Tác giả chỉ dừng lại ở việc đánh giá hiệu quả sử dụng nguyên nhiên vật liệu, các bạn có thể phát triển thêm phần hiệu quả kinh tế khi áp dụng các công nghệ sản xuất sạch hơn trong sản xuất công nghiệp
ĐẶT VẤN ĐỀ Công nghiệp Giấy Việt Nam là một trong những nghành công nghiệp đóng vai trò khá quan trọng trong ngành kinh tế quốc dân Theo thống kê năm 2009 của Bộ Công Thương sản xuất công nghiệp giấy đạt giá trị 672 tỷ VNĐ, gần 2,5% tổng giá trị công nghiệp cả nước và đứng hàng thứ 10 trong ngành công nghiệp Công nghiệp Giấy bao gồm 1.408 cơ sở sản xuất, trong đó có gần 500 doanh nghiệp sản xuất giấy và bột giấy Tuy nhiên, ngành công nghiệp giấy hiện nay đang gây nhiều tác động tiêu cực đến môi trường và tài nguyên Theo thống kê, trong tổng số doanh nghiệp và cơ sở sản xuất giấy,chỉ có khoảng 10% doanh nghiệp đạt tiêu chuẩn môi trường cho phép, còn lại các nhà máy đều không có hệ thống xử lý nước thải hoặc có nhưng chưa đạt yêu cầu nên gây ra những vấn nạn về môi trường Cụ thể, nước thải của ngành giấy của Việt Nam có độ pH trung bình 9 – 11; chỉ số nhu cầu oxy sinh hóa (BOD) và nhu cầu oxy hóa học (COD) cao, có thể lên đến 700 mg/l và 2.500 mg/l; Hàm lượng chất rắn lơ lửng cao gấp nhiều lần giới hạn cho phép, đặc biệt nước thải có chứa nhiều kim loại nặng và phẩm mầu, xút Nguyên nhân chủ yếu là hiện nay ngành công nghiệp giấy Việt Nam đang sử dụng công nghệ sản xuất ở trình độ thấp, quy mô tương đối nhỏ bé so với khu vực và toàn cầu Hầu hết các doanh nghiệp sản xuất theo phương pháp kiềm không có thu hồi hóa chất nên khó có thể cải thiện được chất lượng và gây ô nhiễm môi trường, hiệu quả sử dụng năng lượng và nguyên liệu chưa cao Công nghiệp giấy thực chất là ngành sản xuất đa ngành và tổng hợp, sử dụng một khối lượng khá lớn nguyên, nhiên liệu đầu vào (tre, nứa, các hóa chất cơ bản, nhiên liệu, năng lượng, nước v.v ) so với khối lượng sản phẩm tạo ra thì tỷ lệ bình quân vào khoảng 10/1 Vì vậy, đổi mới công nghệ sản xuất và cải tiến thiết bị trong ngành này nhằm làm tăng hiệu suất sử dụng nguyên vật liệu và giảm thiểu lượng phát thải là việc làm có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao cho ngành sản xuất giấy nói riêng và các ngành công nghiệp nói chung Sản xuất sạch hơn trong công nghiệp là một trong những chiến lược quan trọng của nhiều quốc gia Thực hiện công nghệ sản xuất sạch hơn là một trong những phương án mang lại những lợi ích cho doanh nghiệp về mặt kinh tế, đồng thời góp phần làm giảm thiểu ô nhiễm môi trường, cho phép các doanh nghiệp tiếp cận tốt các yêu cầu về bảo vệ môi trường Ngoài ra, áp dụng sản xuất sạch hơn cũng sẽ giúp cho các doanh nghiệp tạo được uy tín và các sản phẩm có thể cạnh tranh trên thị trường trong và ngoài nước Tuy nhiên, hiện nay tại Việt Nam việc áp dung sản xuất sạch hơn trong các doanh nghiệp còn rời rạc mang hình thức dự án và chưa mang tính chiến lược cụ thể Công ty Cổ phần Giấy Hoàng Văn Thụ thuộc địa bàn phường Quan Triểu, thành phố Thái Nguyên, là một trong những đơn vị sản xuất đã mạnh dạn áp dụng các giải pháp sản xuất sạch hơn Nhằm góp phần đánh giá hiệu quả của sản xuất sạch hơn và đẩy mạnh việc áp dụng sản xuất sạch hơn tại các doanh nghiệp nói chung và tại Công ty Cổ phần Giấy Hoàng Văn Thụ nói riêng, tôi đã tiến hành thực hiện đề tài: “NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA VIỆC ÁP DỤNG SẢN XUẤT SẠCH HƠN TẠI CÔNG TY CỔ PHẦN GIẤY HOÀNG VĂN THỤ - THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN ” Đề tài chỉ tập trung vào đánh giá hiệu quả sử dụng nguyên - nhiên liệu Từ đó, đề suất giải pháp trong dây chuyền sản xuất có áp dụng sản xuất sạch hơn 2 Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Lịch sử phát triển ngành Công nghiệp Giấy Việt Nam Ngành Công nghiệp Giấy là một trong những ngành được hình thành sớm tại Việt Nam, khoảng năm 284 Từ giai đoạn này đến đầu thế kỷ 20, giấy được làm bằng phương pháp thủ công để phục vụ cho các ghi chép, làm tranh dân gian và vàng mã Năm 1912, nhà máy sản xuất bột giấy đâu tiên bằng phương pháp công nghiệp đi vào hoạt động với công suất 4.000 tấn/năm tại Việt Trì Trong thập niên 1960, nhiều nhà máy giấy được đầu tư xây dựng nhưng hầu hết có công suất nhỏ (dưới 20.000 tấn/năm) như nhà máy giấy Việt Trì, nhà máy giấy Văn Điểm, nhà máy giấy Đồng Nai, nhà máy giấy Tân Mai Năm 1975, tổng công suất thiết kế của ngành giấy Việt Nam là 72.000 tấn/năm nhưng do ảnh hưởng của chiến tranh và mất cân đối giữa sản lượng bột giấy và giấy nên sản lượng thực tế chỉ đạt 28.000 tấn/năm Từ năm 1990 đến năm 1999, tốc độ tăng trưởng bình quân của ngành sản xuất giấy và bột giấy là 16%/năm, từ năm 2000 đến 2004 đạt 20%/năm, và đến năm 2009 đã là 28%/năm Với tốc độ tăng trưởng cao như vậy, cùng với gia tăng sản phẩm giấy nhập khẩu, mức tiêu thụ giấy trung bình trên đâu người Việt Nam đã tăng từ 7,7kg/người/năm trong năm 2000 và đến năm 2005 là 16kg/người/năm Năm 2010, mức tiêu thụ trung bình giấy trên đầu người là 22 kg/người/năm, sản lượng sản xuất giấy trong nước đạt hơn 1,38 triệu tấn giấy/năm (trong đó khoảng 56% là nhóm giấy công nghệp bao bì và 25% là nhóm giấy vệ sinh) và 600.000 tấn giấy bột 1.1.1 Thực trạng công nghệ và quy mô ngành Giấy Việt Nam Giấy là sản phẩm của nền văn minh nhân loại với lịch sử lâu đời hàng nghìn năm Thành phần chính của giấy là xenlulo, một loại polyme mạch 3 thẳng và dài có trong gỗ, bông và các loại cây khác Trong gỗ, xenlulo bị bao quanh bởi một polymer có tên là lignin Để tách xenlulo ra khỏi mạng polyme, người ta phải sử dụng phương pháp nghiền cơ học hoặc xử lý hóa học Quá trình sản xuất bột giấy bằng phương pháp nghiền cơ học là quá trình có hiệu quả thu hồi xenlulo cao nhưng tiêu tốn nhiều năng lượng và không loại bỏ hết lignin, khiến chất lượng giấy không cao Trong sản xuất giấy ngày nay, quá trình Kraft được áp dụng phổ biến nhất Tuy nhiên, hiệu suất thu hồi xenlulo ở quy trình hóa học không cao băng quy trình nghiền cơ học, nhưng quy trình hóa học cho phép loại bỏ lignin khá triệt để, nên sản phẩm có độ bền tường đối cao Dư lượng lignin trong bột giấy làm cho giấy có mầu nâu, nên để sản xuất giấy trắng có chất lượng cao thì phải loại bỏ hết lignin, thường người ta oxy hóa lignin bằng clo nhưng phương pháp này đều gây ô nhiễm môi trường Vì vậy, các nhà hóa học đã tích cực nghiên cứu các quy trình thân môi trường để áp dụng cho việc tẩy trắng giấy Nhìn chung, trình độ công nghệ sản xuất giấy tại Việt Nam còn rất nhiều lạc hậu và thô sơ, nên đã ảnh hưởng rất nhiều đến môi trường và năng lực cạnh tranh với các nước trên khu vực và trên thế giới Hiện nay, Việt Nam có ba công nghệ sản xuất giấy chính là: phương pháp sử dụng hóa chất, phương pháp cơ lý, phương pháp tái chế giấy loại, đều là các phương pháp sử dụng nhiều hóa chất Công nghệ sản xuất bột giấy bao gồm công nghệ bột sulfat tẩy trắng, công nghệ sản xuất bột theo phương pháp hóa nhiệt cơ và phương pháp xút không thu hồi hóa chất, hoặc công nghệ sản xuất theo phương pháp kiềm lạnh đều là công nghệ cũ, các hóa chất dư thừa hầu hết không được thu hồi dẫn tới các vấn đề môi trường Toàn ngành chỉ có bốn cơ sở quy mô lớn với công suất trên 50.000 tấn giấy/năm gồm: Công ty Cổ phần Giấy Tân Mai (120.000 tấn/năm), Tổng công ty Giấy Việt Nam (100.000 tấn/năm), Công ty Cổ phần Giấy Sài Gòn (90.000 tấn/năm) và Công ty Cổ phần Giấy An Bình (70.000 tấn/năm) ; 33 đơn vị quy mô trung bình (> 1.000 tấn/năm) và Việt Nam có tới 46% doanh 4 nghiệp có công suất dưới 1.000 tấn/năm Để sản xuất ra một tấn giấy thành phẩm, các nhà máy phải sử dụng khoảng 2 tấn gỗ và 100 - 350 m3 nước, trong khi các nhà máy giấy hiện đại của thế giới chỉ sử dụng 7 - 15 m 3nước/tấn giấy Sự lạc hậu này không chỉ gây lãng phí nguồn nước ngọt, tăng chi phí xử lý nước thải mà còn đưa ra sông, rạch lượng nước thải khổng lồ Đặc biệt, công đoạn tẩy trắng là công đoạn gây ô nhiễm lớn nhất (chiếm 50 - 70% tổng lượng nước thải và từ 80 - 95% tổng lượng dòng thải ô nhiễm) Nước thải chứa hàm lượng lignin cao là những vấn đề môi trường chính đối với ngành giấy Bên cạnh đó, trung bình một tấn giấy sản xuất còn phát sinh từ 45 - 48 kg chất thải rắn, chưa tính lượng phế liệu đã được tái chế Công suất trung bình của Việt Nam là 5.800 tấn giấy/năm và 13.000 tấn bột/năm thấp hơn nhiều so với công suất trung bình của các nước có nền công nghiệp giấy phát triển như Đức, Phần Lan và thấp hơn nhiều so với các nước có trình độ phát triển tương đương như Thái Lan và Indonesia Bên cạnh đó, công nghệ lạc hậu cũng gây lãng phí nguyên vật liệu, tăng cao chi phí sản xuất, hiệu quả qui mô trung bình của các doanh nghiệp sản xuất bột giấy là 57% và giấy in 77%, giấy viết là 81%, giấy vàng mã và bìa tương ứng là 70.2% và 91% Quy mô sản xuất nhỏ cũng làm ảnh hưởng đến tính cạnh tranh sản xuất do chất lượng, chi phí sản xuất và xử lý môi trường cao Công nghệ sản xuất cũ, từ thập niên 80 của thế kỷ XX và có mô nhỏ hiện vẫn đang được sử dụng phổ biến, thậm chí ở cả các doanh nghiệp sản xuất với quy mô lớn Điều đó đã dẫn đến những tác động tiêu cực đến môi trường và hiệu suất sử dụng nguyên – nhiên vật liệu thấp Nước thải, lignin là những vấn đề môi trường chính đối với ngành sản xuất giấy Việc xử lý là bắt buộc trước khi thải ra môi trường Ngoài ra, phát thải khí từ nồi hơi, chất thải rắn trong quá trình nấu, bùn thải của hệ thống xử lý nước thải cũng là vấn đề cần được quan tâm 1.2 Giới thiệu về sản xuất sạch hơn 5 Quá trình phát triển công nghiệp hóa đã làm bùng nổ các vấn đề môi trường Một trong các cách thức tiếp cận để giải quyết các vấn đề môi trường trong nhiều năm qua là phương pháp tiếp cận “Cuối đường ống (End Of Pipe - EOP)”, tức là xử lý phát thải chỉ sau khi chúng đã phát sinh Điều này đồng nghĩa với xây dựng và vận hành các cơ sở xử lý phát thải, các thiết bị kiểm soát ô nhiễm không khí và các bãi chon lấp an toàn Đây là những công việc làm hết sức tốn kém nhưng có giá trị về mặt bảo vệ môi trường cao Trong quá trình sản xuất, hiệu suất sử dụng tài nguyên và năng lượng hầu như không thể đạt 100% Tổn hao này là sự lãng phí hay sự ô nhiễm luôn gắn liền với sản xuất công nghiệp, yếu tố này thường được nhắc tới như “cơ hôi bị mất đi trong quá trình sản xuất” Tỷ lệ phát sinh chất thải thường rất cao và có một thực tế là rất ít nhà sản xuất nhận ra được điều này Hiện nay, tiếp cận xử lý cuối đường ống vẫn đang được áp dụng phổ biến trong các cơ sở công nghiệp, nhưng khả năng tiếp nhận ô nhiễm của môi trường gần như cạn kiệt Điều này đã dẫn đến sự xuất hiện của phương pháp tiếp cận mang tính chủ động để giảm chất thải ngay tại nguồn Tiếp cận chủ động này được gọi là sản xuất sạch hơn (SXSH) Sản xuất sạch hơn được biết đến như một tiếp cận giảm thiểu ô nhiễm tại nguồn thông qua việc sử dụng nguyên nhiên liệu có hiệu quả hơn Việc áp dụng SXSH không chỉ giúp các doanh nghiệp cắt giảm chi phí sản xuất, mà còn đóng góp vào việc cải thiện hiện trạng môi trường, qua đó giảm bớt chi phí xử lý môi trường 1.2.1 Định nghĩa sản xuất sạch hơn Sản xuất sạch hơn là sự áp dụng liên tục một chiến lược môi trường tổng hợp mang tính phòng ngừa trong các quá trình sản xuất, các sản phẩm và dịch vụ nhằm tăng hiệu quả sinh thái và giảm thiểu rủi ro cho con người và môi trường Giải pháp SXSH mang lại nhiều lợi ích về kinh tế và môi trường trong quá trình sản xuất, tiêu dùng và thải bỏ Đối với các quá trình sản xuất SXSH bao gồm bảo toàn năng lượng và nguyên liệu, loại bỏ các nguyên liệu 6 độc hại, giảm lượng và độc tính của các nguồn phát thải ngay tại nơi sản xuất Đối với các sản phẩm: SXSH bao gồm giảm các ảnh hưởng tiêu cực trong suốt vòng đời sản phẩm từ khâu khai thác nguyên liệu tới khâu thải bỏ cuối cùng Đối với các dịch vụ: SXSH đưa các mối quan tâm về môi trường vào quá trình thiết kế và cung cấp dịch vụ Theo UNEP, SXSH đòi hỏi sự thay đổi thái độ, thực hành quản lý môi trường có trách nhiệm và đánh giá các giải pháp kỹ thuật Mục tiêu: của sản xuất sạch hơn là tránh ô nhiễm bằng cách sử dụng tài nguyên, nguyên vật liệu và năng lượng một cách hiệu quả nhất Sản xuất sạch hơn không giống như xử lý cuối đường ống (EOP) Các hệ thống xử lý cuối đường ống làm giảm tải lượng ô nhiễm nhưng không tái sử dụng được phần nhiên liệu đã mất đi Do đó, xử lý cuối đường ông luôn luôn làm tăng chi phí sản xuất Trong khi đó, sản xuất sạch hơn mang lại các lợi ích kinh tế song song với giảm tải lượng ô nhiễm 1.2.2 Các giải pháp cho sản xuất sạch hơn Các giải pháp sản xuất sạch hơn không chỉ đơn thuần là thay đổi thiết bị, mà còn là các thay đổi trong quá trình vận hành và quản lý của một doanh nghiệp Các giải pháp sản xuất sạch hơn có thể chia thành các nhóm sau: + Giảm chất thải tại nguồn + Tuần hoàn + Cải tiến sản phẩm * Giảm chất thải tại nguồn: Sản xuất sạch hơn là tìm hiểu tận gốc của ô nhiễm Quản lý nội vi là một phương pháp đơn giản nhất của sản xuất sạch hơn Quản lý nội vi không đòi hỏi chi phí đầu tư và có thể được thực hiện ngay sau khi xác định nguyên nhân và tìm được các giải pháp xử lý Kiểm soát quá trình tốt hơn để đảm bảo các điều kiện sản xuất được tối ưu hoá về mặt tiêu thụ nguyên liệu, sản xuất và phát sinh chất thải Các thông 7 số của quá trình sản xuất như nhiệt độ, thời gian, áp suất, pH, tốc độ cần được giám sát và duy trì càng gần với điều kiện tối ưu càng tốt Thay đổi nguyên liệu là việc thay thế các nguyên liệu đang sử dụng bằng các nguyên liệu khác thân thiện với môi trường hơn Thay đổi nguyên liệu còn có thể là việc mua nguyên liệu có chất lượng tốt hơn để đạt được hiệu suất sử dụng cao hơn Thông thường lượng nguyên liệu sử dụng, chất lượng của nguyên liệu và sản phẩm có mối quan hệ trực tiếp với nhau Cải tiến thiết bị là việc thay đổi thiết bị đã có để nguyên liệu tổn thất ít hơn Việc cải tiến thiết bị có thể là điều chỉnh tốc độ máy, là tối ưu kích thước kho chứa, là việc bảo ôn bề mặt nóng/lạnh, hoặc thiết kế cải thiện các bộ phận cần thiết trong thiết bị Công nghệ sản xuất mới là việc lắp đặt các thiết bị hiện dại và có hiệu quả hơn Giải pháp này yêu cầu chi phí đầu tư cao hơn các giải pháp sản xuất sạch khác, do đó cần phải được nghiên cứu cẩn thận Mặc dù vậy, tiềm năng tiết kiệm và cải thiện chất lượng có thể cao hơn so với các giải pháp khác * Tuần hoàn: có thể tuần hoàn các loại dòng thải không thể tránh được trong khu vực sản xuất hoặc bán ra như một loại sản phẩm phụ Tận thu và tái sử dụng tại chỗ là việc thu thập "chất thải" và sử dụng lại cho quá trình sản xuất Tạo ra các sản phẩm phụ là việc thu thập (và xử lý) "các dòng thải" dể có thể trở thành một sản phẩm mới hoặc bán ra cho các cơ sở sản xuất khác * Thay đổi sản phẩm: Cải thiện chất lượng sản phẩm để làm giảm ô nhiễm cũng là một ý tưởng cơ bản của sản xuất sạch hơn Đổi mới sản phẩm là việc xem xét lại sản phẩm và các yêu cầu đối với sản phẩm đó Nếu có thể thay một cái nắp dậy kim loại đã được sơn bằng một cái nắp dậy bằng nhựa cho một số sản phẩm nhất định thì dã tránh được các vấn dề về môi trường cũng như các chi phí để sơn hoàn thiện nắp dậy dó Cải 8 thiện thiết kế sản phẩm có thể đem lại tiết kiệm về tiêu thụ nguyên liệu và lượng hoá chất độc hại sử dụng Cải tiến bao gói có thể là quan trọng Vấn đề cơ bản là giảm thiểu bao bì sử dụng, đồng thời bảo vệ được sản phẩm Trên thực tế, để mang lại hiệu quả to lớn cho việc áp dụng quy trình sản xuất sản xuất sạch hơn vào sản xuất thường được các doanh nghiệp áp dụng động loạt nhiều giải pháp vào từng quy trình sản xuất 1.3 Sản xuất sạch hơn trên thế giới và ở Việt Nam 1.3.1 Tình hình sản xuất sạch hơn trên thế giới Trên thế giới, hầu hết các nước cũng có chương trình SXSH và hỗ trợ tại chỗ cho doanh nghiệp công nghiệp Tại châu Á, hầu hết các nước có các chương trình trình diễn sản xuất sạch hơn trong các ngành Công nghiệp khác nhau Các chương trình này được hỗ trợ bởi Chính phủ, ngành Công nghiệp và có sự hỗ trợ từ tổ chức nước ngoài cho các chương trình khác nhau Tại Trung Quốc, thúc đẩy SXSH đã được đưa thành luật vào tháng 6/2002 Luật thúc đẩy SXSH của Trung Quốc qui định, Ủy ban Nhà nước và các chính quyền nhân dân địa phương cấp huyện trở lên phải đưa SXSH vào các kế hoạch và chương trình phát triển kinh tế và xã hội quốc gia cũng như các kế hoạch và chương trình bảo vệ môi trường, sử dụng tài nguyên, phát triển công nghiệp và phát triển vùng Luật qui định, các chính sách ưu đãi từ thuế, quản lý ưu đãi tại các cấp đối với doanh nghiệp thực hiện SXSH Luật này cũng qui định cụ thể các doanh nghiệp phải làm gì khi xây mới, sửa chữa, mở rộng, nâng cấp công nghệ Các nội dung khác được qui định trong luật bao gồm qui định về sản phẩm, đóng gói sản phẩm, tiết kiệm năng lượng, sử dụng hóa chất, thăm dò khai thác khoáng sản… Các biện pháp tổ chức thực hiện như trách nhiệm của các cơ quan liên quan; qui định việc loại bỏ các công nghệ, sản phẩm lạc hậu theo hạn định; các qui định về xử phạt, mức phạt 9 Tại Thái Lan, kế hoạch tổng thể quốc gia được xây dựng và thông qua năm 2000, với mục tiêu chung là đưa SXSH vào thực tiễn và áp dụng hiệu quả tại tất cả các ngành nhằm ngăn ngừa, giảm và giải quyết các vấn đề ô nhiễm môi trường, tăng cường bảo vệ tài nguyên và môi trường song song phát triển kinh tế Tại Australia, một chiến lược của Hội đồng Bảo tồn và môi trường Australia và New Zealand đã được xây dựng để thúc đẩy SXSH Đã có nhiều cuộc thảo luận với các bên liên quan chính như Chính phủ, doanh nghiệp công nghiệp, tổ chức phi chính phủ và các bên quan tâm khác và một loạt các tài liệu cơ sở đã được chuẩn bị Chính phủ liên bang đang triển khai chương trình SXSH Hầu hết, các bang đều có chương trình SXSH, với sự hỗ trợ của chính quyền, các hoạt động khá thành công Các nhóm, đội SXSH đã tiến hành các chương trình trình diễn bao gồm 10 công ty trên khắp đất nước và hiện đã có kết quả, tích cực trong việc tổ chức hội thảo, xuất bản tạp chí và nâng cao nhận thức cộng đồng, làm việc với các ngành Công nghiệp để thúc đẩy SXSH Tại Nhật Bản, công nghệ SXSH được chia thành hai loại hình chính, loại hình công nghệ thông thường cho mỗi biện pháp hay còn gọi là “công nghệ cứng” và công nghệ quản lý “công nghệ mềm”, dựa trên các ý tưởng về giảm tác động môi trường của tất cả các công đoạn từ khai thác nguyên liệu đầu vào đến thải bỏ hoặc tái chế các sản phẩm sau sử dụng Hình thức SXSH phổ biến nhất được thể hiện thông qua các chính sách về tiết kiệm năng lượng, với mục tiêu làm giảm lượng phát thải khí nhà kính Hiện nay, đã có 190 công nghệ SXSH của Nhật Bản được Trung tâm Công nghệ môi trường Liên Hiệp Quốc xây dựng thành một cơ sở dữ liệu có thể chuyển giao vào các nước đang phát triển (được Ủy ban Xúc tiến công nghệ SXSH của Trung tâm Môi trường toàn cầu đánh giá và tổng hợp) Công nghệ SXSH được chia thành công nghệ cho các loại hình công nghiệp khác nhau như ngành Dệt, ngành Hóa chất, ngành Chế biến thực phẩm; các loại hình công nghệ khác 10 cứu Chuyển giao Công nghệ và Phân tích (Sở Khoa học và Công nghệ Hà Nội), có khả năng tận thu được 90% lượng bột trong nước thải Ảnh 4.7 Bể Aerotank Ảnh 4.8 Bể trộn (Nguồn: Trần Xuân Hinh, 2011) Hệ thống xử lý nước của nhà máy vận hành suất ngày đêm, kể cả khi dây chuyền sản xuất tạm ngừng hoạt động Hệ thống xử lý nước thải theo nguyên lý keo tụ và bùn hoạt tính Quy trình công nghệ xử lý nước thải của công ty cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ được phối kết hợp bởi các công đoạn: + Công đoạn xử lý, cơ, lý (lọc, lắng); + Công đoạn xử lý hóa học (trung hòa, oxi hóa khử); + Công đoạn xử lý sinh học (quá trình xử lý kỵ khí và hiếu khí); 45 Nước thải Bể lắng cát Bể điều hòa Bể trộn Máy cấp khí Hóa chất Bể lắng 1 Máy ép bùn băng tải Bể aerotank Bể lắng 2 Bùn xả Bể đối chứng Nước đã được xử lý Hình 4.3 Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải Hình 4.3 cho thấy, nước thải từ các quá trình sản xuất mà chủ yếu là công đoạn xeo được tuần hoàn lại khoảng 80%, còn lại 20% được đưa vào hệ thống xử lý nước thải Lượng nước không quay lại sản xuất cùng với lượng 46 nước dư trong sản xuất đi vào bể lắng cát, song chắn rác được bố trị ngay đầu nguồn nước thải vào bể sau khi đã được loại bỏ các vật nổi và bọt có trong nước thải tại song chắn rác, do cát có khối lượng lớn hơn được lắng tại bể lắng cát Sau khi nước thải đã được loại bỏ cát được chảy sang bể điều hòa Sau thời gian lưu đủ lưu lượng sẽ được cấp thêm không khí nhờ hệ máy khí để bổ xung thêm hàm lượng oxy hòa tan trong nước Sau khi nước được cấp khí sẽ được bơm lên bể trộn, tại bể trộn có chứa một lượng nhỏ bùn hoạt tính là các vi sinh vật phẩn hủy hiếu khí (đây là một nhóm gồm nhiều vi sinh vật bao gồm: vi khuẩn, tảo, nấm, nguyên sinh động vật, trùng bánh xe, giun tròn và một số vi sinh vật nguyên sinh khác) Theo định lượng tại bể trộn sau mỗi ca sản xuất sẽ bổ sung thêm một lượng hóa chất gồm 5kg đạm, 8kg phèn và 1,5kg axit photphoric có tác dụng trung hòa nguồn nước và cung cấp dinh dưỡng cho vi sinh vật Sau khi nước đã được trộn đều và sử lý pH sẽ được chuyển đến bể lắng 1, tại bể lắng 1 với thể tích 250 m 3 bột giấy sẽ được lắng lại dưới dạng bùn và được ép lại để sử dụng, lượng bùn này có chứa hàm lượng bột giấy cao, sau khi được ép khô sẽ là nguyên liệu cho lớp sóng giữa của giấy hộp (carton sóng) Nước sau khi đã được lắng sơ bộ tại bể lắng 1 được chuyển đến hệ thống bể aerotank Bể Aerotank là công trình xử lý nước bằng phương pháp sinh học hiếu khí trong đó người ta cung cấp khí oxy và khuấy trộn nước thải với bùn hoạt tính Tại hệ thống bể aerotank xẩy ra hai quá trình chuyển hóa hữu cơ là quá trình khử nito và photpho nên tại đây không khí có mùi hôi Bể aerotank chia thành các ô xử lý và được sục khí băng máy tạo khí và được hệ thống đĩa phân phối khí chia đều diện tích bể, trong bể luôn phải giữ được lượng bùn hoạt tính cao cho phép sinh vật phát triển liên tục ở giai đoạn bùn trẻ, trong các vi sinh vật trong bùn thì vi khuẩn dạng sợ đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành bông bùn, đây là phần quan trọng của hệ thống bùn hoạt tính Nhiệm vụ chính của bể aerotank là cung cấp hàm lượng oxy hòa tan vào trong nước để các vi sinh vật hiếu khí xử lý triệt để lượng chất hữu cơ có 47 trong nước, vì thế bể aerotank có diện tích mặt lớn 360 m 2 để tận dụng lượng oxy tự nhiên có thể hòa tan vào trong nước Sau khi được cung cấp lượng oxy cần thiết nước được chuyển qua bể lắng 2, với nhiệm vụ là lắng một lượng nhỏ bột giấy còn lại sau khi đã qua lắng 1 Lượng bùn thu được tại bể lắng 2 được người dân địa phương định kỳ vào thu mua làm chất đốt Nước sau khi đã qua bể lắng 2 đạt tiêu chuẩn nước loại B (nước sử dụng trong công nghiêp), có thể sử dụng lại trong quy trình sản xuất nhưng hiện nay công ty không cho quay vòng lượng nước đã xử lý Nước trước khi đưa xả thải ra sông Cầu được lưu tại hệ thống bể đối chứng gồm 2 bể diện tích 1.000 m3, bể đối chứng của công ty hiện nay là bể điều hòa của công ty khi chứa xây dựng hệ thống xử lý nước Tại bể đối chứng công ty thực hiện biện pháp xử lý cuối cùng bằng việc thả bèo tây một nửa diện tích bể đối chứng (lượng bèo tây luôn phát triển và được cán bộ môi trường thường xuyên kiểm tra và cho công nhân với bèo nhằm đảm bảo lượng bèo duy trì 1/2 diện tích bề mặt bể), đây là biện pháp xử lý cuối cùng rất hiệu quả về kinh tế và hiệu suất xử lý cao, đã cung cấp được oxy một cách tự nhiên và bèo cũng có khả năng hấp thụ được một số kim loại và chất độc hại hòa tan trong nước Đánh giá: nhìn chung đây là hệ thống xử lý đạt hiệu quả tương đối cao gần 80% lượng bột giấy có trong nước thải được xử lý trước khi thải bỏ Bùn sau khi lắng được sử dụng làm lớp sóng giữa cho giấy cartong sóng Nếu hệ thống xử lý có thêm một khâu tuyển nổi thì lượng bột giấy bột giấy sau khi tuyển nổi có thể tái sử dụng để sản xuất thay vì để thất thoát trong cát và bùn Với các chỉ tiêu khác, hệ thống chưa xử lý được triệt để nhưng nằm trong tiêu chuẩn xả thải (QCVN 12:2008/BTNMT (B1)) Kết quả phân tích một số chỉ tiêu cơ bản trước và sau khi xử lý nước thải được thể hiện trong bảng 4.6 48 Bảng 4.6 Kết quả đo nước thải trước và sau khi xử lý STT 1 2 3 Tiêu Đơn Kết quả QCVN Trước xử chuẩn vị Sau xử lý 12:2008/BTNMT (B1) lý BOD5 mg/l 250,8 62,8 50 COD mg/l 454 102,6 200 TSS mg/l 72,4 16,4 100 (Báo cáo kết quả quan trắc giám sát định kỳ đợt IV năm 2010) Do đặc thù ngành giấy lên hàm lượng xenlulo có trong nước thải là rất cao, xenlulo là hợp chất hữu cơ dễ bị vi sinh vật phân hủy, BOD: là hàm lượng oxy cung cấp cho vi sinh vật trong quá trình phân hủy, vì thế lượng BOD cao tương ứng với hàm lượng chất hữu cớ trong nước thải cao Từ những kết quả bảng 4.6 ta có thể thấy được, kết quả quá trình xử lý BOD5, COD, TSS (đây là các thông số quan trắc môi trường nước đặc trưng của ngành giấy) Từ những kết quả đó ta thấy được hiệu quả quá trình xử lý của hệ thống xử lý nước thải như sau: Hiệu quả xử lý BOD5 là: HBOD5 = (250,8 – 62,8)/250,8 × 100 = 74,96% Hiệu quả xử lý COD là: HCOD = (454 – 102,6)/454 × 100 = 77,40% Hiệu quả xử lý TSS là: HTSS = (72,4 – 16,4)/72,4 × 100 = 77,35% Nhìn chung, hệ thống xử lý đã làm giảm lượng chất thải ra môi trường Hầu hết các chỉ tiêu phân tích sau khi xử lý đều đạt QCVN 12:2008/BTNMT, hiệu quả xử lý COD đạt 77.40%, hiệu quả xử lý BOD 5 cũng đã đạt 74,96%, hiệu quả xử lý chất lơ lửng TSS đạt 77.35%, sau khi sử lý COD, TSS có hàm lượng thấp hơn nhiều so với QCVN Ngoại trừ BOD 5, kết quả sau xử lý là 62,8 mg/l cao hơn so với so với quy chuẩn là 12,8 mg/l, BOD 5 Tuy nhiên, BOD5 có thể giảm trong thời gian lưu tại bể đối chứng và lượng BOD 5 sẽ thấp hơn mức quy chuẩn sau khi thải ra sông Cầu, đây cũng đã là một thành công của nhà máy trong nỗ lực giảm lượng chất thải ra môi trường Hiệu quả xử lý nước thải sinh hoạt và nước chảy tràn 49 Công ty chưa có một hệ thống thu gom hoàn thiện và xử lý nước chảy tràn Hình thức xử lý nước chảy tràn tại Công ty hết sức đơn giản, chỉ có một trục đường dẫn nước chảy tràn tại phân xưởng sản xuất giấy và được chảy trược tiếp ra sông Cầu Nước thải sinh hoạt được xử lý sơ bộ bằng hệ thống bể phốt sau đó cũng được sả thải theo đường cống cùng với nước chảy tràn ra sông Cầu Hệ thống bể phốt do được xây dựng từ năm 2000 nên hiện tại đã xuống cấp và khả năng chịu tải giảm xuống nghiêm trọng ảnh hưởng tới khả năng xử lý Hiệu quả xử lý chất thải rắn Chất thải rắn của Công ty phát sinh chủ yếu trong quá trình thải bỏ tro xỉ tại phân xưởng cơ điện, lượng xỉ than sinh ra trong quá trình đốt vào khoảng 1.000 tấn/năm Hiện tại, Công ty chưa có biện pháp xử lý và sử dụng hiệu quả lượng tro xỉ này Hàng tháng, Công ty Môi trường Đô thị Thái Nguyên đến và thu gom xử lý tại bãi trôn lấp của thành phố 4.3 Đề xuất các giải pháp giảm thiểu tác động gây ô nhiễm môi trường Để giảm thiểu phát thải vào môi trường ngoài sử dụng các biện pháp sản xuất sạch hơn, thì việc kết hợp nồng ghép “EOP” vào trong quy trình cũng là một giải pháp có tính khả thi tại các doanh nghiệp ở Việt Nam hiện nay Về phương pháp luận, giải pháp sản xuất sạch hơn luôn được ưu tiên hàng đầu, nhưng trong một số trường hợp ứng dụng sản xuất sạch hơn không can thiệp được thì xử lý cuối đường ống cũng là một cách chia sẻ nhằm hạn chế rủi ro tới môi trường Trong quá trình sản xuất để giảm thiểu nguồn ô nhiễm vào môi trường ngoài các biện pháp về công nghệ thường để xử lý các nguồn ô nhiễm, các biện pháp quản lý cũng nắm một vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu chất thải Cả hai biện pháp cần phải được thực hiện một cách song song nhịp nhàng và linh động Sự kết hợp hai biện pháp một cách khoa học sẽ không những góp phần bảo vệ môi trường còn có thể giảm chi phí xử lý và tăng lợi nhuận cho công ty 50 4.3.1 Giải pháp công nghệ và thay thế nhiên liệu Nhiên liệu: Than cấp cho lò hơi đây là nhiên liệu gây ô nhiêm môi trường nghiêm trọng, việc sử dụng than để cấp nhiệt cho lò hơi là cách duy nhất của công ty hiện nay, song sử dụng than một cách hiệu quả và tiết kiệm thì công ty vẫn chưa có giải pháp cụ thể Muốn nâng cao hiệu suất của lò đốt, trước hết công ty phải lựa chon than đủ tiêu chuẩn sinh nhiệt tốt nhất hàm lượng chất thải là nhỏ nhất Hiện nay, công ty sử dụng than Khánh Hòa – Thái Nguyên, đây là loại than có hàm lượng S và độ tro bụi cao nhất trong các loại than của nước ta, hàm lượng lưu huỳnh có trong than Khánh Hòa là 1,1%, trong khi các loại than thông thường chỉ vào khoảng 0,5% Độ tro trong than Khánh Hòa là 34% trong khi các loại than khác chỉ từ 10 – 25% Bảng 4.7 Lượng phát thái khi sử dụng các nguồn than khác nhau STT 1 2 3 4 Lượng Than Khánh Hòa – Than Quảng Tỷ lệ thải Thái Nguyên (g/s) Ninh (g/s) giảm (%) Bụi (TSP) 10,33 3,04 70,6 SO2 5,214 2,37 54,5 NOx 2,188 2,188 0 CO 0,073 0,073 0 Từ những số liệu tính toán trên bảng 4.7, ta có thể thấy được nếu thay đổi nguyên liệu sử dụng, lượng thải SO2 có thể giảm được 54,5% và lượng thải bụi giảm đáng kể đến 70.6% Từ đó dẫn đến, nồng độ khí độc hại lan truyền trong không khí cũng giảm theo Trong quá trình sản xuất hơi phục vụ cho sản xuất, than đá và than cảm được sử dụng Nhưng công ty hiện chưa có biện pháp xử lý bụi cụ thể nào Để đảm bảo môi trường làm việc được đảm bảo Đặc tính của khí thải lò hơi là có nhiệt độ cao (300oC), chứa hàm lượng bụi than cao Ngoài đề xuất về thay đổi nhiên liệu than đốt cho lò đốt, đề tài đề xuất mô hình xử lý khí thải của lò đốt nhằm tận dụng lượng lại lượng bụi than có trong quá trình đốt và sử dụng công nghệ để tận thu lượng nhiệt cao có trong khí thải cho lò đốt (hình 4.3) 51 Khí thải lò hơi Bộ trao đổi nhiệt Bộ phận lọc bụi Dung dịch NaOH 5% Tháp hấp thụ Thải vào môi trường Hình 4.4 Sơ đồ xử lý khí thải lò hơi Khí thải từ lò hơi có nhiệt độ khoảng 300 oC và có lượng bụi cao chủ yếu là bụi than sẽ được dẫn qua hệ thống trao đổi nhiệt, nhằm tận dụng lại lượng nhiệt thừa này cung cấp ngược lại cho lò hơi Sau khi khí thải đã được giảm nhiệt qua hệ thống trao đổi nhiệt khí thải tiếp tự được đưa xử lý bụi than bằng cyclone (cyclone được sử dụng là cyclone ướt), khí thải được đưa vào trong cyclone từ dưới lên nước được đưa từ trên vào dưới dạng sương mù Do đặc tính của khí thải có chứa hàm lượng bụi than có kích thước lớn đồng thời hàm lượng các chất SO2 và NOx nên lượng bụi than khi qua công đoạn cyclone được giữ lại và một phần lượng khí độc hại hấm thụ vào nước thải Sau khi qua cyclone khí thải được dẫn qua tháp hấp thụ sử dụng dung dịch hấp thụ là NaOH 5%, để hấp thụ lượng khí độc hại còn lại một cách triệt để, tại tháp hấp thụ các thành phần khí độc được tách ra khỏi khí thải Khí thải vào môi trường đã được xử lý bụi than và khí độc hại theo ống khói phát tán ra môi trường 52 Dung dịch từ cyclone và tháp hấp thụ được lưu tại bể lắng của hệ thống, lượng nước thải được xử lý sơ bộ sau đó thải vào môi trường, lượng bùn tại bể lắng được vét lên định kỳ và có thể sử dụng lại làm nhiên liệu đốt cho lò hơi hoặc bán ra ngoài 4.3.2 Các biện pháp quản lý Để giảm thiểu tối đa tác động của công ty đến môi trường, ngoài các biện pháp công nghệ đã nêu thì nhà máy cần có các biện pháp quản lý sau: - Nâng cao nhận thức của công nhân về ý thức bảo vệ môi trường thông qua các chương trình truyền thông cho công nhân trong công ty - Xây dựng phòng ban chuyên trách môi trường của cho công ty Việc phối hợp các phòng ban hết sức quan trọng, phòng môi trường có nhiệm vụ quan trắc và giám sát nguồn thải, từ đó cùng với phòng kỹ thuật có những quyết định sản xuất phù hợp sao cho không ảnh hưởng xấu tới môi trường bởi các dòng thải - Thành lập đội sản xuất sạch hơn thực hiện nghiên cứu - giám sát Đội có nhiệm vụ giám sát sản xuất, định mức chính sác từ công đoạn nhu cầu sử dụng nhiên liệu, nguyên liệu và hóa chất phụ liệu từ đó đưa ra những con số chính xác trong quá trình sản xuất, hạn chế thất thoát sản phẩm và nâng cao hiệu quả sử dụng nguyên liệu và năng lượng - Thường xuyên thực hiện các công tác quan trắc (monitoring), giám sát và kiểm định chất lượng môi trường Chương 5 KẾT LUẬN - TỒN TẠI - KHUYẾN NGHỊ 5.1 Kết luận 53 Qua quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài “Nghiên cứu đánh giá hiệu quả áp dụng sản xuất sạch hơn tại công ty cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ Thái Nguyên”, tôi đã đưa ra được một số kết luận sau: - Hiệu quả sử dụng nguyên liệu: Nguyên liệu: Việc thay đổi nguyên liệu là giấy loại đã mang lại hiệu quả sử dụng đáng kể so với nguyên liệu đầu vào của quá trình sản xuất là tre, nứa Hiệu suất chuyển đổi nguyên liệu đầu vào là giấy loại đến giấy thành phẩm đạt 85.12% tận dụng được 3,0816 tấn bột giấy có trong nước thải tiết kiệm được 6,08% so với nguyên liệu định mức Nước: Sử dụng tuần hoàn nước (80% sau xeo) và tận thu được lượng bột giấy thất thoát Ngoài ra, lượng nước sử dụng trong một ngày là 1.624 m 3 giảm 2.376 m3 so với định mức là 4.000 m3, tiết kiệm được 59,4% - Hiệu quả sử dụng năng lượng: Việc sử dụng than của Công ty dẫn đến 2 tác động trái ngược Công ty đang sử dụng than Khánh Hòa – Thái Nguyên Đây là than trong tỉnh hiệu quả trước mắt là kinh tế khi có chi phí vận chuyển rẻ hơn và giá thành thấp, nhưng hiệu quả về mặt môi trường thì không cao, đây là loại than lưu lượng Bụi (TSP) thải cao 10,33 g/s, tỷ lệ lưu huỳnh trong than cao thể hiện ở lưu lượng SO2 thải là 5,214 g/s - Hiệu quả về môi trường: hiệu quả môi trường thể hiện rõ nhất là môi trường nước thải khi áp dụng sản xuất sạch hơn vào sản xuất lưu lượng nước thải giảm chỉ có 1.624 m3/ngày, nước thải sau khi đưa ra môi trường đại tiêu chuẩn Việt Nam Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt xuống cấp ảnh hưởng tới khả năng xử lý, hệ thống xử lý nước chảy tràn chưa được hoàn thiện + Các biện pháp và hình thức xử lý chất thải rắn tại Công ty chỉ mang hình thức thu gom Hiện tại, Công ty chưa có biện pháp xử lý chất thải rắn hiệu quả còn phụ thuôc vào khả năng thu gom và xử lý của Công ty Môi trường Đô thị Thái Nguyên 54 - Để xuất về thay thế nguồn nhiên liệu, hệ thống xử lý tận thu bụi than và nhiệt thừa tại phân xưởng cơ điện, nhằm tận thu lượng bụi than và tận dụng lượng nhiệt cao có trong khí thải quay vòng sản xuất 5.2 Tồn tại Trong quá trình thực hiện đề tài, do thời gian, kinh phí nghiên cứu, kinh nghiệm và kiến thức nên đề tài còn một số tồn tại sau: - Xác định dòng vào dòng ra trong quá trình sản xuất và đánh giá cân bằng vật chất còn khó khăn và không xác định được sai số Nhất là các dòng năng lượng như điện, sự rò rỉ trong sản xuất, quá trình bảo ôn máy, hiệu suất tỏa nhiệt của than chưa được tính đến, các số liệu thu thập và tìm hiểu thực tế chỉ dừng lại ở những dòng hữu hình - Quy trình sản xuất khép kín, nhiều số liệu thu thập sử dụng trong bài còn kế thừa dẫn đến khả năng nhập thức thực tiễn không cao còn mang tính khách quan - Đề tài chỉ dừng lại đánh giá hiệu quả sử dụng nguyên liệu, năng lượng, chưa đánh giá được hiệu quả kinh tế mang lại khi áp dụng sản xuất sạch hơn 5.3 Khuyến nghị Từ những kết quả và những tồn tại còn hạn chế, đề tài đưa ra các khuyến nghị sau: Trong những năm tới công ty tiếp tục mở rộng quy mô sản xuất vì thế việc sử dụng nguyên, nhiên liệu sẽ tăng theo, cùng với đó là lượng phát thải của công ty sẽ gia tăng, hiện nay với công suất như hiện tại các vấn đề môi trường khí chưa bị ảnh hưởng nhưng nếu tăng công suất nhà máy lên 40.000 tấn/năm, thì lượng bụi than và khí thải sẽ vượt QCVN Vì thế việc đầu tư xây dưng cũng như tìm ra các nguồn nhiên liệu mới ít phát thải sẽ là hướng đi đúng cho công ty - Xây dựng khu chứa nguyên liệu, có mái che Hiện nay công ty chỉ có một kho có mái che diện tích 300 m3 chỉ đáp ứng 60% nguyên liệu có mái 55 che, còn lại là để ngoài trời dưới nền đất Việc bảo quản nguyên liệu sạch sẽ giảm thiểu các nguồn thải theo nguyên liệu, đảm bảo chất lượng nguyên liệu - Cải tạo phân xưởng cơ điện: làm mái che cho khu tiếp than vào lò đốt, xây dựng khu chứa than cụ thể Khi mà than có độ ẩm vượt tiêu chuẩn sẽ ảnh hưởng đến quá trình tỏa nhiệt gây tốn nhiên liệu - Xây dựng hệ thống xử lý khí bụi lò hơi Tận thu lượng bụi than có trong khí thải quay lại lò đốt là một giải pháp sản xuất sạch hơn hết sức hiệu quả khi nâng công suất nhà máy - Nghiên cứu, đánh giá xây dựng mô hình thu hồi nhiệt tại lò hơi Thu nhiệt tại lò hơi được nhiều cớ sở sản xuất giấy ứng dụng, đây cũng là một giải pháp nhằm tăng hiệu quả sử dụng nhiên liệu cho lò đốt - Nghiên cứu hiệu quả kinh tế và môi trường của việc thay thế nguyên – nhiên vật liệu, các biện pháp tận thu dòng thải, thay đổi sản phẩm giảm nguyên – nhiên liệu đầu vào và quản lý nội vi nên được quan tâm và chú trọng 56 MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH ... đề tài: “NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA VIỆC ÁP DỤNG SẢN XUẤT SẠCH HƠN TẠI CÔNG TY CỔ PHẦN GIẤY HOÀNG VĂN THỤ - THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN ” Đề tài tập trung vào đánh giá hiệu sử dụng nguyên - nhiên... Nguyên, đơn vị sản xuất mạnh dạn áp dụng giải pháp sản xuất Nhằm góp phần đánh giá hiệu sản xuất đẩy mạnh việc áp dụng sản xuất doanh nghiệp nói chung Cơng ty Cổ phần Giấy Hồng Văn Thụ nói riêng,... hơn, từ đề xuất giải pháp sản xuất giảm thiểu phát trải 2.2 Đối tượng nghiên cứu Quy trình công nghệ sản xuất giấy công ty cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ _ Thái Nguyên 2.3 Nội dung nghiên cứu Để đạt