Sự gia tăng khối lượng phế thải thạch cao DAP – Đình Vũ từ quá trình sản xuất phân bón đặt ra yêu cầu cấp thiết về các giải pháp tái sử dụng hiệu quả và thân thiện với môi trường. Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu sử dụng phế thải thạch cao DAP – Đình Vũ kết hợp với xi măng Portland hỗn hợp PCB40 và đá dăm 5,0¸20 mm để chế tạo vật liệu san lấp phục vụ các công trình lấn biển khu vực TP. Hải Phòng. Nghiên cứu được thực hiện theo phương pháp thực nghiệm trong điều kiện phòng thí nghiệm với các cấp phối có hàm lượng phế thải thạch cao từ 70¸85%, xi măng từ 5¸10% và đá dăm từ 5¸25%.
Trong quá trình sản xuất phân bón Diamon Phosphate (DAP) tại Công ty Cổ phần DAP - Đình Vũ tại khu công nghiệp Đình Vũ (Hải Phòng), mỗi năm phát sinh một lượng lớn phế thải thạch cao. Nhà máy sản xuất phân bón DAP với công suất 330.000 tấn/năm, tổng vốn đầu tư 156,4 triệu USD, đi vào hoạt động từ năm 2009, đã thải ra khoảng 750.000 tấn bã thạch cao/năm [1, 2]. Phần lớn lượng thải này chưa được xử lý hoặc tái sử dụng hiệu quả, gây ra nhiều nguy cơ ô nhiễm môi trường nghiêm trọng (Hình 1).
Bãi thạch cao
Thực tế cho thấy, lượng bã thải thạch cao phospho khổng lồ từ Nhà máy phân bón DAP – Đình Vũ đã và đang gây ra áp lực môi trường đáng kể đối với thành phố Hải Phòng. Loại chất thải này chứa đựng nhiều tạp chất độc hại như axit, fluor, kim loại nặng... tiềm ẩn nguy cơ ô nhiễm lâu dài và khó khắc phục nếu không được xử lý đúng quy trình. Nước rỉ từ bãi thải có thể làm ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng nước ngầm và nước mặt khu vực ven biển. Bụi phát tán trong không khí gây ô nhiễm môi trường, tác động đến sức khỏe cộng đồng.
Ngoài ra, bãi thải chiếm dụng diện tích đất lớn, làm biến đổi địa hình và tiềm ẩn nguy cơ vỡ bờ bao trong mùa mưa bão, đe dọa hệ sinh thái vùng cửa biển [3, 4]. Vì vậy, việc nghiên cứu, đánh giá và tìm kiếm giải pháp tái sử dụng hợp lý lượng gypsum DAP – Đình Vũ là hết sức cấp bách, vừa nhằm giảm áp lực môi trường, vừa góp phần biến chất thải công nghiệp thành nguồn tài nguyên phục vụ phát triển bền vững (Hình 2).
Vật liệu đã sử dụng trong nghiên cứu này bao gồm hai thành phần chính: phế thải thạch cao thu được từ nhà máy sản xuất DAP – Đình Vũ (Hải Phòng), xi măng Poóc lăng hỗn hợp PCB40 Vicem Hải Phòng và đá dăm kích thước 5,020 mm từ mỏ đá vôi Kiện Khê (Hà Nam).
Phế thải thạch cao DAP - Đình Vũ sử dụng trong nghiên cứu được lấy từ bãi lưu chứa của Nhà máy sản xuất DAP – Đình Vũ và đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật theo tiêu chuẩn TCVN 14325:2024 “Hỗn hợp thạch cao phospho làm vật liệu san lấp - Yêu cầu chung” [8] (Hình 3). Các tính chất vật lý cơ bản của phế thải thạch cao DAP - Đình Vũ được thể hiện trong Bảng 1.
Trên cơ sở nghiên cứu thực nghiệm trong điều kiện phòng thí nghiệm có thể cho thấy hàm lượng phế thải thạch cao DAP – Đình Vũ, xi măng và đá dăm kích thước 5,0÷20 mm có ảnh hưởng đáng kể đến các tính chất cơ lý chủ yếu của hỗn hợp vật liệu san lấp lấn biển. Từ các kết quả thu được, rút ra một số kết luận chính như sau:
- Phế thải thạch cao DAP – Đình Vũ có thể sử dụng làm vật liệu san lấp lấn biển khi được phối trộn hợp lý với xi măng và đá dăm 5,0÷20 mm. Vật liệu sau phối trộn có khả năng đầm chặt tốt và đáp ứng yêu cầu về sức chịu tải CBR tại độ chặt K95;
- Thành phần đá dăm 5,0 ÷ 20 mm có ảnh hưởng rõ rệt đến sức chịu tải CBR của vật liệu san lấp, đóng vai trò bộ khung cốt liệu chịu lực, quyết định khả năng phân bố tải trọng của vật liệu. Bên cạnh đó, các cấp phối vật liệu san lấp sử dụng hàm lượng xi măng cao hơn cho giá trị CBR lớn hơn trong cùng điều kiện thành phần thạch cao và đá dăm. Điều này cho thấy vai trò của xi măng trong quá trình kết dính thành phần đá dăm và phế thải thạch cao lại với nhau để tạo ra khối vật liệu đồng nhất;
- Cường độ chịu nén của vật liệu tăng theo tuổi mẫu, thể hiện rõ qua kết quả thí nghiệm tại tuổi 7 ngày và 28 ngày. Hàm lượng xi măng và đá dăm có ảnh hưởng lớn đến cường độ chịu nén, trong khi phế thải thạch cao với thành phần hạt nhỏ mịn chủ yếu đóng vai trò vật liệu điền đầy và làm đặc chắc vi cấu trúc vật liệu;
- Tất cả các cấp phối nghiên cứu đều có giá trị sức chịu tải CBR tại độ chặt K95 và cường độ chịu nén đều đạt yêu cầu theo TCVN 14325:2024, đáp ứng tiêu chí kỹ thuật đối với hỗn hợp vật liệu thạch cao sử dụng làm vật liệu san lấp;
- Kết quả nghiên cứu cho thấy việc tái sử dụng phế thải thạch cao DAP – Đình Vũ làm vật liệu san lấp lấn biển là khả thi về mặt kỹ thuật và hiệu quả kinh tế, góp phần giảm thiểu khối lượng chất thải công nghiệp cần xử lý, tiết kiệm tài nguyên và mang lại hiệu quả kinh tế tuần hoàn tại Việt Nam.
Xem chi tiết Bài nghiên cứu TẠI ĐÂY:
BuilData
