xuống). Trong khi thử nghiệm, mức của nguyên liệu được
đặt mục tiêu trong chất bã thay đổi từ 13% đến 37%, tùy thuộc vào tỷ lệ số lượng vật
liệu đưa vào, để lại 63% – 87% của chất bã tạo ra từ các chất gây ô nhiễm không
được yêu cầu. Điều này giải thích việc mất từ 7% – 17% của rác có thể tái chế đưa
vào NMTCR, hay một hiệu quả phân loại từ 83% – 93% của chất được đặt mục tiêu
trong chất bã, một số bị hư hại hay bị ô nhiễm, như vậy không phải tất cả sẽ thật sự có
thể tái chế được.
Hi
ệu quả phân loại sẽ thay đổi một cách rõ ràng với mức độ các chất gây ô nhiễm
có mặt và số lượng vật liệu đưa vào của NMTCR. Chương trình thu gom được ERRA
hỗ trợ cho các chất khô tái chế được ở Barcelona cung cấp một thí dụ tốt cho điều này
(xem Hộp 6.2 ở trên cho các chi tiết của chương trình). Sau 19 tháng thu gom một số
lượng lớn các chất tái chế được trong các thùng rác công cộng (Giai đoạn 1), chương
trình được triển khai lại vào tháng 12/1992. Trong Giai đoạn 2, một phạm vi hẹp hơn
các chất được thu gom, và một chương trình truyền thông rộng lớn được thực hiện để
bảo đảm rằng các thành viên tham gia hiểu được các chất nào được đặt mục tiêu bởi
chương trình. Kết quả của 2 phương pháp này là số lượng chất thu được rơi xuống
còn khoảng 34%. Tuy nhiên, số lượng chất được tái chế từ chương trình thực sự tăng
lên 17% (Đồ thị 7.3). Việc triển khai lại cũng xảy ra cùng lúc với việc khai trương
một NMTCR mới. Hiệu quả phân loại chung của NMTCR mới (53%) cao hơn đáng
k
ể với NMTCR trước (41%) (ERRA, 1993). Trong khi phần của điều gia tăng này có

110

thể phản ánh những điều kiện làm việc và thiết bị tốt hơn, nó cũng nhờ sự hiện diện
một mức độ ô nhiễm thấp hơn.
5.4.2Phân loại sản xuất NLTR
Đầu vào NLTR.
Đầu vào chất thải. Đầu vào của quy trình NLTR thường bị trộn lẫn hay chất bã còn
l
ại đã được thu gom lẫn lộn và không được phân loại. Số liệu có sẵn về đầu vào và
đầu ra của quy trình NLTR cho các chất thải với các thành phần CTRĐT tiêu biểu
(Đồ thị 7.4). Việc giới thiệu các hệ thống thu gom riêng biệt cho các phần chất thải
riêng lẽ như các chất khô tái chế được, có thể dùng hệ thống thu gom “trước nhà” hay
“mang đi”, tuy nhiên, có khả năng thay đổi đáng kể thành phần các chất thải còn lại.
Tuy nhiên, điều quan trọng là dự đoán trước đầu vào và đầu ra của quy trình NLTR
cho bất kỳ thành phần chất thải nạp vào.
Việc tiêu thụ năng lượng. Nhiều hoạt động trong quy trình NLTR tiêu thụ điện năng
đáng kể, nhất là việc cắt vụn ban đầu (12,5 Kwh/tấn), việc cắt vụn thứ hai (8,5
Kwh/tấn) và đóng viên (9,5Kwh/tấn). Việc tiêu thụ điện năng chung cho quy trình
NLTR đậm đặc được ước tính 55,5kwh/tấn, nghĩa là mỗi tấn của đầu vào nhà máy
hàng năm. Ngoài ra, quy trình sấy khô trước khi đóng viên cần khoảng 400 MJ nhiệt
n
ăng cho mỗi tấn công suất được tính (ETSU,1993). Trong những nhà máy ở đó
NLTR được đốt tại chỗ, nhu cầu hơi nóng để sấy này có thể được đáp ứng bằng cách
đốt NLTR được sản xuất, hay dùng hơi nóng lãng phí từ hệ thống phát điện. Nơi
không đốt NLTR tại chỗ, sẽ cần đốt nóng bằng khí đốt hay nhiên liệu khác.
Quy trình NLTR thô không có nhiều giai đoạn cần nhiều năng lượng, hay quy
trình sấy khô. Vì thế việc tiêu thụ năng lương thấp hơn và được ước tính khoảng
6Kwh/tấn đầu vào cho NLTR thô loại A (Đồ thị 5.2) và 21,5Kwh/tấn đầu vào cho
NLTR thô loại B tinh lọc hơn (ETSU,1992)

Đầu ra NLTR.
Những đầu ra riêng lẽ từ các quy trình trong một dòng NLTR đậm đặc tiêu biểu được
trình bày trong Đồ thị 7.4. Khi được kết hợp lại, những thành phẩm này cho tổng số
lượng của NLTR, các chất được tái sinh, bụi dễ thối rửa, chất bã và khí phát ra từ quy
trình NLTR
đậm đặc, được trình bày trong Đồ thị 5.5. “Số dư khối lượng” này áp
dụng cho một thành phần chất thải đưa vào ‘điển hình’, và cho thấy trung bình


111

khoảng 27% của đầu vào, bằng trọng lượng, được biến đổi thành NLTR đậm đặc
được sấy khô, đóng viên. Để ước tính “số dư khối lượng” cho bất cứ thành phần chất
thải đưa vào nào, cần phải có thông tin về thành phần các dòng đầu ra khác nhau
(Bảng 5.5) và sự phân phối mỗi chất trong dòng chất thải đưa vào đi vào nhà máy
giữa các đầu ra quy trình phân loại NLTR khác nhau (Bảng 5.6). Sử dụng thông tin
này, có th
ể xác định cả số lượng, và thành phần của các đầu ra khác nhau (NLTR, các
chất được tái chế, chất bã…) cho bất kỳ số lượng hay thành phần chất thải đưa vào
nào.
5.5 Chi phí kinh tế
5.5.1Phân loại tại NMTCR
Khi với các tác động môi trường, không có thể đoán trước được một chi phí xử lý
NMTCR trung bình vì không có tiêu chuẩn cho quy trình NMTCR. Các chương trình
thu gom các chất tái chế được rất đơn giản và có lẽ tiết kiệm chi phí trong việc thu
gom, có khả năng có chi phí cao hơn để xử lý NMTCR hơn các chương trình với
phân loại thu gom “trước nhà”, ở đó quy trình NMTCR sẽ đơn giản hơn. Vì vậy, có
một sự cân bằng chi phí giữa việc thu gom và các phần phân loại của vòng đời.
Chi phí x
ử lý cho các NMTCR, được tính bình quân trên tổng số lượng đưa vào,

được trình bày trong Bảng 5.7. Trong hầu hết các trường hợp, không có thể phân bổ
chi phí cho quy trình của từng chất riêng lẽ. Một nghiên cứu ở Mỹ đã giải quyết vấn
đề này, và đã cho biết các chi phí quy trình NMTCR cho các chất khác nhau
(NSWMA,1992) và được trình bày ở Bảng 5.8. Mười nhà máy NMTCR tư nhân được
kiểm tra, và kết quả cho thấy 2 số liệu khác biệt: thứ nhất có những khác biệt rõ ràng
giữa các chất riêng lẽ, như được mong đợi nhờ vào mức độ phân loại cần thiết. Phát
hiện thứ nhì là các chi phí khác nhau lớn giữa các NMTCR. Các số liệu cũng có sẵn
cho việc phân loại các chất có bao bì, từ Dual System ở Đức, và những điều này cũng
được bao gồm trong Bảng 5.8.
Yếu tố kinh tế khác cần được xem xét tại điểm này là lợi nhuận có được từ việc
bán các chất tái chế tại một NMTCR. Như bất kỳ hàng hóa nào, những chất này chịu
ảnh hưởng bởi các lực thị trường và giá của chúng dao động với cung và cầu theo thời
gian và không gian. Vài giá đã được báo cáo được trình bày ở Bảng 5.7, nhưng nên
nhấn mạnh rằng những giá này sẽ không phản ánh các điều kiện thị trường hiện tại.


112

Tại thời điểm viết, giá thị trường của nhiều loại giấy và nhựa đang giảm xuống, và
trong vài trường hợp các giá trị tiêu cực áp dụng, nhờ vào số lượng lớn nguyên liệu
trôi nổi đến thị trường Châu Âu từ Dual System ở Đức.
5.5.2Phân loại NLTR
Hai nghiên cứu gần đây đã thử tiên đoán các chi phí kinh tế của quy trình NLTR
(ETSU,1992,1993). Các chi phí sau cùng d
ựa trên công suất của nhà máy được dùng,
nhờ vào qui mô kinh tế, chi phí hòa vốn được tiên đoán cho một nhà máy sản xuất
viên NLTR đậm đặc để bán ở Anh là 33,88 ecu mỗi tấn đầu vào cho một nhà máy
100.000 tấn /năm, hạ xuống 31,66 ecu cho một nhà máy với công suất gấp đôi. Chi
phí (gate fee) này bao gồm cả lợi nhuận từ việc bán các viên nhiên liệu, các kim loại
có sắt và không có sắt được tái chế, và chi phí vận chuyển và vứt bỏ các chất bã. Khi

các chi phí này được chia ra, chi phí xử lý NLTR đậm đặc có thể được ước tính là
24,39 ecu mỗi tấn đầu vào, cho một nhà máy công suất 200.000 tấn/năm. (Bảng 5.9).
Để so sánh, một nhà máy công suất 10.000 tấn/năm bao gồm một quy trình ủ phân để
xử lý xa hơn cho các phần mịn dễ thối rửa, đươc ước tính có chi phí hòa vốn 36,28
ecu (ETSU,1993). Các ước tính tương tự đã được tính cho việc sản xuất và, trong
trường hợp này, việc đốt tại chỗ NLTR thô (ETSU,1992), cho một chi phí hòa vốn
47.79 ecu cho m
ột nhà máy công suất 200.000 tấn/năm (Bảng 5.9)