Nghiên cứu quy trình công nghệ tái chế rác thải rắn của nhà máy sản xuất giấy bao bì công nghiệp tại Việt Nam
Bao bì công nghiệp là một trong các sản phẩm chính của ngành giấy Việt Nam, với sản lượng chiếm trên 70% tổng sản lượng sản xuất của ngành giấy. Nhu cầu tiêu dùng giấy nói chung, các tông và giấy bao bì công nghiệp nói riêng ngày càng tăng theo tốc độ phát triển của nền kinh tế và sự văn minh của mỗi quốc gia. Khi nền công nghiệp càng phát triển thì nhu cầu bao bì, trong đó có bao bì sản xuất từ giấy và các tông ngày càng lớn. Điều đó tạo ra một thị trường ngày càng phát triển, ngày càng mở rộng và ổn định cho các sản phẩm các tông và giấy bao gói công nghiệp. Nguyên liệu dùng cho sản xuất giấy bao bì công nghiệp chủ yếu là giấy loại hòm hộp các tông cũ (OCC). Trong giấy loại nói chung và OCC nói riêng thường có chứa các tạp chất không phải là giấy. Tỷ lệ tạp chất phụ thuộc vào loại giấy loại, hệ thống thu gom và các yếu tố khác. Thực tế sản xuất, tỷ lệ tạp chất trong giấy loại OCC có thể lến tới 5%. Thành phần của tạp chất gồm: lớp màng nhựa, băng keo dán, đinh ghim, xoắn ốc bằng kim loại, thủy tinh, cát sạn,… trong đó phần lớn là vật liệu nhựa. Các loại vật liệu này được loại bỏ trong công đoạn đánh tơi tại máy nghiền thủy lực của quá trình sản xuất giấy và được gọi là chất thải rắn. Hiện tại Việt Nam các chất thải rắn phát sinh trong quá trình sản xuất giấy bao bì công nghiệp thường được xử lý bằng cách chôn lấp hoặc giao cho các công ty môi trường đem đi xử lý. Các giải pháp này không những không giải quyết triệt để được vấn đề về môi trường, mà còn làm mất đi một nguồn nguyên liệu có thể tái chế phục vụ sản xuất và kinh doanh của chính các công ty sản xuất giấy bao bì công nghiệp.
Với thực trạng sản xuất giấy bao bì công nghiệp tại Việt Nam, các nhà máy rất cần có một nghiên cứu để xây dựng được quy trình công nghệ cũng như dây chuyền thiết bị xử lý chất thải rắn có khả năng thu hồi bột giấy và tái chế nhựa phế thải tiên tiến đáp ứng các quy định về bảo vệ môi trường. Chính vì vậy, nhóm nghiên cứu, đứng đầu là CN. Vương Phan Linh, Công ty cổ phần công nghệ Xen_lu_lo đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu quy trình công nghệ tái chế rác thải rắn của nhà máy sản xuất giấy bao bì công nghiệp tại Việt Nam” với mục tiêu xây dựng được quy trình công nghệ và chế tạo dây chuyền thiết bị tái chế rác thải nhựa quy mô công suất 10 tấn rác thải nhựa/ngày của nhà máy sản xuất giấy bao bì công nghiệp; lắp đặt, vận hành thử nghiệm dây chuyền tái chế rác thải nhựa tại Công ty CP giấy Vạn Điểm; đánh giá hiệu quả kinh tế, kỹ thuật, môi trường và tính khả thi nhân rộng.
Sau một thời gian triển khai, Đề tài đã thực hiện các nội dung nghiên cứu và đạt được kết quả:
1. Nghiên cứu phân loại rác thải nhựa trong chất thải rắn của quá trình sản xuất giấy bao bì công nghiệp. Trong thực tế sản xuất, chất thải rắn có trong nguyên liệu giấy loại OCC được thải loại tại công đoạn đánh tơi thủy lực chiếm khoảng 5%. Thành phần của chất thải rắn chủ yếu là nhựa, chiếm trên 90%. Các tạp chất không phải là nhựa gồm đinh gim, giấy nhôm (bạc), gỗ… Rác thải nhựa phần lớn có màu trắng và trong suốt, loại có màu sắc khác chiếm tỷ lệ không đáng kể. Hàm lượng nhựa PVC, PET chiếm khoảng gần 7,0%, phần còn lại là nhựa PP và PE. Nhựa PP và PE có tỷ lệ gần tương đương nhau. Do vậy, quy trình tái chế rác thải nhựa sẽ không cần công đoạn phân loại rác thải nhựa. Hàm lượng xơ sợi bột giấy bám dính vào rác thải nhựa chiếm khoảng 20%. Thành phần bột giấy chủ yếu là xơ sợi kraft chưa tẩy trắng từ gỗ lá thông, có độ bền cơ lý cao thích hợp cho việc sản xuất giấy làm túi, làm mặt của các tông lớp mặt.
2. Đã tiến hành các nghiên cứu để xây dựng quy trình công nghệ tái chế rác thải nhựa tạo hạt nhựa tái sinh và thu hồi xơ sợi bột giấy. Quy trình gồm các các công đoạn chính:
- Công đoạn tách xơ sợi ra khỏi vật liệu nhựa: Vật liệu được đánh tơi trong thiết bị đánh tơi tốc độ cao để tách các xơ sợi bột giấy bám dính vào nhựa. Huyền phù bột giấy được chuyển vào bể chứa của hệ thống thu hồi bột giấy. Vật liệu nhựa được đưa vào thiết bị rửa, nước rửa được chuyển vào bể chứa, vật liệu nhựa được chuyển vào thiết bị vắt khô.
- Công đoạn thu hồi xơ sợi bột giấy: Huyền phù bột giấy được tách loại tạp chất nặng nhẹ, tiếp theo được cô đặc tới nồng độ (≥ 3%) và đưa vào bể chứa bột giấy dùng cho sản xuất giấy bao bì công nghiệp. Nước thải được chuyển vào hệ thống xử lý nước thải chung của đơn vị sản xuất.
- Công đoạn tái chế nhựa: Vật liệu nhựa sau vắt khô được chuyển vào máy ép đùn một trục vít. Các sợi nhựa từ máy ép đùn qua máng nước làm nguội được đưa vào máy cắt tạo hạt nhựa tái sinh (phương pháp tạo hạt lúc nguội).
- Phương án xử lý khí thải phát sinh trong quá trình tái chế nhựa: Khí thải tạo ra tại công đoạn tái chế nhựa được gom và dẫn vào hệ thống xử lý khí thải theo phương pháp hấp phụ sử dụng than hoạt tính.
3. Đã tiến hành nghiên cứu, tính toán để thiết kế các thiết bị trong hệ thống xử lý rác thải rắn với công suất 10 tấn/ngày, gồm: Băng tải để chuyển vật liệu nhựa vào thiết bị cắt xé; Thiết bị cắt xé; Băng tải chuyển vật liệu vào thiết bị đánh tơi tốc độ cao; Thiết bị đánh tới tốc độ cao; Thiết bị rửa và vớt vật liệu nhựa;Thiết bị vắt khô ly tâm; Thiết bị ép đùn một trục vít và tạo hạt nhựa lúc nguội.
4. Đã tiến hành chế tạo các thiết bị trong hệ thống xử lý rác thải rắn với công suất 10 tấn/ngày; xây dựng phương án mặt bằng nhà xưởng, các bể chứa huyền phù bột giấy; lắp đặt và kết nối các thiết bị trong dây chuyền xử lý rác thải nhựa tạo hạt nhựa tái sinh và thu hồi xơ sợi bột giấy tại Công ty CP giấy Vạn Điểm; tiến hành chạy thử không tải và hiệu chỉnh thiết bị.
5. Đã tiến hành các đợt sản xuất thử: Sản xuất được 9,2 tấn hạt nhựa tái sinh đạt các chỉ số kỹ thuật đề ra; bột giấy tái chế. Hoàn chỉnh quy trình công nghệ tái chế rác thải nhựa đã được thiết lập trong phòng thí nghiệm. Nước làm mát của công đoạn tái chế nhựa tạo hạt nhựa tái sinh có các thông số kỹ thuật đáp ứng các quy định trong QCVN 12:2015/BTNMT, nên không cần phải đưa vào hệ thống xử lý nước thải chung của đơn vị sản xuất.
6. Đã tiến hành đánh giá hiệu quả kinh tế kỹ thuật, môi trường và tính khả thi nhân rộng của dây chuyền xử lý rác thải rắn của các nhà máy sản xuất giấy bao bì công nghiệp. Sản phẩm của quá trình tái chế là hạt nhựa tái sinh và bột giấy tái chế. Hạt nhựa tái sinh có chất lượng phù hợp cho công nghệ gia công, sản xuất xuất các loại bao bì, đồ dùng trong sinh hoạt hàng ngày như: túi, khay đựng đồ, pallet... Với dây chuyền tái chế rác thải rắn có công suất 10 tấn/ngày (300 tấn/năm), tổng mức đầu tư sẽ khoảng 3,8 tỷ (dây chuyền tái chế được xây dựng trong nhà máy), thì thời gian hoàn vốn là 2,74 năm, tỷ lệ lãi ròng ướt tính so với tổng doanh thu là 12,2 %. Như vậy việc đầu tư dây chuyền tái chế sẽ tạo ra sản phẩm mới, tận thu được nguồn nguyên liệu xơ sợi bột giấy, giúp doanh nghiệp phát triển bền vững. Bằng việc hỗ trợ công nghệ trong phương án triển khai sẽ giúp cho việc nhận rộng được mô hình xử lý rác thải rắn vào các đơn vị sản xuất giấy bao bì công nghiệp tại Việt Nam.
7. Đã tiến hành biên soạn tài liệu hướng dẫn vẫn hành, và an toàn của các thiết bị trong dây chuyền tái chế rác thải nhựa tạo hạt nhựa tái sinh và thu hồi xơ sợi bột giấy. Đào tạo lý thuyết và thực hành cho 02 cán bộ kỹ thuật và 16 công nhân vận hành hệ thống thiết bị.
Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 17595/2020) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.
https://vista.gov.vn/
