nghiên cứu hiện trạng ô nhiễm do phát thải từ sản xuất và tái chế nhựa

Đồ án tốt nghiệp
3.3. NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM DO CTNH & POPs PHÁT THẢI
TỪ NGÀNH SẢN XUẤT VÀ TÁI CHẾ NHỰA.
3.3.1. Hiện trạng ô nhiễm do CTNH & POPs phát thải từ ngành sản xuất nhựa
Thành phố Hồ Chí Minh là một thành phố năng động và phát triển mạnh mẽ
do các ngành công nghiệp ngày càng được mở rộng và phát triển. Trong đó phải
kể đến ngành sản xuất nhựa ngày một đi lên theo xu hướng phát triển của kinh tế
xã hội. Trong quá trình sản xuất không tránh khỏi sự phát thải ra ngoài không khí
và môi trường những chất độc hại không mong muốn và gây ảnh hưởng trực tiếp
đến sức khoẻ người dân. Hình 26 thể hiện toàn bộ đầu vào và đầu ra trong quá
trình gia công nhựa.
GVHD: PGS.TS Hoàng Hưng
SVTH : Nguyễn Thò Nhung Trang 48
Đồ án tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS Hoàng Hưng
SVTH : Nguyễn Thò Nhung Trang 49
Ngun liệu thơ: PVC, phụ gia,
sơn, mực, keo, nhãn mác
Ngun liệu phụ trợ: dầu, dung
mơi, kim loại, chất khử dầu
mỡ, chất chống dính khn
Vật tư tiêu hao: thiết bị bảo hộ
lao động, dẻ lau
Bao bì: để đóng gói ngun
liệu thơ và sản phẩm xuất
xưởng
Năng lượng: điện, máy nén
khí…
Nước, các chất phụ gia
TÁI CHẾ

NHỰA
Chất thải vào
khơng khí
SẢN
PHẨM
Tiếng ồn
Nhiệt BụiHơi nóng dung mơi, các kim
loại nặng ( cadimi,chì…)
Chất thải rắn và
lỏng
Chất thải khác: dầu,
đồ bảo hộ lao động,
bao bì, mảnh kim
loại, chất khử mỡ,
dung mơi, giẻ
Polyme
thải và
phế phẩm
Nước làm mát,
nước thải
Nước mát
Nước thốt
Phế bỏ
Tái chế
Hình 26 : Toàn bộ đầu vào và đầu ra trong gia công nhựa.
Đồ án tốt nghiệp
3.3.1.1. Các quy trình sản xuất ống và phụ tùng
a) Quy trình sản xuất hạt Compound

Hình 27: Quy trình sản xuất hạt
Thuyết minh quy trình:
Các nguyên liệu cho quá trình trộn (bột PVC và các phụ gia) sau khi được
đònh lượng sẽ được nạp vào máy trộn ở phễu nạp liệu . Các nguyên liệu dạng bột
được vít xoắn trong phễu nạp liệu đẩy vào máy trộn. Trong công đoạn này cần
gia nhiệt ở nhiệt độ cao 170
o
C đến 210
o
C. Nhờ tác dụng khuấy trộn của cánh
khuấy, nguyên liệu được hoà trộn vào nhau. Sau thời gian 5-8 phút, hỗn hợp bột
được chuyển sang vùng làm nguội. Khu vực này hỗn hợp này vẫn được khuấy
trộn nhưng ở vận vận tốc tương đối thấp.
GVHD: PGS.TS Hoàng Hưng
SVTH : Nguyễn Thò Nhung Trang 50
Nguyên liệu
Đóng gói
Đóng gói
Đònh lượng
Trộn cao tốc
Đùn tạo hạt
Làm nguội
Chất ổn đònh Bụi
Tiếng ồn
Gia nhiệt
Hơi khí độc
Mùi

mùi
Hơi dung môi
Chất hoá dẻo
Phụ gia
Đồ án tốt nghiệp
Sau khi nhiệt độ hỗn hợp đạt được theo yêu cầu, hỗn hợp bột được chuyển
sang máy đùn tạo hạt. Ở đây, hỗn hợp được vít được tải về trước, được nhựa hoá
đàn cho đến khi hoàn toàn chảy nhớt hoàn toàn rồi được đẩy qua khuôn có nhiều
lỗ tạo thành dòng nhựa có đường kính cỡ hạt nhựa. công đoạn này phải gia
nhiệt ở nhiệt độ cao để hoà dẻo nhựa nên thải ra môi trường hơi độc, mùi khó
chòu. Ngay sau khi được cắt, các hạt nhựa lưu chuyển với vận tốc cao, áp lực lớn
sẽ tải nhiệt từ nhựa ra ngoài và bốc hơi độc. Các hạt nhựa sau được làm nguội
ngay bằng dòng khí với áp lực lớn, lưu chuyển trong hệ thống ống dẫn kín. Lượng
làm nguội sẽ được đưa vào lưu trữ, chuẩn bò đưa vào sản xuất.
b) Quy trình sản xuất phụ tùng ống

Hình 28 : Quy trình sản xuất phụ tùng ống
GVHD: PGS.TS Hoàng Hưng
SVTH : Nguyễn Thò Nhung Trang 51
Hạt compound
Đùn ống
Đònh hình
Kéo
Cắt
Kiểm tra
Sản phẩm
Gia nhiệt
Phụ gia
Mùi, kim loại nặng,
khí độc hại

Gia nhiệt, chất
phụ gia
Mùi, khí độc
Khí độc,
tiếng ồn
Bụi, tiếng ồn
Nhựa hư, rác
thải
Đồ án tốt nghiệp
Thuyết minh quy trình:
Hạt compound cho phụ tùng ống được máy hút tự động vào phễu nạp liệu
của máy ép phun. Vật liệu trong xilanh cũng được tải về trước, được nung nóng
đến nóng chảy hoàn toàn. Nhiệt độ ở công đoạn này rất lớn đến 210
o
C, (Nguồn:
Organic Chemistry, 1995). Nên thải ra ngoài
không khí một lượng lớn các khí độc. Lượng
nhựa này được phun vào khuôn (đã được đóng
kín trước đó). Lớp nhựa được phun vào trước
tiếp xúc với khuôn nguội sẽ cứng lại nhanh, tạo
lớp vỏ bên ngoài. Dòng nhựa nóng tiếp tục
chảy vào khuôn để làm khuôn đầy dần. Trong
giai đoạn này cần kiểm soất vận tốc chảy của
nhựa để đảm bảo tính đồng đều cho vật liệu.
Khi nhựa được bơm vào khuôn, áp lực nhựa lỏng lên khuôn tăng dần cho
đến giá trò cực đại. p suất cực đại này được duy trì để nhựa trong các rãnh và
cửa vào đủ nguội, đồng thời cho thêm các phụ gia và các chất ổn đònh, có độ nhớt
đủ để ngăn cản nhựa chảy ngược ra ngoài do chênh lệch áp suất trong khuôn và
áp suất cổ phun.
Quá trình làm nguội được tiến hành trong khuôn ngay sau đó giúp sản

phẩm nguội bớt trước khi được lấy ra ngoài. Đây là khoảng thời gian dài nhất
trong chu kỳ ép phun. Trong thời gian này lượng đáng kể khí độc thoát ra ngoài.
Kết thúc chu kỳ, khuôn tự động mở ra, sản phẩm được lấy ra ngoài, kiểm tra, cắt
bavia, dán nhãn, loại bỏ sản phẩm xấu rồi xuất xưởng
c) Vấn đề môi trường quá trình sản xuất nhựa PVC
Trong quá trình sản xuất, các nhà sản xuất đã phải dùng thêm các chất phụ
gia trong đơn pha chế và gia nhiệt ở nhiệt độ cao. Các chất phụ gia này hầu hết
đều có tính độc hại đối với môi trường và sức khoẻ cộng đồng.
GVHD: PGS.TS Hoàng Hưng
SVTH : Nguyễn Thò Nhung Trang 52
Hình 29: ng nhựa PVC
cong cong
Đồ án tốt nghiệp
Các chất phụ gia
 Stearate Chì (C
17
H
35
COO)
2
Pb
Hàm lượng sử dụng không quá 0.5phr cho sản phẩm không trong, có thể
thay thế bằng Dibasic Stearate Chì với hàm lượng 0.5-1%
 Tribasic Maleate Chì 3PbO.Pb(C
8
H
4
O
4
).H

2
O
Lượng dùng 0.5-1 %, tính độc cao.
 Dibasic Phtalate Chì 2PbO.Pb(C
8
H
4
O
4
)
Dễ tương hợp với PVC.
Lượng dùng: 2-10%. Tính độc cao
 Sterate Cadimi Cd(C
17
H
35
COO)
2
Hàm lượng sử dụng tối đa là 1 phr. Tính cực độc
 Laurate Cadimi Cd(C
11
H
23
COO)
2
Hàm lượng sử dụng tối đa là 0.7 phr. Tính độc mạnh
 Sterate Canxi Ca(C
17
H
35

COO) ):
Hàm lượng sử dụng tối đa là 0.5-1.5 phr, có tính độc
 Sterate Bari Ba(C
17
H
35
COO)
2
Hàm lượng sử dụng tối đa là 0.5-1.5 phr
 Sterate Kẽm Zn(C
17
H
35
COO)
2

Hàm lượng sử dụng tối đa là 0.5-1.5 phr
 Phtalate
Hàm lượng sử dụng tối đa là 0.3- 0.5phr. tính độc cao.
Trong quá trình sản xuất nhựa PVC công đoạn trộn cao tốc, đùn, ép tạo sản phẩm
là những công đoạn phát thải ra các chất thải nguy hại. Như nước thải, các kim
GVHD: PGS.TS Hoàng Hưng
SVTH : Nguyễn Thò Nhung Trang 53
Đồ án tốt nghiệp
loại nặng rất độc hại (Chì. Cadimi…), nguy hiểm hơn là các khí độc và Dioxin có
khả năng gây bệnh ung thư cao có thể tạo ra trong cặn rắn do gia nhiệt ở nhiệt độ
cao(220
0
C- 400
0

C). Môi trường bò ô nhiễm nặng là do trong quá trình sản xuất để
đảm bảo được tính bền, dẻo của sản phẩm PVC.
3.3.2. Hiện trạng ô nhiễm do CTNH và POPs phát thải từ ngành tái chế nhựa
3.3.2.1. công nghệ tái chế nhựa Nylon.
Thuyết minh.
Tất cảc các nguyên liệu sau khi được đònh lượng sẽ cho vào máy trộn.
Kiểm tra máy đùn, đặt chế độ nhiệt của các vòng đốt tương ứng các can
gia nhiệt
• Máy đùn lần 1: vùng gia nhiệt 1 đặt 150
0
C, vùng gia nhiệt 2 đặt 180
0
C
• Máy đùn lần 2: vùng gia nhiệt 1 đặt 180
0
C, vùng gia nhiệt 2 đặt 250
0
C
Kiểm tra máy ép, đưa khuôn ép về chế độ chờ trước khi sử dụng.
Chuyển phoi nhựa từ máy đùn lần 2 sang khuôn ép, dàn phôi đều trên
khuôn. Sau đó cho máy ép vận hành và ép hoàn toàn
GVHD: PGS.TS Hoàng Hưng
SVTH : Nguyễn Thò Nhung Trang 54
§Þnh l­ỵng
Nhùa SỵiPhơ gia Bét ®¸
Ðp t¹o h×nh
Trén Ðp ®ïn
§Þnh l­ỵng §Þnh l­ỵng
C¾t baviaS¶n phÈm
§Þnh l­ỵng

Bụi, chất thải,
tiếng ồn, nhiệt
Nhiệt, tiếng ồn,
hơi dung mơi,
khí độc,
cadimi…
Sản phẩm
hư, chất
thải…
Hình 30: Sơ đồ công nghệ tái chế Nilon
Đồ án tốt nghiệp

Vấn đề môi trường trong quá trình tái chế nhựa Nylon
Các quá trình xử lý tái chế rác thải Nylon để sản xuất VLXD tất nhiên
sẽ kèm theo sự phát sinh ô nhiễm môi trường.
• Quá trình phân lo, tuyển chọn, xay rửa sẽ có sự lây nhiễm của các vi sinh
vật trong rác thải.
• Quá trình rửa rác thải sẽ sinh ra nước thải.
• Quá trình sấy sau đó và các quá trình trộn nguyên liệu sẽ sinh ra buiï, khí
độc hại.
• Quá trình đùn, ép gia công sản sản phẩm phải gia nhiệt ở nhiệt độ cao sinh
ra khí độc, khói độc, hơi các kim loại nặng độc hại như Chì, Cadimi..
Ngoài ra còn có rất nhiều tác động về môi trường khác mà chúng ta cần
nghiên cứu đánh giá để cảnh báo và có những biện pháp ngăn ngừa và
giảm thiểu những tác động xấu đến môi trường và sức khoẻ của những
người trực tiếp sản xuất và sản phẩm tái chế phải được an toàn.
3.3.2.2. Tái sinh Polyetylenterephtalat (PET)
Tái chế nhựa PET là một ví
dụ về tái chế nhựa thành
công và phổ biến nhất. PET

được sử dụng rộng rãi trong
công nghiệp đồ uống nên
trở thành đối tượng chất dẻo
GVHD: PGS.TS Hoàng Hưng
SVTH : Nguyễn Thò Nhung Trang 55
Hình 31:Vòng lưu chuyển của nhựa PET
Đồ án tốt nghiệp
tái sinh chủ yếu. PET là một phế liệu đứng sau nhôm nên vấn đề tái chế
nhựa rất được quan tâm.
PET là một polyeste trùng ngưng, được chế tạo nhờ phản ứng của
điaxit với điancol. Có 2 bước để tổng hợp PET. Bước thứ nhất, có thể
este hoá terephtalic axit (TPA) và etylenlycol (EG) hoặc chuyển este
của đimetylterephtalic (DMT) và EG. Phản ứng xảy ra dưới áp suất.
Trong cả hai trường hợp, sản phẩm tạo thành là dieste. Bước thứ hai là
trùng ngưng dieste để tạo thành PET. Bước này xảy ra trong điều kiện
chân không.
Nhưng thực tế thì tái chế PET phức tạp hơn nhiều.
Bảng 9: Các Comonome có mặt trong nhựa PET tái sinh
Comonome Hàm lượng, % trọng lượng
dietylenlyco (DEG) 1,8-2,2
Isophtalic (IPA) 0-0,7
Xyclohexandimetanol
(XHDM)
0-0,3
“Nguồn: môi trường trong gia công chất dẻo và compozit- Trần Vónh Diệu, Trần
Lê Trung”
Các tạp chất hay xảy ra trong công nghệ tái chế PET.
• Axit: Trong quá trình ép đùn để tái sinh PET ở nhiệt độ cao, tạp chất làm
hình thành hợp chất mang tính axit có tác
dụng xúc tác cho phản ứng cắt mạch. Các

tạp chất như PVC, keo dán...vảy PVC làm
từ chai PVC sẽ tạo ra Axit HCl, lớp lót
PVC trong nút chai thực sự là một khó
khăn trong quá trình tái chế PET. Vì PET
GVHD: PGS.TS Hoàng Hưng
SVTH : Nguyễn Thò Nhung Trang 56
Hình 32: Một số loại chai PET.
Đồ án tốt nghiệp
và PVC có tỷ trọng tương đói giống nhau nên rất khó phân loại. Khi tái chế
PET dù lượng dính một chút lượng PVC (1 ppm) cũng làm thoái hoá mạnh
PET ở nhiệt độ gia công và đổi màu của sản phẩm
• Hạt tạp chất: các hạt này làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm tái sinh
bò nhiễm bẩn.
Vấn đề môi trường trong tái chế nhựa PET:
Nhựa PET được sử dụng rất rỗng rãi trên nhiều lónh vực khác nhau.
Trong công nghệ tái sinh nhựa PET, yêu cầu độ tinh khiết của nguồn
nguyên liệu luôn đặt lên hàng đầu. Nói chung không thể chấp nhận tạp
chất bẩn trong sản xuất sợi hay chai vì tạp chất làm dòn và làm giảm độ
thẩm mỹ của sản phẩm. Nên cần pha thêm các chất phụ gia ổn đònh và
gia nhiệt ở nhiệt độ cao 285
0-
C “Nguồn: môi trường trong gia công chất
dẻo và compozit- Trần Vónh Diệu, Trần Lê Trung” để tạo ra sản phẩm
có chất lượng tốt. Gia nhiệt ở nhiệt độc cao để khả năng phân huỷ các
tạp chất được hoàn toàn. Mà trong chai PET lại có màng PVC phân huỷ
tạo ra khí độc hại. Mặt khác, chai PET thường được dùng một cách vô
tình để đựng thuốc trừ sâu, nhiên liệu, chất tẩy rửa,..những vật liệu này
ảnh hưởng đến sức khoẻ cộng đồng nếu vẫn còn lại một lượng hết sức
nhỏ sau khi tái sinh (DDT) cũng gây ra một hậu quả khôn lường.. Chính
điều này làm ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường.

GVHD: PGS.TS Hoàng Hưng
SVTH : Nguyễn Thò Nhung Trang 57
Đồ án tốt nghiệp
3.3.2.3. Tái sinh Polyvinylclorua (PVC)
PVC là một chất dẻo đa dụng và được xếp thứ hai sau PET về
mức độ tiêu thụ. Tuy nhiên, tái sinh PVC phế liệu không diễn ra mạnh
mẽ như tái sinh PET và PE. Có rất nhiều ngành công nghiệp sử dụng
PVC, trong đó ngành xây dựng chiếm cao nhất. Ước tính PVC phế thải
trong ngành xây dựng chiến 30% khối lượng PVC phế thải.
Do những ứng dụng của nhựa PVC trong nhiều lónh vực nên có những
phương pháp tái chế PVC trong từng lónh vực
GVHD: PGS.TS Hoàng Hưng
SVTH : Nguyễn Thò Nhung Trang 58
Hình 33: Sơ đồ phân hủy nhiệt của các tạp chất trong chai PET
đệm kín bằng
etylen vinyl axetat
Axit axetic
Keo dán
Các axít nhựa
Axít abietic
Nhãn
PVC Axít HCl
Mảnh cùa chai PVC