Đang tải... (xem toàn văn)
LỜI MỞ ĐẦUNgày nay, cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp, sự tiến bộ trong đời sống sinh hoạt hằng ngày, con người cũng thải ra môi trường nhiều loại rác thải làm cho môi trường càng ngày càng quá tải. Vì vậy, các ngành công nghiệp tái chế đang là mối quan tâm hàng đầu của con người trong đó có ngành công nghiệp tái chế giấy. Với giải pháp được đặt ra để giảm thiểu lượng chất thải trong công nghiệp giấy là sử dụng nguồn nguyên liệu là giấy đã qua sử dụng làm nguyên liệu chính để sản xuất giấy tái chế. Tái chế giấy là biệp pháp hữu hiệu giảm chi phí xử lí chất thải, đem lại cho môi trường trong sạch hơn, cải thiện sức khỏe con người, đảm bảo cho quá trình phát triển bền vững của xã hội.1.TỔNG QUAN VỀ SẢN XUẤT GIẤY TÁI CHẾ1.1.Tình hình sản xuất giấy tái chế ở Viêt Nam-Ở Việt Nam, theo Bộ Công Thương, gần 70% sản lượng giấy được sản xuất từ nguyên liệu tái chế. Tuy nhiên, nguồn cung cấp nguyên liệu rẻ tiền này phần lớn lại không phải là kết quả của hoạt động thu gom phế liệu ở trong nước, mà phải nhập khẩu.-Trước đây, việc thu hồi giấy phế thải đáp ứng được 25-27% nhu cầu nguyên liệu sản xuất của các nhà máy trong nước, nhưng những năm gần đây tỉ lệ này đã giảm mạnh, còn khoảng 16-17%. Xu hướng này phần nào cho thấy hoạt động thu gom, tái chế rác thải nói chung chưa được khuyến khích và động viên đúng mức.1.2.Nhóm nguyên liệu cho quá trình sản xuất giấyNguyên liệu cho quá trình sản xuất giấy được chia làm hai nhóm dựa vào nguồn : -Nguyên liệu nguyên thủy : gỗ hoặc các nhuồn chứa xơ sợi xelulozo như rơm, rạ,… tùy vào điều kiện củ từng khu vực và số lượng có sẵn mà người ta quyết định loại gỗ nào sẽ được sử dụng làm nguyên liệu nguyên thủy.-Nguyên liệu tái chế : giấy loại (giấy đã qua sử dụng hoặc phế phẩm quá trình sản xuất và phân phối giấy). Hình 1.1. Giấy vụn được thu gom 1.3.Nguồn giấy đã dùng trong nước-Giấy đã qua sử dụng phát sinh từ nhiều nguồn, bao gồm các hộ gia đình, trường học, văn phòng công sở của các cơ quan, tổ chức, công ty, nhà máy, siêu thị, cửa hàng, nhà ga, bến xe, sân bay… -Giấy đã qua sử dụng có loại tái chế được và loại không tái chế được. -Những loại giấy không thể tái chế gồm giấy cảm nhiệt, giấy dính, băng keo, giấy trong suốt, giấy carbon, giấy bóng kính, giấy phủ chất dẻo hay sáp, hộp đựng sữa hoặc nước giải khát, giấy gói kẹo, hộp đựng cơm trưa, cốc và đĩa giấy, giấy lau, khăn lau đã dùng, giấy đựng sơn, giấy đựng hóa chất hoặc thực phẩm,….
1 MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH 3 DANH MỤC BẢNG 4 LỜI MỞ ĐẦU 5 1. TỔNG QUAN VỀ SẢN XUẤT GIẤY TÁI CHẾ 6 1.1. Tình hình sản xuất giấy tái chế ở Viêt Nam 6 1.2. Nhóm nguyên liệu cho quá trình sản xuất giấy 6 1.3. Nguồn giấy đã dùng trong nước 6 1.4. Lợi ích của việc sản xuất giấy từ nguyên liệu tái chế 7 2. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GIẤY TÁI CHẾ 7 2.1. Sơ đồ tổng quát sản xuất giấy 7 2.2. Sơ đồ tổng quát công nghệ sản xuất giấy tái chế 8 2.3. Sơ đồ công nghệ sản xuất giấy tái chế 8 2.3.1. Phân loại, chế biến nguyên liệu 9 2.3.2. Khâu sàng rửa 10 2.3.3. Quá trình khử mực in 10 2.3.3.1. Quá trình tách mực ra khỏi xơ sợi 10 2.3.3.2. Giai đoạn loại bỏ mưc ra khỏi xơ sợi trong quá trình tuyển nổi 11 2.3.4. Sản xuất bột giấy 11 2.3.5. Trộn bột giấy, nghiền, gia keo hồ và tạo màu 12 2.3.6. Công đoạn xeo 13 2.4. Một số sơ đồ công nghệ tái chế giấy khác 16 2.4.1. Công nghệ sản xuất giấy dó 17 2.4.2. Công nghệ sản xuất giấy vệ sinh, giấy ăn, vàng mã 19 3. SỬ DỤNG NGUYÊN LIỆU VÀ NĂNG LƯỢNG 20 3.1. Nguyên liệu 20 2 3.1.1. Nguyên liệu đầu vào là giấy loại 20 3.1.2. Các nguyên liệu khác 20 3.1.3. Nước 21 3.2. Năng lượng 21 4. CÁC VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG TRONG TÁI CHẾ GIẤY 21 4.1. Nước thải 21 4.2. Khí thải 22 4.3. Chất thải rắn 22 4.4. Ô nhiễm tiếng ồn 22 4.5. Vấn đề môi trường chủ đạo 22 KẾT LUẬN 24 TÀI LIỆU THAM KHẢO 25 3 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Giấy vụn được thu gom 6 Hình 2.1. Sơ đồ nguyên tắc sản xuất giấy tái chế 7 Hình 2.2. Sơ đồ công công nghệ tổng quát sản xuất giấy tái chế 8 Hình 2.3. Sơ đồ công nghệ sản xuất giấy tái chế 9 Hình 2.4. Giấy đã được nghiền 12 Hinh 2.5. Máy nghiền thủy lực 12 Hình 2.6. Sơ đồ một máy xeo giấy 13 Hình 2.7. Máy xeo giấy 14 Hình 2.8. Hệ thống cuộn giấy 15 Hình 2.9. Máy ép giấy 16 Hình 2.10. Công nghệ sản xuất tái chế vỏ dó 17 Hinh 2.11. Sản phẩm giấy dó 18 Hình 2.12. Tranh được vẽ trên giấy dó 18 Hình 2.13. Sơ đồ công nghệ sản xuất tái chế giấy vệ sinh, giấy ăn 19 Hình 2.14. Giấy ăn tái chế 20 Hinh 3.1. Lò hơi đốt than 21 4 DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1. Lô và nhóm trong quá trình sấy 16 Bảng 2.2. Năng lượng sử dụng tại một số công đoạn chính 21 5 LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp, sự tiến bộ trong đời sống sinh hoạt hằng ngày, con người cũng thải ra môi trường nhiều loại rác thải làm cho môi trường càng ngày càng quá tải. Vì vậy, các ngành công nghiệp tái chế đang là mối quan tâm hàng đầu của con người trong đó có ngành công nghiệp tái chế giấy. Với giải pháp được đặt ra để giảm thiểu lượng chất thải trong công nghiệp giấy là sử dụng nguồn nguyên liệu là giấy đã qua sử dụng làm nguyên liệu chính để sản xuất giấy tái chế. Tái chế giấy là biệp pháp hữu hiệu giảm chi phí xử lí chất thải, đem lại cho môi trường trong sạch hơn, cải thiện sức khỏe con người, đảm bảo cho quá trình phát triển bền vững của xã hội. 6 1. TỔNG QUAN VỀ SẢN XUẤT GIẤY TÁI CHẾ 1.1. Tình hình sản xuất giấy tái chế ở Viêt Nam - Ở Việt Nam, theo Bộ Công Thương, gần 70% sản lượng giấy được sản xuất từ nguyên liệu tái chế. Tuy nhiên, nguồn cung cấp nguyên liệu rẻ tiền này phần lớn lại không phải là kết quả của hoạt động thu gom phế liệu ở trong nước, mà phải nhập khẩu. - Trước đây, việc thu hồi giấy phế thải đáp ứng được 25-27% nhu cầu nguyên liệu sản xuất của các nhà máy trong nước, nhưng những năm gần đây tỉ lệ này đã giảm mạnh, còn khoảng 16-17%. Xu hướng này phần nào cho thấy hoạt động thu gom, tái chế rác thải nói chung chưa được khuyến khích và động viên đúng mức. 1.2. Nhóm nguyên liệu cho quá trình sản xuất giấy Nguyên liệu cho quá trình sản xuất giấy được chia làm hai nhóm dựa vào nguồn : - Nguyên liệu nguyên thủy : gỗ hoặc các nhuồn chứa xơ sợi xelulozo như rơm, rạ,… tùy vào điều kiện củ từng khu vực và số lượng có sẵn mà người ta quyết định loại gỗ nào sẽ được sử dụng làm nguyên liệu nguyên thủy. - Nguyên liệu tái chế : giấy loại (giấy đã qua sử dụng hoặc phế phẩm quá trình sản xuất và phân phối giấy). Hình 1.1. Giấy vụn được thu gom 1.3. Nguồn giấy đã dùng trong nước - Giấy đã qua sử dụng phát sinh từ nhiều nguồn, bao gồm các hộ gia đình, trường học, văn phòng công sở của các cơ quan, tổ chức, công ty, nhà máy, siêu thị, cửa hàng, nhà ga, bến xe, sân bay… - Giấy đã qua sử dụng có loại tái chế được và loại không tái chế được. 7 - Những loại giấy không thể tái chế gồm giấy cảm nhiệt, giấy dính, băng keo, giấy trong suốt, giấy carbon, giấy bóng kính, giấy phủ chất dẻo hay sáp, hộp đựng sữa hoặc nước giải khát, giấy gói kẹo, hộp đựng cơm trưa, cốc và đĩa giấy, giấy lau, khăn lau đã dùng, giấy đựng sơn, giấy đựng hóa chất hoặc thực phẩm,…. 1.4. Lợi ích của việc sản xuất giấy từ nguyên liệu tái chế - Lợi ích lớn nhất là bảo tồn rừng tự nhiên. Khi tái chế giấy, lượng gỗ phải chặt hạ để sản xuất bột giấy sẽ giảm. Nhờ đó, việc tái chế giấy giúp giữ lại được rừng, giảm áp lực chuyển đổi rừng tự nhiên và các khu vực nhạy cảm về sinh thái như đầm lầy thành rừng sản xuất. Việc tái chế giấy giúp giữ gìn toàn bộ giá trị mà hệ thống sinh thái rừng cung cấp, bao gồm nước sạch, môi trường sống của muông thú và tính đa dạng sinh học. - Giảm lượng phát thải CO 2 , khí metan. - Giảm lượng chất thải rắn. - Sản xuất giấy từ nguyên liệu tái chế sạch hơn từ gỗ do việc tách xơ sợi và tẩy trắng đã được làm trước đó. Do đó, giảm được lượng nước thải, cải thiện chất lượng nước. - Lợi ích về mặt kinh tế. 2. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GIẤY TÁI CHẾ 2.1. Sơ đồ tổng quát sản xuất giấy Một dây chuyền công nghệ sản xuất giấy từ giấy đã qua sử dụng thường có dạng: (1) (2) (3) (1): Nguyên liệu giấy vụn và giấy đã qua sử dụng (2): Nhiên liệu cho công đoạn tẩy mực (3): Phụ gia cho công đoạn tạo tờ Hình 2.1. Sơ đồ nguyên tắc sản xuất giấy tái chế Nguyên tắc hoạt động Các loại nguyên liệu sẽ được đem gia công chế biến ở (I). Sau đó nguyên liệu được đem đến khu gia công nguyên liệu ở khu (II). Tại (II) nguyên liệu sẽ Khâu chế biến nguyên liệu (I) Gia công nghuyên liệu sau chế biến (II) Hệ thống máy tạo tờ giấy (III) Gia công giấy sau tạo tờ (IV) 8 được ngâm trong một bể lớn, hóa chất sẽ được sử dụng để tách mực và sử dụng thiết bị nghiền thủy lực để làm mịn giấy. Khi bột giấy đã được nghiền mịn, bột giấy sẽ được làm đặt sệt (có sử dụng hóa chất). Sau đó bột giấy sẽ được đưa đến hệ thống tạo tờ ở (III), đây là công đoạn xeo giấy để tạo tờ, tùy thuộc loại giấy và chất lượng giấy theo yêu cầu mà giấy sẽ được xeo khác nhau. Giấy sau xeo sẽ được đem đến công đoạn gia công giấy ở (IV), tại đây giấy được cắt xén theo yêu cầu, giấy được đóng gói và được xuất ra thị trường. kết thúc một vòng giấy tái chế. 2.2. Sơ đồ tổng quát công nghệ sản xuất giấy tái chế Hình 2.2. Sơ đồ công công nghệ tổng quát sản xuất giấy tái chế 2.3. Sơ đồ công nghệ sản xuất giấy tái chế Xeo giấy Nước thải, hóa chất thừa Giấy đứt, khí lò đốt, nhiệt , xỉ than Tiếng ồn Nhiệt, nước rửa máy, chất độn Sản phẩm Chuẩn bị phối liệu bột Chuẩn bị nguyên liệu Phèn, nhựa thông, chất độn, nước, chất tạo màu, acid điều chỉnh pH Sản xuất bột giấy Nước thải chứa hóa chất dư, mực in Chất thải rắn (tạp chất, kim loại,…trong bể lắng và sàng sơ bộ) Tiếng ồn Hóa chất thừa, nước thải Tiếng ồn Nước, xút, chất tẩy trắng Nguyên liệu Hóa chất thừa, nước thải 9 Hình 2.3. Sơ đồ công nghệ sản xuất giấy tái chế Thuyết minh sơ đồ công nghệ 2.3.1. Phân loại, chế biến nguyên liệu Gia keo Nước thải, bột rơi vãi Phân loại, chế biến nguyên liệu Hơi nước Ép, Sấy khô Xeo Hồ và tạo màu (nhuộm) Hơi hóa chất, tiêng ồn, nước thải, bột rơi vãi Hơi nước, dung dịch bột giấy, phụ gia Nghiền Nước thải, bột rơi vãi, dịch đen chứa lignin. Chất khử mực (NaOH, Javen, Na 2 CO 3 , H 2 O 2,… ), dịch hóa chất Đánh tơi Nước thải chứa hóa chất dư, mực in, tạp chất trong nước, hơi hóa chất. Nhựa thông, phèn chua Hóa chât tạo màu, bột giấy Nước, giấy đã phân loại Rửa sàng Tẩy trắng (khử mực in) Sản xuất bột giấy Dịch lơ lửng, chất thải rắn Nước thải Nước sạch Nước, chất độn Tiếng ồn, bụi Sản phẩm Hơi nước Nguyên liệu (vỏ gió, bìa carton, giấy loại, báo loại,…) Tiếng ồn, kim loại, hơi dung môi Bụi, giấy không tái chế được, tiếng ồn, ghim Hơi hóa chất, nước thải chứa màu nhuộm Giấy các loại 10 - Phân loại nguyên liệu : theo hàm lượng bột giấy và mức độ mực in trên giấy (công đoạn này thường được các cơ sở thu gom giấy loại thực hiện). việc phân loại nguyên liệu này sẽ giúp sản xuất hiệu quả hơn và đỡ tốn tài nguyên. - Loại bỏ các vật liệu không mong muốn : băng dính, ghim, vải,… - Xử lý cơ học để kích cỡ của nguyên liệu phù hợp với máy nghiền. Nguyên liệu cho sản xuất giấy tái chế là giấy đã qua sử dụng. Nguyên liệu sẽ được thu gom và tập kết, sau đó được đe đến cơ sở chế biến. Tại cơ sở chế biến, nguyên liệu được đem sàng để loại bỏ bông, vải, giấy không thể tái chế. Mọi công việc được làm bằng tay, sau đó giấy sẽ được cho vào bể để ngâm cho bã ra. Tại đây đất, cát có lẫn trong giấy cũng bị loại. Bông vải và giấy đã loại ở trên sẽ được đem chôn lấp hoặc đem đốt làm nhiên liệu cho công đoạn tạo hơi nước phục vụ cho các công đoạn khác. 2.3.2. Khâu sàng rửa Nguyên liệu được đánh tơi, sau đó đưa tới 4 máy lọc chân không. Tại đây nguyên liệu được rửa sạch, dịch hóa chất thu hồi có nồng độ 13%, loại dịch này được đưa đến hệ thống chưng lọc. Sau đó được đưa qua hệ thống sàng gồm 2 áp lực: 1 sàng thô và 3 giai đoạn lọc cái. Các phần không cần thiết được loại bỏ ra ngoài. 2.3.3. Quá trình khử mực in Phương pháp khử mực in giấy loại được sử dụng phồ biến là phương pháp tuyển nổi. Hoặc một cách khác, sau khi sàng sơ bộ, xơ thu từ nhà máy nghiền sẽ được xử lý bằng các bước rửa liên tiếp, qua đó mục in và các tạp chất khác sẽ được loại bỏ qua phần nước lọc. Quá trình tách mực thường gồm có một công đoạn tầy trắng riêng biệt, sử dụng peroxit hydro hoặc muối hydrosunfit. Mục đích chính của phương pháp tuyển nổi là loại bỏ các hạt mực, chất phụ gia, các hạt mang màu,…ra khỏi thành phần xơ sợi. Phương pháp này thích hợp với các hạt mực và phụ gia có kích thước từ 10x10 -6 đến 250x10 -6 m. Phương pháp tuyển nổi thực hiện theo nguyên lý bám dính các hạt vật chất vào bong bóng khí. Các công đoạn chính trong quá trình tuyển nổi : 2.3.3.1. Quá trình tách mực ra khỏi xơ sợi Giai đoạn này trong sản xuất được thực hiện ở máy nghiền thủy lực với sự hỗ trợ của một số chất khử mực như : NaOH, Na 2 CO 3 , H 2 O 2 , dung dịch nước Javen, dung dịch nước Clo, các chất hoạt tính bề mặt,… Người ta thường dùng nước Javen vì dễ sản xuất. Nếu sử dụng dung dịch nước Clo thì phải kết hợp cả [...]... rõ mục đích sử dụng của từng loại giấy sau tái chế mà đưa ra các công đoạn xử lý phù hợp 24 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 http://www.doko.vn /luan- van/tim-hieu -cong- nghe- san-xuat -giay- taiche-va-cac-van-de-moi-truong-353304 2 http://luanvan.co /luan- van /cong- nghe- san-xuat -giay -tai- che- 620/ 3 Nguyễn Văn Phước và cộng sự, Kỹ thuật xử lý chất thải công nghiệp, nhà xuất bản Đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh, 2010... cả các nhóm dẫn động sẽ được hiệu chỉnh theo độ kéo căng và sự cố của tờ giấy Bảng 2.1 Lô và nhóm trong quá trình sấy Sấy chính Sấy nhựa Nhóm 1 2 3 4 5 6 số Số lô 8 8 8 2 8 2 Vị trí lô 1-8 9-1 6 1 7-2 4 2 5-2 6 2 7-3 4 3 5-3 6 2.4 Một số sơ đồ công nghệ tái chế giấy khác 16 2.4.1 Công nghệ sản xuất giấy dó Nguyên liệu chính: vỏ dó Nguyên liệu phụ: cây mò, giấy xi măng,… Hóa chất sử dụng: vôi, Javen, nhựa thông,... vãi, rò rỉ,… Dòng thải chính của quá trình tái chế giấy ở các công đoạn sau: - Dòng thải trong quá trình nghiền chủ yếu là bột mịn hòa lẫn trong nước, chất rắn lơ lửng, chất độn, phụ gia - Dòng thải chứa màu nhuộm trong quá trình nhuộm - Dòng thải chứa mực in, hóa chất thừa, tạp chất, xút, nước javen, … trong quá trình khử mực in - Dòng thải từ các quá trình gia keo và xeo gồm dung dịch bột giấy, hóa chất... bột giấy Nghiền Để đảm bảo chất lượng mong muốn cho sản phẩm, bột giấy và các chất phụ gia sẽ được nghiền trong bể nghiền Quá trình nghiền tiến hành với nồng độ giấy trong dung dịch từ 2% - 8% Việc nghiền có 2 tác dụng chính: - Tạo ra dung dịch bột đồng nhất và liên tục Nồng độ các chất trong dung dịch bột là ổn định tạo sự đổng đều về chất lượng sản phẩm - Làm tăng diện tích tiếp xúc, tăng khả năng... công đoạn: - Giai đoạn rửa nguyên liệu và khử mực in: do sử dụng hóa chất như javen, NaOH, Na2CO3, H2O2,… nên thải ra một lượng lớn khí độc như Cl2,…hóa chất thêm vào, chất phụ gia, chất độn cũng sinh ra nhiều loại khí thải độc hại - Lò hơi tạo ra hơi nước được sử dụng hầu hết trong các khâu mà nguyên liệu chính là than đá sinh ra nhiều khí độc: H2S, CO2, CO, NOx,…và cũng sinh ra nhiều bụi - Trong công... hệ thống hút chân không lượng nước thải còn lại trong bột sẽ được đem dđi xử lý Đối với nhà máy sản xuất giấy viết quy mô lớn, xeo giấy gồm 3 bước phân biệt: - Bước tách trọng lực và chân không (phần lưới) - Bước tách nước cơ học (phần cuốn, ép) - Bước sấy bằng nhiệt (các máy sấy hơi gián tiếp) Ở phần lưới của máy xeo, quá trình tách nước khỏi bột diễn ra do tác dụng của trọng lực và chân không Hỗn hợp... công đoạn hấp tiệt trùng Hình 2.14 Giấy ăn tái chế 3 SỬ DỤNG NGUYÊN LIỆU VÀ NĂNG LƯỢNG 3.1 Nguyên liệu 3.1.1 Nguyên liệu đầu vào là giấy loại - Nguyên liệu đã dùng là sản phẩm cho người dùng cuối, khi dùng xong thường vứt bỏ để chôn lấp hay đốt trong lò đốt rác - Nguyên liệu chưa dùng gồm các rìa mép giấy được xén và giấy rách trong quá trình sản xuất giấy (quá trình xeo giấy, cắt xén,…), gia công giấy... loại bỏ mưc ra khỏi xơ sợi trong quá trình tuyển nổi Sau khi mực và các hạt phụ gia được tách ra khỏi bề mặt xơ sợi, ta phải loại bỏ chúng Có thể sử dụng các hạt chất rắn có kích thước từ 10x10 -6 mđến 250x1 0-6 m Do tác dụng của hóa chất (chất lựa chọn soap) và đặc biệt là sự có mặt của các ion Canxi mang điện dương trong nước, các phân tử của xà phòng kết hợp với các ion Canxi này tạo ra các hạt vật... dụng hầu hết trong các khâu mà nguyên liệu chính là than đá sinh ra nhiều khí độc: H2S, CO2, CO, NOx,…và cũng sinh ra nhiều bụi - Trong công đoạn đánh tơi, nghiền, ép, sấy khô sinh ra nhiều bụi bột giấy - Công đoạn phân loại cũng tạo ra nhiều bụi bẩn 4.3 Chất thải rắn Chất thải rắn sing ra chủ yếu ở công đoạn phân loại nghuyên liệu đầu vào: ghim, băng dán, bìa nhựa,… ngoài ra chất thải rắn cũng phát sinh