BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH TÁI CHẾ NHỰA HDPE TỪ
NGUỒN NHỰA PHẾ LIỆU

Họ và tên sinh viên: VÕ TRỌNG NGHĨA
Ngành: CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
Niên khóa: 2004 – 2008

TPHCM, Tháng 08 / 2008


LỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trường đại học Nông Lâm TP.HCM
đã tận tâm giảng dạy em trong suốt khóa học 2004 – 2008. Đặc biệt, em xin
chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Lê Tấn Thanh Lâm, người đã tận
tình hướng dẫn, giúp đỡ em trong suốt quá trình làm bài.
Một lần nữa, em xin bày tỏ lòng biết ơn đến công lao dạy dỗ của các thầy
cô, gia đình, sự giúp đỡ tận tình của bạn bè trong việc học tập cũng như trong
việc hoàn thành tiểu luận này.
Tiểu luận được hoàn thành bằng nỗ lực của bản thân. Tuy nhiên, do trình
độ kiến thức còn hạn chế nên tiểu luận sẽ không tránh khỏi những sai sót. Kính
mong thầy cô đóng góp ý kiến để tiểu luận của em hoàn chỉnh và phong phú
hơn.
Em xin trân trọng và cảm ơn.

ii

MỤC LỤC
Trang tựa ........................................................................................................................ i
Lời cảm ơn .................................................................................................................... ii
Mục lục ........................................................................................................................ iii
Danh sách các từ viết tắt .............................................................................................. v
Danh sách các hình ...................................................................................................... vi
Danh sách các bảng .................................................................................................... viii
Chương I MỞ ĐẦU........................................................................................................1
1.1. Nhu cầu thị trường. ..............................................................................................1
1.2. Khó khăn và thách thức........................................................................................1
1.3. Vấn đề đặt ra. .......................................................................................................2
Chương II NGUYÊN LIỆU VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP THU HỒI.............................4
2.1 . Những tác hại của nhựa phế liệu..........................................................................4
2.2 . Tình hình tái chế nhựa phế liệu hiện nay. ...........................................................6
2.3. Các phương pháp tái chế thu hồi..........................................................................9
2.4.

Nhựa HDPE. ...................................................................................................15

2.5. Nguyên liệu phế phẩm. ......................................................................................18
2.6.

Các quy trình tái chế HDPE............................................................................21

Chương 3 LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP VÀ THIẾT BỊ TRONG QUY TRÌNH TÁI
CHẾ HDPE....................................................................................................................28
3.1.

Quy trình công nghệ lựa chọn. .......................................................................28


3.2. Cân bằng vật chất. ..............................................................................................30
3.3. Lựa chọn thiết bị trong quy trình tái chế............................................................31
3.4. Tính toán kinh tế. ...............................................................................................53
iii


Chương 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.....................................................................67
4.1. Kết luận. .............................................................................................................67
4.2.

Kiến nghị. .......................................................................................................67

TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................69

iv


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

CTCN: Chất thải công nghiệp
CTR: Chất thải rắn
DN: Doanh nghiệp
TNS: Tác nhân sấy.
VNS: Vật liệu sấy.
PE: Polyetylene.
PP: Polypropylene.
PVC: polyvinylcloru.
PET: Polyetylenterephtalat.
HDPE: High Density Poly Ethylene


v


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 2.1. Quy trình tái chế nhựa
Hình 2.2. Biểu đồ tái chế của thế giới từ năm 1995 – 2001
Hình 2.3. Chu trình tái chế
Hình 2.4. Phương pháp tầng xoáy
Hình 2.5. Chu trình tái chế nhựa
Hình 2.7. Cấu tạo hai chiều của HDPE
Hình 2.8. Cấu tạo ba chiều của HDPE
Hình 2.9. Màng chống thấm HDPE
Hình 2.10. Một số hình ảnh về nhựa phế liệu
Hình 2.11. Phế liệu sinh hoạt
Hình 2.12. Quy trình tái chế nhựa tại Đức
Hình 2.13. Sơ đồ sản xuất màng HDPE thứ cấp
Hình 2.14. Thiết bị giải trùng hợp
Hình 2.15. Tái sinh nhựa phế liệu ở Nhật
Hình 3.1. Thiết bị làm sạch nhựa kiểu từ tính
Hình 3.2. Trường hợp nhựa nhẹ nhất trong hỗn hợp
Hình 3.3. Giai đoạn hai của quá trình phân riêng
Hình 3.4. Máy băm nhựa WEDLON GP – 1000R do WEDLON (Đài Loan)
Hình 3.5. Máy sấy thùng quay
Hình 3.6. Cấu trúc máy đùn
vi


Hình 3.7. Cấu tạo trục vít
Hình 3.8. Thân của máy đùn

Hình 3.9. Quá trình gia nhiệt và làm lạnh
Hình 3.10. Tấm chắn
Hình 3.11. Cấu tạo đầu tạo hình
Hình 3.12. Máy ép đùn

vii


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 3.1:

Cân bằng vật chất.

Bảng 3.2:

Các thông số về máy cắt.

Bảng 3.3:

Một số dầu mỡ động thực vật cho xà phòng natri có chất lượng hơn các

dầu mỡ khác.
Bảng 3.4: Bảng phân bố nhân sự của nhà máy.
Bảng 3.5: Bảng lương cho công nhân trực tiếp sản xuất.
Bảng 3.6: Bảng lương cho công nhân lao động gián tiếp.
Bảng 3.7: Bảng giá thiết bị máy móc.
Bảng 3.8: Bảng chi phí nguyên liệu.
Bảng 3.9: Chi phí cho 1 kg sản phẩm.
Bảng 3.10: Bảng chi phí sản xuất trong 1 năm.
Bảng 3.11: Bảng lợi nhuận của dự án.

Bảng 3.12: Bảng tổng kết các chỉ tiêu kinh tế.

viii


Chương I
MỞ ĐẦU
1.1. Nhu cầu thị trường.
Trong những năm vừa qua, ngành nhựa VN đã có mức tăng trưởng ngoạn mục.
Tiềm năng phát triển của ngành nhựa còn rất lớn nhưng cũng còn nhiều thách thức,
nhất là phải đối đầu với những sản phẩm nhập khẩu tràn vào Việt Nam khi Việt Nam
thực hiện cam kết với WTO giảm thuế nhập khẩu các sản phẩm nhựa.
Theo Bộ Công Thương, xuất khẩu mặt hàng nhựa tăng mạnh trong 8 tháng đầu
năm 2007, đạt trị giá 443 triệu USD, tăng gần 50% so cùng kỳ năm ngoái và dự báo cả
năm 2007 sẽ đạt 700 triệu USD. Theo dự báo của Bộ Thương mại trước đây, xuất khẩu
sản phẩm nhựa của Việt Nam sẽ đạt 1,5 tỷ USD vào năm 2010. Mặt hàng nhựa của
Việt Nam có khả năng xuất khẩu với quy mô lớn do nhu cầu nhập khẩu trên thế giới
rất cao (năm 2005 đạt khoảng 200 tỷ USD, tăng 8% so năm trước). Cũng theo quy
hoạch phát triển nhựa của Bộ Công nghiệp, trong những năm vừa qua, tốc độ tăng
trưởng ngành nhựa vẫn giữ vững ở mức 20 – 25% năm và dự kiến sẽ giữ vững tốc độ
tăng trưởng này cho đến năm 2010. Đặc biệt, từ nay đến năm 2010, ngành nhựa sẽ
tăng tỷ lệ nội địa hoá nguyên vật liệu lên trên 50% và dần dần thay thế nguyên liệu
nhập khẩu. Ngoài ra, Chính phủ cũng đã thông qua kế hoạch dành gần 1 tỷ USD để hỗ
trợ việc xây dựng và cải tạo nhà máy sản xuất nguyên liệu thô như HDPE để có thể
đáp ứng 50-60% nhu cầu nguyên liệu thô của ngành nhựa.
Hiện nay, ở nước ta có khoảng 30 doanh nghiệp sản xuất các sản phẩm nhựa,
trong đó sản lượng sản xuất lớn nhất là Công ty CP nhựa Tiền Phong, thị trường tiêu
thụ chủ yếu ở phía Bắc, tiếp đến là Công ty CP Bình Minh, tiêu thụ chính từ miền
Trung trở vào Nam. Thứ tự tiếp theo là Công ty nhựa Đạt Hoà, Công ty nhựa Minh
Hùng, Công ty nhựa Đệ Nhất và Công ty nhựa Tân Tiến.


1


1.2. Khó khăn và thách thức.
Theo các công ty nhựa, thời gian vừa qua, nhu cầu tiêu thụ nguyên vật liệu
nhựa trên thế giới tăng mạnh, hiện tượng đầu cơ của các quốc gia lớn như Trung Quốc,
Thái Lan, cùng việc giá dầu thô trên thế giới tăng cao đã làm giá của các nguyên vật
liệu nhập khẩu tăng mạnh gây ảnh hưởng đến hoạt động sản xuất kinh doanh của
ngành nhựa. Do nguyên vật liệu chính của các doanh nghiệp nhựa là các loại bột nhựa,
hạt nhựa có nguồn gốc từ dầu mỏ và phần lớn nguyên vật liệu đều phải nhập khẩu
(chiếm khoảng 55-65%) nên những biến động về tình hình kinh tế, chính trị tại các
nước sản xuất dầu mỏ hàng đầu trên thế giới như: Iran, Irag, Ảrập Xêút… có ảnh
hưởng rất lớn đến giá cả nguyên vật liệu của các doanh nghiệp. Hiện chi phí nguyên
vật liệu của các doanh nghiệp nhựa chiếm khoảng 70-75% giá thành sản phẩm, do đó
việc tăng hoặc giảm giá thành nguyên vật liệu nhập khẩu sẽ có ảnh hưởng trực tiếp đến
hiệu quả sản xuất kinh doanh của các công ty nhựa. Sự phụ thuộc vào nguyên liệu
nhập khẩu làm cho giá sản phẩm trong nước cao hơn giá sản phẩm nhập khẩu sẽ tác
động rất lớn đến khả năng cạnh tranh của doanh nghiệp khi hội nhập. Bên cạnh đó, do
tập tính chuộng hàng ngoại của người Việt Nam nên nếu vượt qua được rào cản thuế
quan, chi phí vận chuyển thì các sản phẩm nhựa ngoại sẽ trực tiếp cạnh tranh với sản
phẩm nhựa Việt Nam.
Thách thức nữa là làm sao nhanh chóng giảm được tỷ lệ hao hụt nguyên vật
liệu, giảm tỷ lệ phế liệu phát sinh trong sản xuất các sản phẩm nhựa, tăng cường tận
dụng triệt để những sản phẩm hư hỏng thông qua quy trình tái chế, tạo bột từ những
sản phẩm hư hỏng này và đưa bột nhựa tái chế trở lại quy trình sản xuất theo một tỷ lệ
nhất định đảm bảo những tiêu chuẩn chất lượng cho sản phẩm.
1.3. Vấn đề đặt ra.
Xử lý chất thải bằng phương pháp tái chế không phải là một phương pháp mới,
đây là phương pháp không những giải quyết được vấn đề môi trường mà còn góp phần

tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên và mang lại lợi ích kinh tế. Nếu chúng ta có những
quy trình tái chế kỹ thuật cao thì sẽ giải quyết được nhiều vấn đề nan giải hiện nay
như: vấn đề tách chất thải có khả năng phân hủy tự nhiên nhanh và chất thải có thời
gian phân hủy tự nhiên chậm (nhựa thời gian phân hủy là 2-4 thế kỷ). Đối với rác thải
2


có thời gian phân hủy tự nhiên ngắn thì được xử lý bằng phương pháp chôn lấp hoặc ủ
sinh học, còn loại chất thải kia sẽ được xử lý bằng phương pháp tái chế hoặc phương
pháp thiêu đốt. Tuy nhiên chi phí cho phương pháp thiêu đốt rất đắt, cho nên biện pháp
kinh tế nhất là tái chế.
Nhựa có thời gian phân hủy rất lâu khoảng 2-4 thế kỷ nhưng vật liệu từ nhựa
được ứng dụng rất rộng rãi vì nó bền, nhẹ và rẻ. Với tốc độ sử dụng và thải bỏ nhựa
nhiều như hiện nay thì lượng rác thải nhựa tồn đọng quá nhiều gây ảnh hưởng đến môi
trường sống. Vì vậy cần có một quy trình xử lý rác thải nhựa và phương pháp tái chế là
phương pháp ưu tiên hàng đầu trong xử lý rác thải nhựa. Do vậy được sự phân công
của bộ môn Công Nghệ Hóa Học Trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí
Minh, dưới sự chỉ dẫn của thầy Lê Tấn Thanh Lâm, Tôi tiến hành thực hiện tiểu luận
“Nghiên cứu quy trình tái chế nhựa HDPE từ nguồn nhựa phế liệu”.
Trong phạm vi chương trình, Tôi lựa chọn mô hình tái sinh rác thải nhựa HDPE
với nội dung như sau:
Tổng quan về hiện trạng rác thải ở TP. Hồ Chí Minh và các phương pháp xử lý.
Các quy trình tái chế nhựa.
Nhựa HDPE và đề xuất mô hình tái sinh nhựa HDPE.
Vì đây là mô hình,Tôi chưa có dịp tiếp xúc với thực tế, vì vậy vẫn còn nhiều
thiếu sót trong quy trình nên rất mong được sự góp ý của quý Thầy Cô và cùng quý
bạn đọc.

3



Chương II
NGUYÊN LIỆU VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP THU HỒI
2.1 . Những tác hại của nhựa phế liệu.
Mặc dù đã có những khuyến cáo từ phía những nhà quản lý môi trường cũng
như dự báo của một số chuyên gia nghiên cứu chiến lược phát triển ngành Nhựa về
vấn đề ô nhiễm môi trường do các sản phẩm nhựa được sử dụng trong sinh hoạt và
công nghiệp. Do nhu cầu ngày càng lớn của thị trường, trong những năm qua lĩnh vực
sản xuất các sản phẩm nhựa này vẫn không ngừng tăng trưởng và phát triển.
Cách đây 10 năm, các sản phẩm nhựa như: chén, đĩa, muỗng, ly đựng kem, hộp
đựng thức ăn, các loại chai đựng thực phẩm, nước khoáng, nước tinh khiết phục vụ cho
ngành y tế, mỹ phẩm, nông nghiệp, công nghiệp và cả túi siêu thị còn mới mẻ với
người tiêu dùng Việt Nam thì ngày nay việc sử dụng nó đã trở nên phổ biến hơn, với
khối lượng tiêu thụ ngày càng nhiều hơn. Riêng trong năm 2003, ngành sản xuất bao bì
đạt 460000 tấn, chiếm 37% tỷ trọng của toàn ngành. Theo dự báo, trong tương lai lĩnh
vực sản xuất các sản phẩm nhựa này sẽ không còn khả quan do mức độ ô nhiễm trầm
trọng và khó thu gom rác.
Chúng ta không thể nào phủ nhận tiện ích và ưu điểm của các sản phẩm nhựa là
nhỏ, nhẹ, dễ gia công, sản xuất hàng loạt với số lượng lớn đáp ứng được nhu cầu thị
trường. Bên cạnh đó, giá thành rẻ, dễ sử dụng, được nhiều người ưa chuộng và đón
nhận. Ngày nay, với xu thế xã hội ngày càng phát triển, vấn đề an toàn thực phẩm và
sức khỏe con người ngày càng được chú trọng nên việc sử dụng các sản phẩm nhựa,
đặc biệt là các sản phẩm nhựa sử dụng một lần đã giúp cộng đồng tránh các bệnh lây
nhiễm qua ăn uống và góp phần bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Tuy nhiên, song song với
những ưu điểm đó, lĩnh vực sản xuất này đã mang lại một nguy cơ lớn trong tương lai,
đó là vấn đề ô nhiễm môi trường. Hiện nay, ở nước ta, sức tiêu thụ của các loại bao bì
rất lớn vì những ứng dụng tối ưu trong mọi lĩnh vực và nhu cầu xã hội nhưng đồng thời
4



lượng rác thải cũng rất lớn. Cùng với thói quen xấu vức rác bừa bãi trong sinh hoạt của
con người gây khó khăn cho việc thu gom, phân loại rác để tái chế. Nếu các sản phẩm
này không được tái chế hoặc sử lý thì môi trường sinh thái sẽ bị ảnh hưởng nặng nề vì
thời gian phân hủy nhựa rác kéo dài từ 2 – 4 thế kỹ. Cho đến thời điểm này tại Việt
Nam vẫn chưa có nhà máy phân loại rác và tái chế nhựa từ rác thải mang tính quy mô,
tầm cỡ. Hiện tại, do nhu cầu sử dụng nguyên liệu tái chế trong nước và xuất khẩu sang
Trung Quốc, một số cơ sở nhỏ tại Quận 6, Quận 11, Tân Bình và Bình Chánh
(Tp.HCM) đang hoạt động với những thiết bị lạc hậu, thô sơ đã gây nên không ít ô
nhiễm cho môi trường xung quanh như việc sử dụng các chất độc hại để tẩy rửa, giặt
rác nhựa, dưới đây là quy trình tái chế điển hình.

Hình 2.1: Quy trình tái chế nhựa.
Trong tương lai, lĩnh vực sản xuất này có xu hướng giảm dần nếu không muốn
nói là sẽ ngưng hẳn đối với những sản phẩm không sử dụng polymer dễ phân hủy
trong môi trường đất (polymer sinh hóa) hoặc gây ô nhiễm môi trường. Hiện tại một số
quốc gia tiên tiến trên thế giới cũng như một số nước trong khu vực có khuynh hướng
giảm sản xuất hoặc cấm sử dụng các sản phẩm có nguy cơ gây ô nhiễm đến môi
trường .
Theo dự báo của một số chuyên gia nghiên cứu về chiến lược phát triển ngành
nhựa từ 5 đến 10 năm tới thị trường cho chai nhựa là rất lớn, tốc độ tăng trưởng bình
quân khoảng 30%. Điều đó được minh chứng cụ thể qua những con số dự báo sau:
Mức tiêu thụ nước quả đóng chai trên thị trường nội địa đến cuối năm 2005 là 120
triệu lít / năm. Các loại chai nhựa đựng thực phẩm (nước mắm, nước tương, rượu cồn,
gia vị) hàng năm cũng sử dụng không dưới 50 triệu chai. Hoặc với 46000 tấn thuốc
5


nước bảo vệ thực vật sử dụng trên đồng ruộng hàng năm thì lượng bao bì cần dùng là
không dưới 10000 tấn. Ngoài ra, trong 10 năm tới, các sản phẩm từ sữa, nước giải khát
mang dược tính như: trà, sâm, các loại thảo dược giải nhiệt sẽ phát triển rất mạnh. Từ

đó, chúng ta dễ dàng nhận ra rằng: Các công ty sản xuất thức uống có gas, nước trái
cây, thực phẩm, thuốc bảo vệ thực vật, mỹ phẩm, trang thiết bị Y tế sẽ là những khách
hàng lớn và đầy tiềm năng cho lĩnh vực sản xuất bao bì, như nhựa LongThành, Ngọc
Nghĩa,… những đơn vị đi đầu theo xu thế trên .
Theo dự báo thì đến năm 2010, chỉ số chất dẻo trên đầu người là 40
(kg/người/năm), sản lượng ngành bao bì đạt 1.4 triệu tấn đã cho thấy sự bùng nổ rác
thải từ nhựa trong tương lai là rất lớn. Làm sao để bảo vệ môi trường sống của chúng
ta?
Trước tình hình rác thải nhựa ở Việt Nam như thế, không có gì là quá sớm để
chúng ta phải đưa ra một quy định về vấn đề sản xuất và bảo vệ môi trường đối với
những sản phẩm có nguy cơ gây ô nhiễm môi trường cho các nhà sản xuất. Bên cạnh
đó, việc phát triển công nghệ và quy trình tái chế phế liệu nhựa cũng là một vấn đề vô
cùng cấp bách hiện nay.
2.2 . Tình hình tái chế nhựa phế liệu hiện nay.
2.2.1. Trên thế giới.
Ở nhiều nước phát triển trên thế giới, hoạt động tái chế và tái sử dụng chất thải
rắn được quan tâm và đã mang lại hiệu quả kinh tế lớn. Các quốc gia này đang xây
dựng một chiến lược quản lý chất thải trong toàn bộ hệ thống quản lý chất thải. Năm
1989, hệ thống quản lý này được Liên Hiệp Châu Âu lãnh đạo và công tác ngăn ngừa
phát sinh chất thải, thu hồi và giảm thiểu việc thải bỏ cuối cùng được ưu tiên thực
hiện. Thêm vào đó, việc gia tăng sự hợp tác giữa các thành viên nhằm giảm thiểu xuấtnhập khẩu bất hợp lý các hoạt động phát sinh cũng được đẩy mạnh. Các nước phát
triển hiện nay đang thay đổi lối sống là tiêu dùng các sản phẩm có nguồn gốc tái chế
và phát triển ngành kinh doanh tái chế mới trên cơ sở thị trường. Đặc điểm của hoạt

6


động thu hồi và tái chế chất thải ở các nước này là đã tổ chứa được các dịch vụ công
cộng có trách nhiệm đẩy mạnh tái chế rác bằng ngân sách.
Để giảm thiểu lượng rác thải sản sinh, nước Mỹ có những chính sách hổ trợ các

hoạt động tái chế và hiện đang có những cố gắng thiết lập xã hội kinh tế tuần hoàn :
các nhà sản xuất phải xét xem sản phẩm của mình sinh ra ít chất thải hơn không và
các vật liệu có khả năng tái chế hay không.
Nhật Bản là một trong các quốc gia đi tiên phong trong việc áp dụng các công
nghệ tiên tiến trong lĩnh vực xử lý CTCN và song song việc này thì Nhật Bản cũng
đang phát triển những công nghệ tiên tiến nhằm tái chế, tái sử dụng chất thải. Các hoạt
động tái chế rác thải ở Nhật Bản được hỗ trợ bởi hệ thống luật và các quy định liên
quan đến việc quản lý chất thải, ví dụ: luật tái chế vỏ hộp và bao bì được ban hành
năm 1996, luật tái chế thiết bị điện được ban hành năm 1998. Theo con số thống kê tại
Nhật Bản, năm 1995 có khoảng 50% giấy phế liệu được thu hồi và tái chế, 100% các
chai miểng thủy tinh và 75% tổng lượng vỏ kim loại đồ hộp được thu hồi và tái chế.
Tại Đức, năm 1990 Volkwagen đã khánh thành một nhà máy tái sinh xe ô tô và
được chính phủ Đức khuyến khích về việc thực hiện các biện pháp thu hồi phế phẩm.
Ngoài ra, hoạt động tái chế, tái sử dụng CTR cũng đã và đang phát triển rất
mạnh mẽ ở các nước tiên tiến như Pháp, Hà Lan, Canada…

Số lượng tái chế
Tấn

Tổng lượng tái chế

Tái chế đóng gói

Năm

Hình 2.2 : Biểu đồ tái chế của thế giới từ năm 1995-2001.

7



2.2.2. Tại Việt Nam.
Ở Việt Nam sản phẩm chất dẻo bắt đầu thâm nhập vào cuộc sống từ những
năm 1960. Một số vật dụng gia đình trước đây chế tạo từ tre, nứa, sợi tự nhiên… lần
lượt được thay thế bằng plastic.Trong công nghiệp và xây dựng, vật liệu plastic cũng
chiếm lĩnh phần thị trường trong nhiều lĩnh vực như cấp thoát nước, trang trí…
Mỗi năm các thành phố lớn tại Việt Nam thải ra khoảng 200.000 tấn nhựa trong
đó túi nylon và bao bì nhựa là 150.000 tấn. Phần lớn được chôn lấp gây ô nhiễm môi
trường và tài nguyên đất. Tác động của rác thải đối với môi trường , con người, cảnh
quan và muôn vật cũng như sự cần thiết và tầm quan trọng của việc quản lý chất thải
rắn đã được đề cập đến rất nhiều trong các đạo luật của hầu hết các quốc gia trên thế
giới…
Ở Việt Nam, các vấn đề liên quan đến chất thải cũng được qui định cụ thể
trong luật Bảo vệ Môi trường. Hiện nay cấu trúc hệ thống quản lý phế liệu chưa chặt
chẽ, đội ngũ cán bộ, trang thiết bị lạc hậu và thiếu hệ thống văn bản pháp lý chưa đầy
đủ và một số không phù hợp với thực tế. Do đó gây ô nhiễm môi trường trầm trọng,
đe dọa đến nguy cơ suy thoái tài nguyên, môi trường đất và nước.
2.2.3. Sự cần thiết của việc tái chế nhựa phế liệu.
Giải pháp tái sử dụng nhựa phế liệu đã góp phần giảm thiểu chất thải cần xử lý.
Giải pháp này giúp thu hồi được các nguyên liệu hoặc các nguồn nguyên liệu có gía
trị, hoặc tạo các nguồn nguyên vật liệu mới để phục vụ cho các mục đích sinh hoạt,
sản xuất khác của chúng ta.
Giảm sự tiêu thụ nguồn nguyên liệu dầu mỏ không tái sinh được: quá trình sản
xuất nhựa trên thế giới sử dụng 8% lượng dầu mỏ được sản xuất 4% dầu mỏ để là
nguyên liệu cung cấp cho máy móc thiết bị, 4 % còn lại dùng cho sản xuất.
Giảm sự tiêu thụ năng lượng. Năng lượng dùng để sản xuất lớn gấp nhiều lần so
với năng lượng dùng trong tái chế nhựa.
Giảm lượng rác thải ở những bãi rác.
8



Giảm lượng khí cacbon dioxide (CO2), nitrogen oxide (NO), sulphur dioxide
(SO2) thoát ra.
Theo các DN ngành nhựa, mỗi năm Việt Nam phải tái chế 100.000 tấn nhựa
phế liệu thành nhựa thành phẩm. Việc sử dụng nhựa phế liệu sẽ gíup DN giảm 50%
giá thành sản phẩm so với sử dụng hạt nhựa chính phẩm. Nguồn nhựa phế liệu trong
nước chỉ đủ đáp ứng 50% số còn lại phải nhập ngoại. Hiện nay, nguyên liệu nhựa tăng
giá làm ảnh hưởng sản xuất và tiêu thụ sản phẩm. Sử dụng nhựa phế liệu là xu hướng
mới cho ngành nhựa, nhựa phế liệu dưới nhiều dạng: những sản phẩm nhựa không đạt
chất lượng sử dụng bị loại ra trong quy trình sản xuất của các nhà máy, bao bì nhựa đã
được phân loại từ rác sinh hoạt và mang phủ phế phẩm trong nông nghiệp.
Ví dụ giá nhập khẩu 1 tấn hạt nhựa chính phẩm để sản xuất chai PET 11.000
USD/tấn, trong khi nhập khẩu 1 tấn nhựa chai PET phế liệu chỉ 3000 USD, doanh
nghiệp đầu tư khu tái chế, rồi kết hợp với hạt nhựa chính phẩm làm sản phẩm giá rẻ
hơn ít nhất 30%. Nhựa phế liệu có dùng sản xuất tấm xốp, màng phủ nông nghiệp,
chai PET đựng thuốc trừ sâu... là những mặt hàng đang có nhu cầu rất lớn trong nước
và trên thế giới.
2.3. Các phương pháp tái chế thu hồi.
2.3.1. Nguyên lý cơ bản của chu trình tái chế.
Từ nhiều năm qua người ta đã và đang tìm cách phục hồi giá trị vật liệu phế thải để trở
lại điều kiện có thể phục vụ sản xuất. Những phương thức thành công được sử dụng
hiện nay nhằm xây dựng những nhà máy phân loại rác và tái chế vật liệu. Điều này
chưa được hoàn toàn có lợi vì phương thức tái chế không mang tính lợi ích kinh tế khi
phải tốn quá nhiều năng lượng và nguyên liệu cho các khâu chuẩn bị để tái chế vật liệu
phế thải và dĩ nhiên những phương thức này cũng không tác động quá nhiều đến môi
trường sống hơn phương thức đốt rác để tạo ra nguồn điện, thay thế than, khí đốt, dầu
hỏa…. Sau cùng với điều kiện vật liệu tái chế phải được tồn tại trên thị trường ( yếu tố
cạnh tranh ).

9



Sản phẩm nhựa

Hỗn hợp rác nhựa với các
loại rác khác

Bán sản phẩm từ
rác nhựa

Gia công phụ: Phân loại, cắt,
làm sạch, chuẩn bị nấu chảy

Nhựa nhiệt nấu chảy

Hình 2.3: Chu trình tái chế.
Theo đúng nghĩa của điều lệ quy định về vật liệu phế thải thì vật liệu cũ và phế
thải không phải là rác (vô dụng) nếu chúng được định giá và mang đi xử dụng lại. Câu
trả lời cho định nghĩa này còn lệ thuộc rất nhiều vào thuộc tính nằm trong vật liệu
nguyên khởi. Phương thức chế biến các loại nhựa khác nhau hoàn toàn khác với thủy
tinh và kim loại nhôm, vì thuộc tính của chúng (cơ học và nhiệt học) luôn luôn đa dạng
và không nhất định. Thật ra thuộc tính phức tạp là những sản phẩm nhựa-liên-hợp phế
thải, được cấu tạo bên trong bởi nhiều loại nhựa khác nhau, mặt khác các loại nhựa
khác nhau thường không có tính hợp nhất sẽ ngăn trở tiến trình tái chế bán thành
phẩm.
2.3.2. Các phương pháp tái chế.
Phương thức nấu chảy nhựa phế thải.
Một phương thức có tính quyết định. Người ta tìm cách tách rời nhựa phế thải
với tất cả khả năng có thể ( hóa- và cơ tính ) để mang chúng trở về dạng nguyên liệu
lúc ban đầu. Phương pháp này, Hydrozyklon, dựa vào thuộc tính tỷ trọng khác nhau
của mỗi loại vật liệu có thể tách rời hỗn hợp thành những thành phần riêng biệt . Trước

tiên người ta phân loại rác nhựa ra khỏi hỗn hợp rác nhà và các loại rác khác để nhận
được các phế phẩm được rửa sạch và được cho qua tiến trình làm khô, cắt, nghiền nhỏ
thành bột nhựa..vv. Sau đó bột nhựa được trộn với nước và tiếp tục được cho vào máy
10


quay ly tâm. Do có tỷ trọng khác nhau nên sau thời gian nhất định cùng với lực quay
nhất định sẽ tách rời nhựa ra nhiều tầng nhựa khác nhau, và nước sẽ nâng phần nhựa
có tỷ trọng nhẹ lên trên phần nặng hơn. Sau đó phần nhẹ và nặng sẽ theo hai hướng
(ống thoát) khác nhau ra ngoài . Tiếp tục nhiều lần gạn lọc như vậy cuối cùng người ta
sẽ nhận được nguyên liệu nhựa thuần tính. Với công suất trung bình 950 kg/ 1 giờ
người ta có thể tái chế được 7-8 tấn hột nhựa tương đối thuần tính. Hoặc nấu chảy hỗn
hợp nhựa ( phế thải ) có thành phần bên trong như cát, kim loại vụn, giấy và gỗ …để
tái chế sản phẩm nhựa có thành (vỏ ngoài) tương đối dày. Băng ngồi, dụng cụ trong
sân chơi, cột bên vệ đường, thanh nhựa…là những sản phẩm nhựa tái chế có thể thay
thế cho vật liệu cổ điển như gỗ, bê-tông, đá, kim loại. Nhựa phế thải trước đó được
phân loại dạng miếng to, sau đó được cắt nhỏ và cho vào hệ thống lăn-cán-nóng để
giúp cho nhựa thay đổi dạng từ cứng sang dẻo. Với nhiệt độ khoảng từ 140 đến 1800 C
hỗn hợp nhựa nói trên sẽ chảy nhão và được cho tiếp vào khuôn, bên trong có hệ thống
kênh dẫn nước để làm nguội. Cuối cùng người ta có được thành phẩm từ nhựa tái chế.
Một hệ thống lăn-cán-nóng có thể hoạt động với công suất 300 kg nhựa phế thải trong
1 giờ.
Phân hủy phần tử bên trong.
Chu trình kín thể hiện cho phương thức phân hủy nhựa để nhận lại thành phần
cấu thành (các đơn chất hoá học). Tạo ra những sản phẩm nhựa được gọi với tên
Hydrolyse, sự phân hủy một hợp chất thông qua phương cách hoán đổi hóa chất với
nước. Các loại nhựa thích hợp cho phương pháp này : Bọt-polyurethan (nệm lót
giường, ghế), phụ tùng xe hơi từ bọt-polyurethan. (nệm lót ghế, cái dựa đầu, cản xe,
nệm bọc tay lái, nệm lót trần và sàn xe, cơ phận và hàng dệt từ nhựa poyamid và
polyester). Người ta dùng hơi nước với nhiệt độ và áp suất rất cao tác động lên nhựa

phế thải để nhận lại các hóa chất cấu thành, và sau đó các hóa chất này được mang ra
sử dụng lại để tổng hợp thành các loại nhựa khác nhau. Phương pháp thủy phân
(Hydrolyse) là một động viên lớn cho việc phát trển khả năng tái tạo một lượng lớn bọt
nhựa phế thải vì 90% nhựa được gia công dưới dạng bọt-nhựa. Với trọng lượng trung
bình khoảng 30 kg/m3 sẽ tương ứng một thể tích sản suất khoảng 35 m3/ tấn. Sản suất
thế giới nằm trong khoảng hơn 1 triệu tấn. Điều này có nghĩa là một thể tích lớn hơn
11


35 triệu m3. Người ta không thể tưởng tượng đến một khối lượng lớn như thế. Tuy
nhiên chúng ta có thể tưởng tượng được với hình ảnh tạo dựng từ lượng sản phẩm
trong một năm của một nhà máy chế tạo dây thắt lưng (bằng bọt nhựa), có thể tương
đương với một dây thắt lưng có kích thước 1 mét bề rộng và 1 mét bề cao với chiều
dài bao quanh xích đạo (40,070 km). Tái chế nhựa với phương pháp nhiệt cũng còn
được gọi với tên phương pháp Pyrolyse nhựa , đi từ gốc chữ Hy Lạp: pyr ( lửa), lyein
(hòa tan). Trong môi trường nhiệt độ 400 đến 8000 C cộng với lượng không khí cung
cấp nhựa không những bị đốt cháy mà còn bị phân hủy thành hoá chất có tính dầu hỏa.
Sản phẩm thành phần gồm một số lượng lớn khí đốt được mọi nhà sử dụng rất phổ
biến cho việc nấu ăn, sưởi ấm…
Pyrolyse
Phương pháp tầng xoáy
Nhựa phế thải

Khí pyrolyse dẫn theo đường ống

2
3
Không khí

1


Muội

Khí xăng nhẹ
Dầu nặng

Khí đốt

4
Cát

Tiến trình đốt

5
Dẫn lại khí pyrolyse 1/3 cho tiến trình đốt, 1/3 cho quá trình đốt

1 Lò phản ứng tầng xoáy

4 Cột chưng cất

2 Bồn tách muội

5 Bồn chứa

3 Hệ thống làm nguội nước

Hình 2.4: Phương pháp tầng xoáy.
12



Tái chế hóa học (chemische Recycling).
Tách rời nhựa phế thải (đã được tổng hợp) để cho lại nguyên liệu khởi đầu. Các
hóa chất này (nguyên liệu mới) được sử dụng lại để tổng hợp thành các loại nhựa mới
khác nhau.
Sơ đồ tổng quát về những khả năng khác nhau cho các chu trình tái chế nhựa.

Than

Dầu thô

Hắc in

Sản phẩm chưng cất

Nguyên liệu
hóa chất

Kỹ nghệ chế tạo

Nguyên liệu tái chế

Vật liệu mới
Hạt nhựa

Chế biến
hóa nhựa

Kỹ nghệ chế biến

Chuẩn bị


Năng lượng

Sản phẩm đặc biệt

Thành phẩm

Nhà máy
rác đốt

Kỹ nghệ thủ công
Rác nhựa đã phân loại

Hỗn hộp rác nhựa

Kho tồn trữ

Hình 2.5: Chu trình tái chế nhựa.

13

Gia dụng


Tổng kết phương pháp tái chế:
Ưu điểm: Tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên, giảm lượng rác thải, giảm tác động
môi trường, tiết kiệm diện tích chôn lấp, có thể thu hồi lợi nhuận. Có thể áp dụng cho:
chất dẻo, các sản phẩm từ cao su, các sản phẩm công nghiệp khác, …

18%

1.55%

41.25%

24.83%

Chất hữu cơ
Cao su, nhựa
Giấy carton, giẻ vụn
Kim loại
Thủy tinh,sứ,gốm

8.78%

Hình 2.6: Biểu đồ thành phần chất thải rắn ở TP HCM 1998.

Trong thành phần rác thải nêu trên, chất dẻo chiếm tỷ trọng tương đối lớn
(8,78%). Điều này cũng dễ hiểu bởi chất dẻo đã trở thành vật liệu thông dụng trong
cuộc sống hàng ngày do tính thông dụng, phạm vi ứng dụng rộng rãi. Các loại chất dẻo
được sản xuất với số lượng lớn có thể kể đến polypropylene(PP), polyvinylclorua
(PVC), polyethylene (PE) … Việc ứng dụng rộng rãi và ngày càng tăng của chất dẻo
đã làm xuất hiện mối lo ngại về chất dẻo sẽ gây ô nhiễm nghiêm trọng. Khi không
được loại bỏ theo đúng phương pháp thì chất dẻo có mặt ở khắp mọi nơi. Chúng có
tuổi thọ cao (có loại chất dẻo phải mất 400 năm mới tự phân hủy được) nên hiện diện
lâu dài trong môi trường. Loại bỏ chất dẻo đã qua sử dụng không đơn giản chỉ là công
việc của kỹ thuật mà còn có ảnh hưởng về xã hội, kinh tế.
Do thời gian cùng với trình độ kỹ thuật trong nước vẫn còn nhiều hạn chế và
nội dung đề tài này gới hạn là tiểu luận vì vậy Tôi chỉ đi sâu về tái chế HDPE (High
Density Poly Ethylene) bằng Phương pháp đơn thuần là tái chế cơ học, sản phẩm
HDPE là một trong những loại chất dẻo có nhiều ứng dụng nhất hiện nay.


14


2.4. Nhựa HDPE.
2.4.1. Cấu tạo.
HDPE (High Density PolyEthylene: PE tỉ trọng cao) là polymer có monomer là
ethylene C2H4. Mạch HDPE có số phân tử ethylene n ≥ 9000.

Hình 2.7 : Cấu tạo 2 chiều của HDPE

Hình 2.8 : Cấu tạo ba chiều của HDPE.
2.4.2. Tính chất.
Khối lượng riêng ρ = 0.94 ÷ 0.97, nhiệt độ nóng chảy vào khoảng 130oC.
Rất bền vững khi chịu tác dụng của các axit hoặc kiềm.
Không thấm nước.
Dẻo trong phạm vị nhiệt độ khá rộng.
Dùng làm chất điện môi rất tốt trong công nghiệp điện.
Dễ định hình.
Gía thành hạ.
Không trong suốt.
Chịu nhiệt không cao.

15


2.4.3. Tổng hợp.
Nguồn nguyên vật liệu: nguyên liệu hóa thạch (dầu mỏ, than) hoặc nguyên liệu
từ động thực vật.
Phương pháp tổng hợp:

HDPE được tổng hợp theo phản ứng trùng hợp monomer C2H4. Phản ứng trùng
hợp là phản ứng kết hợp các monomer thành polymer mà không thoát ra sản phẩm phụ
nào. Phản ứng trùng hợp mang tính chất của phản ứng chuỗi nên còn gọi là trùng hợp
chuỗi.
Quá trình phản ứng qua 3 giai đoạn:
Khơi mào (tạo ra trung tâm hoạt động): dưới tác dụng của nhiệt độ hay ánh
sáng chất khởi đầu phân hủy tạo ra các gốc tự do, các gốc tự do tương tác với
monomer để tạo gốc tự do mới.
VD: Chất khởi đầu là peroxyd benzoil C6H5-COO-OCO-C6H5.
o

2 C6H5COO*

C6H5-COO-OCO-C6H5t
Ký hiệu gốc tự do là R*.
R* + CH2=CH2

R-CH2-C*H2

Phát triển mạch: gốc tự do mới tiếp tục phản ứng với các monomer tạo thành
các gốc đang phát triển có mạch dài hơn và có độ hoạt động hóa học không đổi.
R-CH2-C*H2 + CH2=CH2

R-CH2-CH2- CH2-C*H2

Phản ứng phát triển mạch xảy ra với vận tốc rất lớn: hàng ngàn phân tử
monomer đính vào gốc tự do trong một giây, tạo ra mạch cao phân tử rất dài.
Đứt mạch: kết hợp 2 gốc đang phát triển tạo thành 1 phân tử polymer có mạch
dài hơn hoặc phân ly 2 gốc đang phát triển thành 2 phân tử polymer trong đó có 1 phân
tử chứa nối đôi ở cuối mạch.


16


2.4.4. Ứng dụng.
HDPE có nhiều ưu điểm như giá thành tương đối rẻ, không độc hại trong quá
trình gia công, cho sản phẩm tính chất cơ lý khá tốt. Đặc biệt HDPE là nhựa nhiệt
dẻo nên có khả năng tái sinh, do đó nó rất thân thiện với môi trường. Nhưng HDPE
cũng có nhược điểm trong ứng dụng làm nhựa nền cho vật liệu composite sợi tự
nhiên là HDPE không phân cực trong khi sợi tự nhiên phân cực do đó độ tương hợp
giữa HDPE và sợi tự nhiên kém. Để tăng sự bám dính giữa sợi và nhựa nền thì nhiều
phương pháp khác nhau như là xử lý corona, xử lý plasma, xử lý nhiệt, quá trình
copolymer ghép, xử lý silane, xử lý kiềm và xử lý với nhiều hóa chất khác đã được
báo cáo về hiệu quả tương hợp trong composite sợi tự nhiên. Tuy nhiên, những
phương pháp này hầu hết sử dụng các thiết bị và hóa chất đắt tiền. Phương pháp xử lý
kiềm là phương pháp rẻ tiền phù hợp với điều kiện nước ta mà nó vẫn cho tính chất cơ
lý hóa vật liệu composite khá tốt. Phương pháp này được ứng dụng trên sợi đay, là
loại tự nhiên phong phú và được trồng nhiều nơi ở nước ta.
HDPE được dùng để sản xuất:
Màng chống thấm HDPE là sản phẩm Polyme tổng hợp ở dạng cuộn hoặc tấm, có hệ
số thấm rất thấp, được sử dụng để chống thấm cho công trình.

Hình 2.9 : Màng chống thấm HDPE.

17