TCDN - Rác thải nilon hiện là vấn nạn lớn ở Việt Nam và nhiều quốc gia trên thế giới. Hướng xử lý tích cực là tái chế rác thải nilon trở lại thành nguyên liệu sản xuất, bởi rác thải nilon có nguồn gốc chủ yếu là từ rác thải sinh hoạt nên thường ở dạng túi, có nhiều chất bẩn bám dính.

TÓM TẮT:

Rác thải nilon hiện là vấn nạn lớn ở Việt Nam và nhiều quốc gia trên thế giới. Hướng xử lý tích cực là tái chế rác thải nilon trở lại thành nguyên liệu sản xuất, bởi rác thải nilon có nguồn gốc chủ yếu là từ rác thải sinh hoạt nên thường ở dạng túi, có nhiều chất bẩn bám dính. Việc làm sạch rác thải nilon tốn nhiều chi phí nước và hóa chất. Máy làm sạch rác thải nilon MLSNL - 500 theo nguyên lý đập rũ đã được chế tạo để làm sạch sơ bộ rác thải nilon trước khi rửa giúp giảm chi phí sử dụng nước sạch, điện năng, hóa chất, hạ giá thành tái chế.

1. Mở đầu

Túi nilon xuất hiện cách đây khoảng 150 năm do nhà hóa học Anh Alexander Parkes phát minh. Túi nilon được sản xuất từ nhựa polyethylene có nguồn gốc từ dầu mỏ và quá trình tự phân hủy của nó diễn ra rất chậm. Với tính tiện dụng, nilon được sử dụng rộng rãi ở dạng túi trong sản xuất và đời sống. Trong rác thải sinh hoạt có một lượng khá lớn túi nilon và được gọi là “ô nhiễm trắng”.

Hiện nay ở các nước phát triển và một số nước đang phát triển đã có những biện pháp quản lý, chính sách, kỹ thuật phù hợp đã ngăn chặn cơ bản “ô nhiễm trắng” như: phân loại rác thải tại nguồn (hộ gia đình); thay thế vật liệu làm túi nilon polyethylene bằng vật liệu dễ phân hủy; có công nghệ tiên tiến để tái chế lại túi nilon polyethylene nhằm hạn chế lượng túi nilon polyethylene sử dụng trong xã hội.

Vào những năm 1980, lượng túi nilon được sử dụng hãy còn ít, việc thu gom, quản lý loại rác này rất đơn giản. Với nhu cầu thị trường túi nilon cao gấp nhiều lần khả năng sản xuất, nên giá thành rất cao, yêu cầu đặt ra cho chất lượng túi nilon tái chế không khắt khe, người tái chế túi nilon có lãi cao. Ở các vùng đô thị, nơi có nhu cầu tiêu thụ lớn, đã xuất hiện và phát triển “nghề lượm bịch nilon” để làm nguyên liệu cho ngành công nghiệp tái chế chất dẻo nói chung, đặc biệt là nilon.

Tuy nhiên vào đầu thập niên 1990, với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ và sự hội nhập nhanh kinh tế trong nước với thế giới, giá nhiều nguyên liệu sản xuất trong nước, trong đó có hạt nhựa, nguyên liệu chính để sản xuất các sản phẩm nhựa giảm mạnh. Công nghệ tái chế nilon trong nước lúc này không còn khả năng cạnh tranh tốt với nguyên liệu nilon chính phẩm.

“Ô nhiễm trắng” chính thức bắt đầu xuất hiện trong nước. Chính phủ và chính quyền nhiều địa phương (đặc biệt là ở các đô thị lớn) đã đưa ra nhiều giải pháp để ngăn chặn, khắc phục như các chính sách kinh tế hỗ trợ công tác tái chế, đầu tư khoa học công nghệ để nâng cao chất lượng nilon sau tái chế, giảm thiểu nguồn ô nhiễm phát sinh trong quá trình tái chế. Tại nhiều bãi rác đô thị đã có cơ sở tái chế nilon từ rác thải thành hạt nhựa nguyên liệu phục vụ cho các ngành công nghiệp chất dẻo với trang thiết bị chủ yếu do trong nước sản xuất.

Như tại bãi rác đô thị ở Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh, Bà Rịa - Vũng Tàu, Thừa Thiên - Huế, Hải Dương,… Ngoại trừ bãi rác đô thị ở Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh, hầu hết các bãi rác còn lại, công đoạn làm sạch nilon phế thải đều làm sạch bằng thủ công rửa bằng tay, chỉ một số khâu như băm nhỏ và đùn ép là làm bằng cơ giới.

Việc làm sạch nilon phế thải bằng thủ công như vậy vừa cho năng suất thấp, ảnh hưởng lớn đến sức khỏe người lao động, vừa ảnh hưởng đến môi trường vì nước sau khi rửa là nguồn chất thải có nồng độ ô nhiễm cao. Báo chí trong nước đã có nhiều bài viết tố cáo tình trạng này. Với công nghệ tái chế lạc hậu như vậy đã làm ảnh hưởng không nhỏ đến việc giải quyết tình trạng “ô nhiễm trắng”.

Vào cuối năm 2008, công ty Cổ phần VIETSTAR (Thành phố Hồ Chí Minh) đã đầu tư một nhà máy xử lý rác thải kết hợp chôn lấp hiện đại theo công nghệ của Châu Âu. Trong nhà máy này có dây chuyền công nghệ hiện đại tái chế nilon từ nguồn rác thải làm nguyên liệu chất lượng cao cho ngành công nghiệp chất dẻo. Công đoạn làm sạch rác thải nilon được tiến hành bằng cách rửa có sử dụng hóa chất tẩy rửa. Như đã phân tích ở trên, việc sử dụng quá nhiều nước để làm sạch kéo theo hệ lụy là phát sinh thêm nguồn nước thải không nhỏ, có mức độ ô nhiễm cao.

Máy làm sạch nilon MLSNL - 500 theo thu gom từ nguồn rác thải sinh hoạt theo nguyên lý đập rũ lần đầu tiên được nghiên cứu và chế tạo thành công tại trường Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh. Máy là sản phẩm của đề tài nghiên cứu khoa học cấp thành phố. Tác giả đã cho chạy thử nghiệm máy và tiến hành tính toán, so sánh giá thành làm sạch nilon từ nguồn rác thải giữa hai công nghệ có và không có sử dụng máy làm sạch nilon từ nguồn rác thải sinh hoạt.

2. Cách tiếp cận và phương pháp đánh giá hiệu quả kinh tế - kỹ thuật máy làm sạch nilon

2.1. Cách tiếp cận

Đánh giá hiệu quả kinh tế - kỹ thuật công đoạn làm sạch nilon từ nguồn rác thải thông qua đánh giá giá thành làm sạch, chỉ tiêu môi trường, mức độ tiết kiệm năng lượng.

Sử dụng máy làm sạch nilon từ nguồn rác thải MLSNLK - 500 có quy mô năng suất là 500 kg/h nhằm phù hợp với dây chuyền công nghệ tái chế cho công ty Cổ phần VIETSTAR. Máy MLSNLK - 500 được thiết kế đồng dạng với máy MLSNLK - 500 đạt các chỉ tiêu tối ưu về mức độ làm sạch đạt được Stư = 92,34 %, mức tiêu thụ điện năng Artư = 15,500 kWh/t.

2.2. Phương pháp đánh giá hiệu quả kinh tế - kỹ thuật công đoạn làm sạch rác thải nilon

a) Công nghệ công đoạn làm sạch

Công nghệ làm sạch nilon từ nguồn rác thải không sử dụng máy làm sạch nilon MLSNLK - 500 và sử dụng máy làm sạch túi nilon được biểu diễn như hình 1 và hình 2.

So sánh 2 công nghệ làm sạch đã nêu cho thấy ở công nghệ không sử dụng máy làm sạch nilon MLSNLK - 500 tiêu thụ nước sạch, phát sinh nước thải nhiều hơn, chất thải thu từ công đoạn làm sạch sơ bộ cùng chung với nước thải nên cần có các thiết bị kèm theo như bể tách nước, máy ép bùn tách nước. Đồng thời giá thành đầu tư tăng cao hơn vì giá thiết bị rửa cao hơn giá máy MLSNLK - 500 có cùng quy mô năng suất 500 kg/h.

b) Phương pháp tính giá thành

Giá thành công đoạn làm sạch hay phần công việc trong công đoạn tính theo công thức:

Trong đó:

M - giá các máy thực hiện công đoạn làm sạch, đ;

S - các chi phí sửa chữa các máy trong một thời hạn phục vụ, đ; 

T - thời hạn phục vụ của các máy thực hiện công đoạn làm sạch, h; 

Q - năng suất máy không tính đến sự mất mát do nguyên nhân tổ chức, t/h; 

C_L - lương công nhân trên một đơn vị sản phẩm,  đ/t; 

C_N - chi phí năng lượng trên một đơn vị sản phẩm, đ/t; 

C_P - chi phí các vật liệu phụ trên một đơn vị sản phẩm, đ/t; 

C_C - chi phí các vật liệu cơ bản trên một đơn vị sản phẩm, đ/t; 

C_H - chi phí sản phẩm bị mất mát và hư hỏng trên một đơn vị sản phẩm, đ/t; 

C_M - chi phí xử lý chất thải (nước thải trong quá trình nghiền) trên một đơn vị sản phẩm, đ/t.

2.3. Phương pháp so sánh giá thành giữa hai công nghệ làm sạch

Vì 2 công nghệ làm sạch đều có các công việc giống nhau là băm nhỏ và sấy khô nilon, nên trong so sánh giá thành không tính toán các thành tố này. 

2.4. Phương pháp đánh giá chỉ tiêu tiêu thụ nước

Chỉ tiêu tiêu thụ nước là lượng nước sử dụng trong quá trình làm sạch nilon trên một đơn vị sản phẩm GN (m3/t).

2.5. Phương pháp đánh giá chỉ tiêu môi trường

Chỉ tiêu môi trường đánh giá thông qua chi phí xử lý nước thải trên một đơn vị sản phẩm là CM (đ/t).

2.6. Phương pháp đánh giá chỉ tiêu năng lượng

Chỉ tiêu năng lượng là mức tiêu thụ điẹn năng dùnbg trong quá trình làm sạch Ar (kWh/t).

3. Kết quả và thảo luận

3.1. Giá thành làm sạch sơ bộ nilon từ nguồn rác thải bằng máy MLSNLK - 500

 * Xác định giá máy M 

Giá thành máy MLSNLK - 500 tính đến chi phí chế tạo, khấu hao nhà xưởng, thuế thu nhập doanh nghiệp, thuế VAT và vốn vay sản xuất cùng tích lũy cho doanh nghiệp chế tạp là 110 triệu đồng.

* Thời hạn phục vụ của máy T 

Máy làm sạch nilon từ nguồn rác thải MLSNLK - 500 thuộc dạng máy nông nghiệp, nên thời hạn phục vụ theo chu kỳ: Sửa chữa Lớn - Sửa chữa nhỏ  - Sửa chữa nhỏ - Sửa chữa trung bình  - Sửa chữa nhỏ  - Sửa chữa nhỏ  - Sửa chữa lớn.

Với máy nông nghiệp theo tính theo phục vụ sản xuất là 5.000 h. Chọn T = 5.000 h. 

* Chi phí sửa chữa máy trong một thời hạn phục vụ S

Chi phí sửa chữa máy trong thời hạn phục vụ đối với máy MLSNLK - 500 là máy nông nghiệp được tính từ 10 - 20 % giá mua máy. 

Chọn S = 0,2. M = 22.000.000  đ

Trong đó: M - giá mua (bán) máy, đồng.

* Năng suất máy không tính đến sự mất mát do nguyên nhân tổ chức Q

Q = 500 kg/h = 0,5 t/h.

* Lương công nhân trên một đơn vị sản phẩm C_L

Lương công nhân trên 1 đơn vị sản phẩm CL tính theo công thức:

Trong đó:

i - số người lao động trong 1 ngày (ca máy), [người]

C - lương khoán ngày cho 1 công nhân, C = 250.000 đ/ngày công, ngày làm việc T_NC = 8 h.

T_NC1 - số giờ làm việc trong ngày, T_NC = 8 h;

Q - năng suất máy MLSNLK - 500 , Q = 0,5 t/h.

* Chi phí năng lượng trên một đơn vị sản phẩm C_N

Chi phí năng lượng tính theo công thức:

C_N = G_Đ . Ar = 2200. 15,500 = 3100 đ/t

Trong đó: Ar - chi phí điện năng riêng để làm sạch 1 tấn rác thải nilon Ar = 15,500 kWh/t

* Chi phí các vật liệu phụ trên một đơn vị sản phẩm C_P

Vật liệu phụ phục vụ làm sạch rác thải nilon từ nguồn rác thải bằng máy MLSNLK - 500 gồm dầu, mỡ bôi trơn, rẻ lau, nước rửa máy, hóa chất...Tính chung chi phí các vật liệu phụ trên một đơn vị sản phẩm C_P = 5.000 đ/t.

* Chi phí nước rửa trên một đơn vị sản phẩm C_C

Vật liệu cơ bản phục vụ làm sạch là nước. Do máy làm sạch bằng phương pháp khô nên C_C = 0.

* Chi phí sản phẩm bị mất mát và hư hỏng trên một đơn vị sản phẩm C_H

Chi phí sản phẩm bị mất mát và hư hỏng trên một tấn sản phẩm C_H cho khâu làm sạch sơ bộ có thể bỏ qua nên C_H = 0.

* Chi phí xử lý chất thải (nước thải trong quá trình làm sạch) trên một đơn vị sản phẩm C_M

Vì không sử dụng nước nên C_M = 0.

* Giá thành làm sạch 1 tấn rác thải nilon bằng máy làm sạch MLSNLK - 500:

Giá thành làm sạch 1 tấn rác thải nilon bằng máy làm sạch MLSNLK - 500 là:

G_T = 15400 , đ/t;

3.2. So sánh giá thành làm sạch nilon từ nguồn rác thải giữa hai công nghệ có và không có sử dụng máy làm sạch nilon từ nguồn rác thải MLSNLK - 500

Kết quả tính toán các thành tố của giá thành công đoạn làm sạch nilon từ nguồn rác thải có và không sử dụng máy làm sạch sơ bộ MLSNLK - 500 trình bày như bảng 1.

Ghi chú: (*) - Công nghệ làm sạch nilon từ nguồn rác thải không sử dụng máy làm sạch nilon MLSNLK - 500;

(**) - Công nghệ làm sạch nilon từ nguồn rác thải có sử dụng máy làm sạch nilon MLSNLK - 500.

Giá thành làm sạch 1 tấn rác thải nilon từ nguồn rác thải không sử dụng máy làm sạch nilon MLSNLK - 500:

G_T1 = 360.000 + 250.000 + 148.500 + 647.500 + 600.000 + 0 + 2.625.500

G_T1 = 631.500 đ/t

Giá thành làm sạch 1 tấn rác thải nilon từ nguồn rác thải có sử dụng máy làm sạch nilon MLSNLK - 500:

G_T1 = 292.800 + 250.000 + 133.100 + 520.000 + 3200.000 + 0 + 1.400.000

G_T1 = 2.915.900 đ/t

Việc ứng dụng máy làm sạch nilon MLSNLK - 500 vào công nghệ làm sạch nilon từ nguồn rác thải giúp tiết kiệm chi phí:

TKGT = 4631500 - 2915900 = 1.715.600 đ/t

4. Kết luận

Máy làm sạch rác thải nilon có nguyên lý làm việc kiểu đập rũ đạt hiệu quả làm sạch sơ bộ cao cả về giá thành lẫn chất lượng làm việc, không tạo thêm nguồn ô nhiễm, chủ động thu hồi được chất thải trong quá trình làm việc.

Đưa máy làm sạch nilon theo nguyên lý đập rũ vào công nghệ xử lý tái chế nilon thu gom từ nguồn rác thải sẽ làm hạ giá thành tái chế nhờ giảm chi phí đầu tư thiết bị, giảm điện năng, nước sạch, hóa chất phục vụ cho quá trình là sạch cũng như giảm nguồn nước thải phát sinh trong tái chế.

TÀI LIỆU THAM KHẢO:

1. Nguyễn Thị Kiều Hạnh, Nguyễn Như Nam, Ngô Kiều Nhi; 2013; “Nghiên cứu sự ảnh hưởng của một số thông số công nghệ tới hiệu quả làm sạch nylon bằng máy làm sạch nilon theo nguyên lý đập dọc trục”; Kỷ yếu Hội nghị Khoa học và Công nghệ toàn quốc về cơ khí lần thứ III, NXB Khoa học và Kỹ thuật; trang 178 - 183.

2. Nguyễn Thị Kiều Hạnh, Nguyễn Như Nam, Ngô Kiều Nhi; 2015; "Mô hình hóa và mô phỏng quá trình làm sạch rác thải nilon trong buồng làm sạch của máy làm sạch nilon theo nguyên lý đập - hút"; Tạp chí phát triển khoa học và công nghệ, Tập 18 - Số K8/2015; trang 94 - 103.

3. Nguyễn Thị Kiều Hạnh, Nguyễn Như Nam, Ngô Kiều Nhi; 2015; "Xây dựng phương trình vi phân biểu diễn chuyển động của khối nilon trên bề mặt răng đập ở máy làm sạch nilon theo nguyên lý đập - hút"; Tạp chí phát triển khoa học và công nghệ, Tập 18 - Số K8/2015; trang 104 - 110.

4. Tổng cục môi trường, Vụ quản lý chất thải, 2019. Báo cáo chất thải nhựa và túi nilon tại Việt Nam.

Th.S Nguyễn Thị Kiều Hạnh

Trường Đại học Nông Lâm TP. HCM