Nghiên cứu sử dụng vật liệu cao từ vỏ nghêu để hydrat hoá bề mặt polyvinyl chloride hỗ trợ phân tách khỏi hỗn hợp nhựa thải điện điện tử bằng tuyển nổi

Tài liệu nghiên cứu Nghiên cứu sử dụng vật liệu cao từ vỏ nghêu để hydrat hoá bề mặt polyvinyl chloride hỗ trợ phân, tổng hợp lý thuyết và thực hành, cung cấp kiến thức chuyên sâu

• Tác giả: Nguyễn Thị Ngọc Sang
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Thanh Trúc
• Trường học: Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường
• Đề tài: Nghiên cứu sử dụng vật liệu CaO từ vỏ nghêu để hydrat hoá bề mặt polyvinyl chloride hỗ trợ phân tách nó khỏi hỗn hợp nhựa thải điện - điện tử bằng tuyển nổi
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
• LỜI CAM ĐOAN
• MỤC LỤC
• DANH MỤC HÌNH ẢNH
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 1.1. Chất thải điện – điện tử
• 1.2. Phân loại chất thải điện tử
• 1.3. Sự phát thải của chất thải điện – điện tử trên thế giới
• 1.4. Sự phát thải của chất thải điện – điện tử ở Việt Nam
• 1.5. Quản lý chất thải điện – điện tử của các khu vực trên thế giới
• 1.5.1. Các vấn đề về quản lý chất thải điện tử ở các nước phát triển
• 1.5.2. Các vấn đề về quản lý chất thải điện tử ở các nước đang phát triển
• 1.6. Thành phần nhựa trong rác thải điện – điện tử
• 1.7. Ô nhiễm nhựa điện tử ảnh hưởng tới môi trường và sức khỏe con người
• 1.8. Các phương pháp xử lý và tái chế chất thải nhựa được sử dụng hiện nay
• 1.9. Ứng dụng của vật liệu CaO
• 1.10. Cơ sở lý thuyết
• 1.10.1. Nguyên lý tuyển nổi và nguyên tắc của tuyển
• 1.10.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất phân tách nhựa khi áp dụng phương pháp tuyển nổi bọt khí
• 2. CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Vật liệu và hóa chất
• 2.2. Phương pháp điều chế vật liệu CaO từ vỏ nghêu
• 2.3. Phương pháp phân tích vật liệu CaO từ vỏ nghêu
• 2.4. Phương pháp xử lý bề mặt chất thải nhựa điện, điện tử bằng vật liệu CaO trong môi trường siêu âm
• 2.5. Phương pháp tuyển nổi
• 2.6. Phương pháp phân tích bề mặt nhựa trước và sau xử lý
• 2.7. Phương pháp xử lý số liệu, đánh giá
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
• 3.1. Khảo sát các điều kiện ảnh hưởng trong quá trình điều chế CaO từ vỏ nghêu
• 3.1.1. Khảo sát nhiệt độ nung, thời gian nung tối ưu của vỏ nghêu
• 3.1.2. Đặc tính của CaO từ vỏ nghêu
• 3.2. Hiệu suất phân tách PVC từ hỗn hợp nhựa điện tử ở các điều kiện xử lý bề mặt khác nhau
• 3.2.1. Thời gian xử lý siêu âm
• 3.2.2. Nhiệt độ siêu âm
• 3.2.3. Ảnh hưởng của các điều kiện tuyển nổi
• 3.2.3.1. Khảo sát thể tích MIBC tối ưu
• 3.2.3.2. Khảo sát thời gian tuyển nổi tối ưu
• 3.2.3.3. Khảo sát điều kiện khuấy/ không khuấy
• 3.2.3.4. Tốc độ dòng khí
• 3.2.3.5. Nhiệt độ tuyển nổi
• 3.3. Cơ chế biến đổi bề mặt nhựa trước và sau xử lý
• 3.3.1. Phân tích khả năng thấm ướt
• 3.3.2. Phân tích nhóm chức năng (FTIR)
• 3.3.3. Phân tích hình thái bề mặt mẫu nhựa
• 3.3.4. Định lượng nhựa trước và sau khi xử lý bằng CaO bằng EDX
• 3.4. Thảo luận chung
• 3.4.1. So sánh CaO từ vỏ nghêu và CaO từ hóa chất
• 3.4.2. Cơ chế phân tách PVC
• 3.4.3. Tính kinh tế
• 3.4.4. So sánh nghiên cứu hiện tại với các nghiên cứu khác
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA HỌC VIÊN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• LÝ LỊCH TRÍCH NGANG CỦA HỌC VIÊN

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu sử dụng CaO từ vỏ nghêu để tách PVC

Nghiên cứu này tập trung vào việc sử dụng CaO từ vỏ nghêu như một phương pháp hiệu quả để tách PVC khỏi hỗn hợp nhựa thải điện tử. Với sự gia tăng lượng chất thải nhựa, đặc biệt là từ thiết bị điện tử, việc tìm kiếm các phương pháp tái chế hiệu quả trở nên cấp thiết. CaO từ vỏ nghêu không chỉ là một giải pháp thân thiện với môi trường mà còn giúp giảm thiểu ô nhiễm do chất thải nhựa. Nghiên cứu này sẽ trình bày các phương pháp và kết quả đạt được trong việc tách PVC.

1.1. Tại sao cần tách PVC khỏi nhựa thải điện tử

PVC là một trong những loại nhựa phổ biến trong thiết bị điện tử, nhưng nó gây ra nhiều vấn đề môi trường khi tái chế. Việc tách PVC giúp nâng cao chất lượng sản phẩm nhựa tái chế và giảm thiểu nguy cơ ô nhiễm từ các hợp chất độc hại như dioxin.

1.2. Lợi ích của việc sử dụng CaO từ vỏ nghêu

Sử dụng CaO từ vỏ nghêu không chỉ tiết kiệm chi phí mà còn giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Vỏ nghêu là nguồn nguyên liệu tái chế, giúp giảm thiểu chất thải và tạo ra sản phẩm có giá trị từ những thứ tưởng chừng như bỏ đi.

II. Vấn đề và thách thức trong tái chế nhựa thải điện tử

Tái chế nhựa thải điện tử gặp nhiều thách thức do sự đa dạng của các loại nhựa và các thành phần độc hại trong chúng. Việc phân loại và xử lý đúng cách là rất quan trọng để đảm bảo hiệu quả tái chế. Các vấn đề như ô nhiễm môi trường và sức khỏe con người cũng cần được xem xét kỹ lưỡng.

2.1. Các loại nhựa trong chất thải điện tử

Chất thải điện tử thường chứa nhiều loại nhựa khác nhau như ABS, PS, và PVC. Mỗi loại nhựa có tính chất hóa học và yêu cầu xử lý khác nhau, gây khó khăn trong quá trình tái chế.

2.2. Nguy cơ ô nhiễm từ nhựa thải

Nhựa thải, đặc biệt là PVC, có thể phát thải các chất độc hại như hydrochloric acid và dioxin trong quá trình tái chế. Điều này không chỉ ảnh hưởng đến môi trường mà còn đến sức khỏe con người.

III. Phương pháp tách PVC bằng CaO từ vỏ nghêu

Phương pháp tách PVC sử dụng CaO từ vỏ nghêu đã được nghiên cứu và chứng minh hiệu quả. Quá trình này bao gồm việc xử lý bề mặt nhựa và áp dụng phương pháp tuyển nổi để tách PVC ra khỏi hỗn hợp nhựa thải. Kết quả cho thấy hiệu suất tách PVC cao và chất lượng sản phẩm tái chế được cải thiện.

3.1. Quy trình điều chế CaO từ vỏ nghêu

Quy trình điều chế CaO từ vỏ nghêu bao gồm các bước như thu gom, xử lý và nung vỏ nghêu ở nhiệt độ cao. Điều này giúp tạo ra CaO có độ tinh khiết cao, sẵn sàng cho quá trình xử lý bề mặt nhựa.

3.2. Ứng dụng CaO trong xử lý bề mặt nhựa

Sử dụng CaO để xử lý bề mặt nhựa giúp tăng cường khả năng tách PVC. Quá trình này làm giảm góc tiếp xúc của PVC, từ đó cải thiện khả năng bám dính của bọt khí trong phương pháp tuyển nổi.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy việc sử dụng CaO từ vỏ nghêu mang lại hiệu quả cao trong việc tách PVC khỏi nhựa thải điện tử. Độ tinh khiết và độ thu hồi của PVC đạt mức cao, cho thấy tiềm năng ứng dụng trong công nghiệp tái chế. Nghiên cứu này mở ra hướng đi mới cho việc tái chế nhựa thải, giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

4.1. Hiệu suất tách PVC đạt được

Nghiên cứu cho thấy hiệu suất tách PVC đạt 90% với độ thu hồi lên đến 96%. Điều này chứng tỏ CaO từ vỏ nghêu là một giải pháp hiệu quả cho việc tái chế nhựa thải.

4.2. Ứng dụng trong công nghiệp tái chế

Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng trong các nhà máy tái chế nhựa, giúp nâng cao hiệu quả và chất lượng sản phẩm nhựa tái chế. Điều này không chỉ mang lại lợi ích kinh tế mà còn góp phần bảo vệ môi trường.

V. Kết luận và triển vọng tương lai

Nghiên cứu về việc sử dụng CaO từ vỏ nghêu để tách PVC khỏi nhựa thải điện tử đã chứng minh tính khả thi và hiệu quả. Tương lai của nghiên cứu này có thể mở ra nhiều cơ hội mới trong lĩnh vực tái chế nhựa, đồng thời giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Việc phát triển và ứng dụng công nghệ này sẽ góp phần vào việc bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng.

5.1. Tầm quan trọng của nghiên cứu

Nghiên cứu này không chỉ giúp nâng cao hiệu quả tái chế mà còn tạo ra một mô hình bền vững cho việc xử lý chất thải nhựa. Điều này có thể góp phần vào việc giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

5.2. Hướng phát triển trong tương lai

Cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các phương pháp tái chế mới, đồng thời mở rộng ứng dụng của CaO từ vỏ nghêu trong các lĩnh vực khác nhau. Điều này sẽ giúp nâng cao giá trị của chất thải và bảo vệ môi trường.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh phát triển kinh tế nhanh chóng, lượng chất thải nhựa điện tử toàn cầu năm 2019 ước tính đạt 53,6 triệu tấn, tương đương 7,3 kg/người, với dự báo tăng lên 74,7 triệu tấn vào năm 2030. Tại Việt Nam, lượng thiết bị điện tử gia dụng bị loại bỏ dự kiến tăng mạnh, gây áp lực lớn lên công tác quản lý và tái chế chất thải. Nhựa PVC chiếm khoảng 6-8% trọng lượng nhựa trong chất thải điện tử, tuy nhiên, sự hiện diện dù nhỏ của PVC cũng làm giảm chất lượng nhựa tái chế do phát sinh khí HCl và các hợp chất độc hại như dioxin trong quá trình nhiệt phân. Do đó, việc phân tách PVC khỏi hỗn hợp nhựa điện tử là nhiệm vụ cấp thiết nhằm nâng cao hiệu quả tái chế và giảm thiểu tác động môi trường.

Luận văn tập trung nghiên cứu sử dụng vật liệu CaO điều chế từ vỏ nghêu để hydrat hóa bề mặt nhựa PVC, hỗ trợ phân tách PVC khỏi hỗn hợp nhựa thải điện tử (gồm ABS, PS, PC) bằng phương pháp tuyển nổi bọt khí. Nghiên cứu được thực hiện tại Tp. Hồ Chí Minh trong khoảng thời gian từ tháng 11/2021 đến tháng 5/2022, với mẫu nhựa thu thập từ chợ Nhật Tảo và vỏ nghêu từ các quán ốc quanh trường Đại học Công nghiệp Tp. HCM. Mục tiêu chính là đánh giá các điều kiện điều chế CaO, hiệu quả xử lý bề mặt nhựa và tối ưu hóa quy trình tuyển nổi nhằm đạt độ thu hồi và độ tinh khiết PVC cao, góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm tái chế và giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình tuyển nổi bọt khí, trong đó nguyên lý tuyển nổi dựa trên sự khác biệt về tính ưa nước và kỵ nước của bề mặt nhựa. Ba khái niệm chính được áp dụng gồm:

• Tuyển nổi bọt khí (Froth Flotation): Phân tách nhựa dựa trên sự bám dính chọn lọc của bong bóng khí lên bề mặt nhựa kỵ nước, giúp nhựa nổi lên bề mặt và tách khỏi nhựa ưa nước.
• Sửa đổi bề mặt nhựa: Hydrat hóa bề mặt nhựa PVC bằng CaO từ vỏ nghêu trong môi trường siêu âm nhằm tăng tính ưa nước, làm giảm góc tiếp xúc nước từ 96,82° xuống 65,2°, tạo điều kiện thuận lợi cho tuyển nổi.
• Phân tích bề mặt và nhóm chức: Sử dụng phổ FTIR để xác định sự giảm nồng độ ion Cl⁻ và tăng nhóm OH⁺ trên bề mặt PVC sau xử lý, cùng với hình ảnh SEM thể hiện sự thay đổi hình thái bề mặt.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Mẫu nhựa thải điện tử (PVC, ABS, PS, PC) thu thập tại chợ Nhật Tảo, vỏ nghêu thu gom từ các quán ốc quanh trường Đại học Công nghiệp Tp. HCM.
• Điều chế CaO: Vỏ nghêu được rửa sạch, sấy khô, nung ở nhiệt độ từ 700°C đến 1000°C trong các khoảng thời gian 30-180 phút, nghiền nhuyễn và sấy khô để thu vật liệu CaO.
• Xử lý bề mặt nhựa: Mẫu nhựa được xử lý với 5% CaO trong môi trường siêu âm, khảo sát các điều kiện thời gian và nhiệt độ siêu âm để tối ưu hóa hiệu quả hydrat hóa.
• Tuyển nổi: Hệ thống tuyển nổi sử dụng thiết bị Resun ACO-001 với lưu lượng khí 2-2,5 L/phút, điều chỉnh pH (3-4), thể tích MIBC 0,3 mL, thời gian tuyển nổi 10 phút, nhiệt độ 30°C, khảo sát các điều kiện khuấy và không khuấy.
• Phân tích: Đánh giá hiệu suất phân tách PVC qua độ thu hồi và độ tinh khiết, phân tích bề mặt nhựa bằng SEM, FTIR, XRD và EDX để xác định sự biến đổi cấu trúc và thành phần bề mặt.
• Timeline: Nghiên cứu thực hiện từ tháng 11/2021 đến tháng 5/2022, hoàn thiện luận văn vào tháng 7/2022.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Điều chế CaO từ vỏ nghêu: Nhiệt độ nung 900°C trong 60 phút cho hiệu suất thu hồi CaO cao nhất, với thành phần Ca chiếm trên 95% theo phân tích EDX. Hình ảnh SEM cho thấy cấu trúc vật liệu xốp, phù hợp cho quá trình hydrat hóa bề mặt nhựa.

2. Hiệu quả xử lý bề mặt nhựa PVC: Sau xử lý bằng CaO trong môi trường siêu âm, góc tiếp xúc nước của PVC giảm từ 96,82° xuống 65,2°, chứng tỏ bề mặt trở nên ưa nước hơn. Phổ FTIR cho thấy nồng độ ion Cl⁻ giảm rõ rệt, đồng thời nhóm OH⁺ tăng đáng kể trên bề mặt PVC, xác nhận sự hydrat hóa thành công.

3. Tối ưu điều kiện tuyển nổi: Thể tích MIBC 0,3 mL, thời gian tuyển nổi 10 phút, nhiệt độ 30°C, pH 3-4 và tốc độ dòng khí 2 L/phút là các điều kiện tối ưu. Dưới điều kiện này, độ thu hồi PVC đạt 96,42% và độ tinh khiết đạt 90,0%, vượt trội so với các điều kiện khác.

4. So sánh với các loại nhựa khác: Hình ảnh SEM cho thấy sự thay đổi bề mặt rõ rệt ở PVC sau xử lý, trong khi các loại nhựa ABS, PS, PC ít biến đổi hơn, thể hiện tính chọn lọc cao của phương pháp.

Thảo luận kết quả

Việc sử dụng CaO từ vỏ nghêu không chỉ tận dụng nguồn nguyên liệu phế thải sẵn có mà còn tạo ra vật liệu xử lý bề mặt hiệu quả, thân thiện môi trường và kinh tế. Sự hydrat hóa bề mặt PVC làm tăng tính ưa nước, giảm khả năng bám dính bọt khí, từ đó hỗ trợ quá trình tuyển nổi tách PVC khỏi hỗn hợp nhựa. Kết quả FTIR và SEM minh chứng cho sự biến đổi hóa học và hình thái bề mặt, phù hợp với cơ chế phân tách dự kiến.

So với các nghiên cứu sử dụng CaO từ hóa chất tinh khiết hoặc vỏ trứng, CaO từ vỏ nghêu cho hiệu suất tương đương hoặc cao hơn, đồng thời giảm chi phí và ô nhiễm thứ cấp. Các điều kiện tuyển nổi được tối ưu hóa giúp cân bằng giữa độ thu hồi và độ tinh khiết, đảm bảo hiệu quả phân tách cao.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ góc tiếp xúc nước trước và sau xử lý, biểu đồ hiệu suất thu hồi và tinh khiết PVC theo các điều kiện tuyển nổi, cùng bảng so sánh thành phần bề mặt nhựa qua EDX và FTIR. Những kết quả này khẳng định tính khả thi và hiệu quả của phương pháp trong việc nâng cao chất lượng tái chế nhựa điện tử.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Triển khai quy trình xử lý bề mặt bằng CaO từ vỏ nghêu: Áp dụng trong các nhà máy tái chế nhựa điện tử để tăng hiệu quả phân tách PVC, giảm thiểu khí độc hại phát sinh trong quá trình tái chế. Thời gian thực hiện: 6-12 tháng, chủ thể: các cơ sở tái chế và viện nghiên cứu.

2. Phát triển công nghệ tuyển nổi bọt khí tối ưu: Tối ưu hóa các thông số như pH, thể tích MIBC, nhiệt độ và tốc độ dòng khí theo nghiên cứu để đạt hiệu suất phân tách cao nhất. Thời gian: 3-6 tháng, chủ thể: doanh nghiệp công nghệ môi trường.

3. Khuyến khích thu gom và phân loại nhựa thải điện tử tại nguồn: Tăng cường nhận thức cộng đồng và xây dựng hệ thống thu gom phân loại để giảm chi phí xử lý và nâng cao chất lượng nguyên liệu đầu vào. Thời gian: liên tục, chủ thể: chính quyền địa phương và tổ chức môi trường.

4. Nghiên cứu mở rộng ứng dụng CaO từ vỏ nghêu: Khai thác tiềm năng vật liệu này trong xử lý các loại nhựa khác và các ứng dụng môi trường khác nhằm tận dụng tối đa nguồn nguyên liệu phế thải. Thời gian: 12-18 tháng, chủ thể: viện nghiên cứu và trường đại học.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành Kỹ thuật Môi trường: Nghiên cứu cung cấp dữ liệu thực nghiệm và phương pháp xử lý bề mặt nhựa bằng vật liệu sinh học, hỗ trợ phát triển các đề tài liên quan.

2. Doanh nghiệp tái chế nhựa và chất thải điện tử: Áp dụng công nghệ xử lý bề mặt và tuyển nổi để nâng cao hiệu quả phân tách, giảm chi phí và ô nhiễm trong quy trình tái chế.

3. Cơ quan quản lý môi trường và chính sách: Tham khảo để xây dựng các chính sách thu gom, phân loại và xử lý chất thải nhựa điện tử phù hợp, góp phần bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng.

4. Các tổ chức phi chính phủ và cộng đồng môi trường: Sử dụng thông tin để tuyên truyền, nâng cao nhận thức về tác hại của nhựa PVC trong chất thải điện tử và thúc đẩy các hoạt động thu gom, tái chế hiệu quả.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao cần tách riêng PVC khỏi hỗn hợp nhựa điện tử?
   PVC chứa clo, khi tái chế hoặc đốt có thể sinh ra khí HCl và hợp chất dioxin độc hại, làm giảm chất lượng sản phẩm tái chế và gây ô nhiễm môi trường. Việc tách riêng giúp nâng cao hiệu quả tái chế và bảo vệ thiết bị.

2. Vật liệu CaO từ vỏ nghêu có ưu điểm gì so với CaO hóa chất?
   CaO từ vỏ nghêu tận dụng nguồn nguyên liệu phế thải, giảm chi phí sản xuất, thân thiện môi trường và có hiệu quả hydrat hóa bề mặt nhựa tương đương hoặc cao hơn CaO hóa chất tinh khiết.

3. Phương pháp tuyển nổi bọt khí hoạt động như thế nào trong phân tách nhựa?
   Dựa trên sự khác biệt tính ưa nước/kỵ nước của bề mặt nhựa, bong bóng khí bám vào nhựa kỵ nước giúp nhựa nổi lên bề mặt, từ đó tách riêng khỏi nhựa ưa nước.

4. Các điều kiện tuyển nổi nào ảnh hưởng lớn đến hiệu quả phân tách?
   Các yếu tố như pH môi trường (3-4 tối ưu), thể tích chất tạo bọt MIBC (0,3 mL), thời gian tuyển nổi (10 phút), nhiệt độ (30°C) và tốc độ dòng khí (2 L/phút) đều ảnh hưởng trực tiếp đến độ thu hồi và độ tinh khiết PVC.

5. Phương pháp này có thể áp dụng ở quy mô công nghiệp không?
   Với chi phí thấp, hiệu quả cao và sử dụng vật liệu tái chế từ vỏ nghêu, phương pháp có tiềm năng ứng dụng quy mô pilot và công nghiệp, giúp nâng cao chất lượng tái chế nhựa điện tử và giảm ô nhiễm môi trường.

Kết luận

• Nghiên cứu thành công điều chế CaO từ vỏ nghêu với nhiệt độ nung 900°C trong 60 phút, tạo vật liệu có cấu trúc phù hợp cho xử lý bề mặt nhựa.
• Xử lý bề mặt PVC bằng CaO trong môi trường siêu âm làm giảm góc tiếp xúc nước từ 96,82° xuống 65,2°, tăng tính ưa nước và hỗ trợ tuyển nổi hiệu quả.
• Điều kiện tuyển nổi tối ưu gồm pH 3-4, thể tích MIBC 0,3 mL, thời gian 10 phút, nhiệt độ 30°C và tốc độ dòng khí 2 L/phút, đạt độ thu hồi 96,42% và độ tinh khiết 90,0%.
• Phương pháp giúp phân tách PVC hiệu quả khỏi hỗn hợp nhựa điện tử, nâng cao chất lượng tái chế và giảm thiểu khí độc hại phát sinh.
• Đề xuất triển khai ứng dụng công nghệ tại các cơ sở tái chế, đồng thời mở rộng nghiên cứu ứng dụng CaO từ vỏ nghêu trong các lĩnh vực môi trường khác.

Khuyến khích các nhà máy tái chế áp dụng quy trình xử lý bề mặt và tuyển nổi theo nghiên cứu để nâng cao hiệu quả tái chế, đồng thời phát triển các nghiên cứu mở rộng về vật liệu CaO sinh học.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Chất thải điện – điện tử 1.1 Khái niệm “Chất thải điện tử” hay “thiết bị điện - điện tử thải” (EEE) là những sản phẩm đã bị chủ sở hữu loại bỏ như chất thải mà không có ý định tái sử dụng lại [9]. Theo Tổ chức Hợp tác và phát triển kinh tế OECD chất thải điện tử là “Bất kì thiết bị gia dụng nào tiêu thụ điện và đã đạt đến vòng đời cuối cùng của nó”. Ngày nay, việc sản xuất thiết bị điện và điện tử (Electrical and Electronic Equipment) vẫn là một trong những hoạt động sản xuất toàn cầu đang phát triển nhanh nhất. Doanh thu của ngành điện – điện tử thậm chí còn vượt xa so với các nhà sản xuất ô tô.

Sự tăng trưởng nhanh của sự phát triển này cũng là thách thức lớn đối với công tác quản lý chất thải ở các nước đã và đang phát triển. Công nghệ phát triển nhanh và nhu cầu cao của người tiêu dùng là một trong những yếu tố góp phần làm tăng lượng chất thải điện, điện tử [10].2 Phân loại chất thải điện tử Theo báo cáo nghiên cứu nhóm V. Kuehr của trường đại học United Nation năm 2018 về thống kê chất thải điện tử, định nghĩa về rác thải điện tử rất rộng, bao gồm sáu loại chất thải [11]: Nhóm 1: Thiết bị trao đổi nhiệt độ, thường được gọi là thiết bị làm mát và đông lạnh. Các thiết bị tiêu biểu: tủ lạnh, tủ đông, máy điều hòa nhiệt độ, máy bơm nhiệt.

Nhóm 2: Màn hình. Thiết bị điển hình bao gồm: ti vi, màn hình, máy tính xách tay và máy tính bảng. Thiết bị điển hình bao gồm: đèn huỳnh quang, đèn phóng điện cường độ cao và đèn LED. Nhóm 4: Thiết bị lớn.

Các thiết bị tiêu biểu bao gồm máy giặt, máy sấy quần áo, máy rửa bát, bếp điện, máy in lớn, thiết bị sao chép và tấm quang điện. 5 Nhóm 5: Thiết bị nhỏ. Thiết bị tiêu biểu bao gồm máy hút bụi, lò vi sóng, thiết bị thông gió, lò nướng bánh mì, ấm điện, máy điện cạo râu, cân, máy tính, bộ radio, máy quay video, đồ chơi điện và điện tử, dụng cụ điện và điện tử nhỏ, thiết bị y tế nhỏ, dụng cụ giám sát và điều khiển nhỏ. Nhóm 6: Thiết bị viễn thông và công nghệ thông tin nhỏ.

Thiết bị điển hình bao gồm điện thoại di động, hệ thống định vị toàn cầu (GPS), bộ định tuyến, máy tính cá nhân, máy in, điện thoại.3 Sự phát thải của chất thải điện – điện tử trên thế giới Chất thải điện - điện tử có thể bao gồm các thành phần khác nhau bao gồm: kim loại, gốm sứ, thủy tinh và nhựa, trong đó nhựa được sử dụng trong chất thải điện tử chiếm tới 20% [12]. Theo một nghiên cứu ước tính, lượng chất thải điện tử được tạo ra trong năm 2016 tương đương 44,7 triệu tấn và được dự đoán sẽ tăng lên khoảng 52,2 triệu tấn vào năm 2021, tốc độ tăng trưởng hàng năm là 3 - 4% [13]. Kinh phí đầu tư để tạo ra trong các nguyên liệu thô của rác thải điện tử được ước tính khoảng 64 tỷ đô la Mỹ (55 tỷ Euro) [5]. Vào năm 2019, lượng chất thải nhựa điện tử được sinh ra trên thế giới được ước tính 53,6 triệu tấn, mức trung bình là 7,3 kg/người.

Theo báo cáo giám sát, chất thải điện tử đã tăng 9,2 triệu tấn kể từ năm 2014 và được dự đoán sẽ tăng lên 74,7 triệu tấn vào năm 2030 (tăng gần gấp đôi chỉ trong vòng 16 năm) [14]. Tại Châu Á, lượng chất thải điện tử chiếm cao nhất khoảng 24,9 triệu tấn vào năm 2019, tiếp theo là Châu Mỹ (13,1 triệu tấn) và Châu Âu (12 triệu tấn). Trong khi đó, châu Phi và Châu Đại Dương có lượng chất thải điện lần lượt là 2,9 triệu tấn và 0,7 triệu tấn. Tuy nhiên, lượng rác thải điện tử trên bình quân đầu người tại Châu Âu đứng đầu thế giới với 16,2 kg/người.

Châu Đại Dương chiếm vị trí thứ hai với 16,1 kg/người, tiếp theo là Châu Mỹ chiếm 13,3 kg/người. Trong khi đó, lượng phát sinh chất thải nhựa ở Châu Á và Châu Phi lần lượt là 5,6 và 2,5 kg/người. Điều này có thể được lý giải vì các tầng lớp với mức thu nhập cao hơn sẽ có nhu cầu sử dụng các thiết bị điện – điện tử càng cao. Bên cạnh đó, việc sử dụng thiết bị điện tử phân khúc cao và bắt kịp sự phát triển của công nghệ đang được cho là sẽ giúp con người xác định 6 giá trị của chính bản thân.

Ngoài ra, đô thị hóa phát triển và tiếp tục công nghiệp hóa ở một số nơi trên thế giới đang dẫn đến lượng chất thải điện tử có xu hường ngày càng tăng lên [14]. Vào năm 2019, việc thu thập và tái chế chất thải chiếm khoảng 9,3 triệu tấn, chiếm 17,4% lượng chất thải điện tử phát sinh. Dẫn đến các hoạt động tái chế không đuổi kịp với tốc độ phát sinh của rác thải điện tử trên toàn cầu. Các thống kê trong báo cáo cho thấy rằng vào năm 2019, các lục địa với tỷ lệ thu gom và tái chế cao nhất là Châu Âu với 42,5%, châu Á đứng thứ hai với 11,7%, châu Mỹ và Châu Đại Dương lần lượt ở mức 9,4% và 8,8%, và Châu Phi có tỷ lệ thấp nhất là 0,9% [14].4 Sự phát thải của chất thải điện – điện tử ở Việt Nam Rác thải điện tử chủ yếu đến từ các hộ gia đình (thiết bị điện gia dụng), văn phòng làm việc (máy tính cá nhân, photocopy, máy fax, máy in và máy scan) và ngành công nghiệp điện tử (các bộ phận / thiết bị / sản phẩm điện tử bị lỗi).

Nguồn chất thải điện tử tại Việt Nam là các thiết bị bị loại bỏ và nhập khẩu bất hợp pháp từ nước ngoài. Nguồn rác thải điện tử cũ bất hợp pháp và không rõ ràng vào Việt Nam [15] được thể hiện qua số liệu trong Bảng 1. Trong số đó, rác thải điện tử gia dụng gây ra nhiều vấn đề quan ngại do kích thước lớn và không an toàn trong quản lý. Theo nghiên cứu của URENCO, số lượng thiết bị điện tử gia dụng bị loại bỏ ở Việt Nam xấp xỉ 10,6 triệu (cụ thể là 4,85 triệu ti vi, 2,27 triệu tủ lạnh, 2,6 triệu máy giặt và 873 máy điều hòa nhiệt độ).

Đây là nguồn rác thải điện tử được thu gom bởi các hệ thống thu gom tư nhân, do đó chỉ có dữ liệu ước tính và không có thông tin về khối lượng và điểm đến của nguồn thải này. Số lượng thiết bị gia dụng được thải bỏ ở Việt Nam được dự đoán đến năm 2025 được thể hiện ở (Hình 1.1 Ước tính số lượng thiết bị gia dụng lớn bị loại bỏ ở Việt Nam (URENCO, 2007) [15] Hình 1.1 Dự đoán số lượng thiết bị gia dụng lớn bị loại bỏ ở Việt Nam [15] 8 1.2 Quản lý chất thải điện – điện tử của các khu vực trên thế giới 1.1 Các vấn đề về quản lý chất thải điện tử ở các nước phát triển Tại Châu Âu, cơ sở hạ tầng quản lý chất thải điện tử được tuân thủ rất tốt để thu gom chất thải điện tử tại các cửa hàng và thành phố. Quá trình này được thực hiện bởi các công ty tư nhân. Việc thu gom chất thải điện – điện tử luôn được kết hợp với quá trình thu hồi các thành phần có thể tái chế được và xử lý phần còn lại theo các phương pháp thân thiện với môi trường.

Do đó, thống kê trong năm 2017 cho thấy 59% chất thải điện tử được tạo ra ở Bắc Âu và 54% chất thải điện tử được tạo ra ở Tây Âu là được ghi nhận là được tái chế chính thức. Việc thu gom chất thải điện – điện tử tại các hộ gia đình được thực hiện bởi tổ chức thu gom. Các tổ chức này nhận được sự hỗ trợ kinh phí từ chính phủ và các công ty tư nhân. Do đó, việc thu gom rác thải điện tử có thể bị cản trở do các cơ quan này thường được cấp vốn thấp.

Vì vậy, các cơ quan chính quyền thường lưu trữ thiết bị điện – điện tử thải bỏ [14]. Điều này dẫn đến việc quản lý chất thải điện tử ở một số quốc gia ở châu Âu đang được thực hiện bằng cách xuất khẩu để tái sử dụng. Bên cạnh đó, Mỹ đã thực hiện các biện pháp chung để ngăn chặn rác thải điện tử ở cấp liên bang. Chính quyền Mỹ đã có một loạt các biện pháp quản lý để hạn chế các tác động bất lợi do việc thải bỏ và xử lý thiết bị điện tử không phù hợp.

Đối với một số thiết bị điện tử đáp ứng các tiêu chí nhất định cần phải được quản lý theo các yêu cầu của Đạo luật Bảo tồn và Phục hồi Tài nguyên (RCRA). Các cơ quan liên bang được hướng dẫn sử dụng các máy tái chế điện tử đều được chứng nhận theo tiêu chuẩn Tái chế có trách nhiệm (R2) hoặc E-Stewards. Hàng trăm cơ sở tái chế thiết bị điện tử đã được chứng nhận cho một hoặc cả hai chương trình chứng nhận. Các tiêu chuẩn này đã được cập nhật và nâng cao kể từ khi thành lập vào năm 2010.

Hiện nay, Mỹ Latinh có rất nhiều công ty tham gia vào các hoạt động xử lý và quản lý chất thải điện tử, đặc biệt là khi nói đến sự phát triển của các nhà tái chế địa phương. Mặc dù đã có một số ý kiến đóng góp về việc tái chế nhưng vẫn chưa thể thiết lập các tiêu chuẩn kỹ thuật phù hợp với điều kiện địa phương của từng khu vực. Ở các quốc gia có khung pháp lý cụ thể về rác thải điện tử và quá trình thu gom rác thải bắt buộc, chẳng hạn 9 như Colombia và Peru, sự tăng trưởng về khối lượng thu gom rất ổn định và đáng chú ý. Song song đó, phạm vi các thiết bị điện tử được thu thập cũng được mở rộng, không còn chỉ tập trung vào công nghệ thông tin và truyền thông, mà còn áp dụng cho các thiết bị làm mát.

Hiện nay, đã có một số dự án tập trung chủ yếu vào các chương trình tiết kiệm năng lượng và phát triển cơ sở hạ tầng địa phương nhằm đảm bảo việc xử lý các thiết bị loại bỏ. Do đó, sẽ giảm thiểu khí thải độc hại phát sinh từ quá trình xử lý. Bên cạnh đó, do được thúc đẩy bởi các quy định, tầm quan trọng của các hệ thống thu thập chính thức cũng ngày càng tăng. Một lượng rất lớn chất thải điện tử vẫn được các khu vực phi chính thức xử lý.