điều tra khảo sát hiện trạng môi trường công ty cổ phần giấy đồng nai và xây dựng phương án bảo vệ môi trường

Năm 1990 – 1992: Do có sự chuyển đổi cơ chế quản lý của Nhà nước tăng cường quyền tự do dân chủ cho các đơn vị kinh tế cơ sở, để gắn sản xuất chung của ngành với các thị trường tiêu thụ

BỘ GIÁ O DỤ C VÀ ĐÀ O TẠ O TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ BÁN CÔNG TP.HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

-o0o -

ĐỀ TÀI:

ĐIỀU TRA KHẢO SÁT HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG CÔNG TY CỔ PHẦN GIẤY ĐỒNG NAI VÀ XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN BẢO VỆ

MÔI TRƯỜNG

GVHD : TRẦN HOÁ SVTH : NGUYỄN THỊ LỰU MSSV : 30100245

NIÊN KHOÁ 2001 - 2005

LỜI CẢM ƠN

Xin chân thành cảm ơn thầy hướng dẫn thạc sĩ Trần Hoá đã tận tình đóng góp nhiều ý kiến quý báu trong quá trình tôi làm luận văn tốt nghiệp và nay đã hoàn tất

Xin chân thành cảm ơn các thầy cô của khoa công nghệ sinh học đã nhiệt tình giảng dạy truyền đạt những kiến thức và những thông tin bổ ích cho tôi trong 4 năm học vừa qua

Xin được cảm ơn đến các bạn sinh viên lớp SH01A1 khoa công nghệ sinh học đã một lòng đoàn kết và giúp đỡ tôi trong quá trình học tập

Xin được cảm ơn các phòng ban thuộc công ty cổ phần giấy Đồng Nai đã cung cấp các thông tin và số liệu mới nhất về nhà máy để tạo điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện luận văn tốt nghiêp này

Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn quý thầy cô và các bạn đã giúp đỡ tôi trong suốt thời gian qua để tôi hoàn tất cuốn luận văn này

Tp Hồ Chí Minh ngày 05 tháng 12 năm 2005

Sinh viên Nguyễn Thị Lựu

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU - 1

I TÍNH CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI - 1

II MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI - 2

III NỘI DUNG THỰC HIỆN ĐỀ TÀI - 2

IV PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN ĐỀ TÀI - 2

V Ý NGHĨA THỰC TIỄN - 2

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN - 3

1.1 Tổng quan về ngành công nghệ sản xuất giấy ở Việt Nam và vấn đề ô nhiễm môi trường - 3

1.1.1 Sản xuất giấy - 4

1.1.2 Mức độ phát triển của ngành giấy Việt Nam - 5

1.1.3 Năng lực sản xuất công nghiệp giấy Việt Nam - 6

1.1.4 Định hướng và phát triển của ngành giấy Việt Nam - 7

1.1.5 Mục tiêu chung của toàn ngành - 8

1.1.6 Phân vùng quy hoạch đầu tư - 9

1.2 Vấn đề ô nhiễm môi trường của công nghiệp sản xuất giấy ở Việt Nam - 13

1.2.1 Nước thải - 13

1.2.2 Khí thải - 14

1.2.3 Chất thải rắn - 15

1.3 Tổng quan các phương pháp xử lý ô nhiễm bảo vệ môi trường - 15

1.3.1 Các phương pháp xử lý khí thải - 15

1.3.1.1 Xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ - 15

1.3.1.2 Xử lý khí thải bằng phương pháp hấp phụ - 16

1.3.1.3 Xử lý khí thải bằng phương pháp xúc tác - 16

1.3.1.4 Phương pháp nhiệt - 17

1.3.2 Các phương pháp xử lý nước thải - 17

1.3.2.1 Phương pháp cơ học - 17

1.3.2.3 Phương pháp hóa học - 20

1.3.2.4 Phương pháp sinh học - 21

1.3.3Các phương pháp xử lý chất thải rắn - 28

1.3.3.1 Phương pháp nhiệt - 28

1.3.3.2 Phương pháp hóa lý - 28

1.3.3.3 Các phương pháp hóa học - 29

1.3.3.4 Các phương pháp sinh hóa - 29

1.3.3.5 Phương pháp chôn lấp - 30

CHƯƠNG II: ĐIỀU TRA KHẢO SÁT HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG CÔNG TY CỔ PHẦN GIẤY ĐỒNG NAI - 32

2.1 Công nghệ sản xuất giấy tại công ty cổ phần giấy Đồng Nai - 32

2.1.1 Sơ lược về công ty cổ phần giấy Đồng Nai - 32

2.1.2 Quy trình công nghệ sản xuất giấy của công ty cổ phần giấy Đồnng Nai 32

2.2 Hiện trạng môi trường của công ty cổ phần giấy Đồng Nai - 36

2.2.1 Nước thải - 37

2.2.2 Khí thải - 40

2.2.3 Tiếng ờn - 41

2.2.4 Chất thải rắn - 42

2.2.4.1 Chất thải rắn sản xuất - 42

2.2.4.2 Các loại chất thải rắn sản xuất khác - 43

CHƯƠNG III: PHƯƠNG ÁN BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG TẠI CÔNG TY CỔ PHẦN GIẤY ĐỒNG NAI - 44

3.1 Các giải pháp xử lý nước thải - 44

3.1.1 Phương án xử lý nước thải có dịch đen - 44

3.1.2 Phương án xử lý nước thải không có dịch đen - 47

3.2 Các phương pháp xử lý khí thải lò hơi - 50

3.3 Các phương pháp xử lý chất thải rắn - 54

3.4 Các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm trong công ty - 56

KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ I KẾT LUẬN - 58

II KIÊN NGHỊ 59

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Năng lực sản xuất giấy và bột giấy của các công ty thuộc tổng công ty giấy

Việt Nam trong năm 2002 - 6

Bảng 1.2: Mục tiêu sản xuất của ngành giấy đến năm 2010 - 8

Bảng 1.3: Kết quả sản xuất kinh doanh của toàn tổng công ty Việt Nam - 8

Bảng 1.4: Phân vùng qui hoạch đầu tư của ngành giấy đến năm 2010 - 9

Bảng 2.1: Tính chất và thành phần của nước thải nhà máy giấy Đồng Nai năm 2000 - 38

Bảng 2.2: Tính chất và thành phần của nước thải nhà máy giấy Đồng Nai năm 2000 - 39

Bảng 2.3: Thành phần của nước thải nhà máy giấy Đồng Nai tháng 10/2003 - 39

Bảng 2.4: Chầt ô nhiễm trong nồng độ các khí thải lò hơi của Công ty giấy Đồng Nai - 40

Bảng 2.5: Độ ồn tích phân trung bình (dBA) - 41

Bảng 2.6: Độ ồn tại một số khu vực sản xuất (trước năm 2003) - 42

MỤC LỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 2.1: Qui trình công nghệ sản xuất giấy của công ty cổ phần giấy Đồng Nai - 33

Hình 3.1: Sơ đồ công nghệ tổng quát xử lý nước thải tại công ty giấy Đồng Nai - 44

Hình 3.2: Sơ đồ công nghệ chi tiết hệ thống xử lý nước thải sản xuất có dịch đen - 45

Hình 3.3: Sơ đồ công nghệ tổng quát quát xử lý nước thải tại công ty giấy Đồng Nai - 48

Hình 3.4: Sơ đồ công nghệ chi tiết hệ thống xử lý nước thải sản xuất không có dịch đen - 48

Hình 3.5: Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý khí thải nồi hơi - 52

Hình 3.6: Sơ đồ công nghệ hệ thống lò đốt chất thải nguy hại - 55

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

BOD : Biochemical oxygen demand (nhu cầu oxy sinh học)

BOD5 : Biochemical oxygen demand (nhu cầu oxy sinh học trong 5 ngày)

COD : Chemical oxygen demand (nhu cầu oxy hóa học)

TNHH : Trách nhiệm hữu hạn

TSL : Tổng sản lượng

KHCN : Khoa học công nghệ

BVMT TP: Bảo vệ môi trường thành phố

N : Nitơ

P : Phốtpho

SS : Suspended solids (chất rắn lơ lửng)

NM : Nhà máy

TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam

CTR : Chất thải rắn

KCN : Khu công nghiệp

ĐVT : Đơn vị tính

MỞ ĐẦU

I TÍNH CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Hiện nay nhu cầu tiêu thụ giấy rất lớn vào khoảng 660.000 tấn/năm tương ứng 8,3 kg/người/năm Nhưng số lượng nhà máy không đáp ứng đủ, hơn nữa cơ sở vật chất nghèo nàn, hầu hết các doanh nghiệp đều có quy mô nhỏ công nghệ và máy móc thiết bị lạc hậu chủ yếu được trang bị từ những năm 60 Mặc khác đặc thù của ngành giấy là tiêu thụ rất nhiều nước, công nghệ hậu thì định mức sử dụng nước cho sản xuất càng lớn Ơû các nước tiên tiến với công nghệ hiện đại mức tiêu thụ cho 1 tấn giấy là 2 ÷ 10m3, còn ở nước ta mức tiêu thụ là từ

50 ÷ 120m3 tấn giấy Công ty cổ phần giấy Đồng Nai là một trong những cơ sở sản xuất giấy thuộc loại lớn nhất khu vực phía Nam với công suất là

27000tấn/năm tương ứng 57tấn/ngày Như vậy tổng công ty giấy Đồng Nai mỗi

ngày thải ra ngoài vài nghìn đến vài chục nghìn mét khối nước nhiều chất gây ô

nhiễm nguy hại đối với môi trường như BOD, COD, lignin, màu…

Chính vậy công ty cổ phần giấy Đồng Nai là một trong những cơ sở giấy

ô nhiễm quan trọng tại khu công nghiệp Biên Hòa 1 tỉnh Đồng Nai

Mặc khác nguồn tiếp nhận nước thải của công ty cổ phần giấy Đồng Nai là sông Đồng Nai theo quy định nước thải phải xử lý đạt loại A TCVN 5945 –

1995

Vì vậy để giải quyết vấn đề này, đề tài”điều tra khảo sát hiện trạng môi trường công ty cổ phân giấy Đồng Nai và xây dựng phương án bảo vê môi trường” được thực hiện

II MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

Điều tra, khảo sát hiện trạng môi trường công ty cổ phần giấy Đồng Nai và xây dựng phương án bảo vệ môi trường

III NỘI DUNG THỰC HIỆN CỦA ĐỀ TÀI

Điều tra khảo sát đánh giá hiện trạng, công nghệ sản xuất và môi trường của nhà máy

Xây dựng phương án và chiến lược bảo vệ môi trường

IV PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

- Phương pháp nghiên cứu tài liệu: tìm hiểu tình hình sản xuất công nghệ của ngành giấy trong nước và của công ty cổ phần giấy Đồng Nai

- Phương pháp điều tra, khảo sát tại hiện trường: đo đạc, phân tích thông số ô nhiễm của nước thải, khí thải và chất thải rắn

- Sử dụng các phương pháp đo và phân tích theo tiêu chuẩn của Việt Nam, ISO, GOST

V Ý NGHĨA THỰC TIỄN

Đề tài thực hiện cho sơ sở sản xuất là công ty cổ phần giấy Đồng Nai nhằm giúp công ty có định hướng và chiến lược bảo vệ môi trường trong quá trình phát triển sản xuất

CHƯƠNG I:

TỔNG QUAN

1.1 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GIẤY Ở VIỆT

NAM VÀ VẤN ĐỀ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG

Tổng Công ty giấy Việt Nam được thành lập năm 1995 và tách ra từ mô hình tở chức ngành giấy – gỗ – diêm (thuộc bộ công nghiệp nhẹ trước đây) Trước đó cũng đã có năm lần thay đổi tổ chức được thể hiện qua 05 giai đoạn:

Năm 1976 – 1978: Bộ Công nghiệp nhẹ quyết định thành lập 02 Công ty giấy – gỗ – diêm theo khu vực Hà Nội và Tp Hồ Chí Minh Công ty là một cấp kế hoạch, cấp trên trực tiếp của các doanh nghiệp thành viên, hoạt động điều lệ theo Bộ Công nghiệp nhẹ ban hành

Năm 1978 – 1984: Hợp nhất hai Công ty giấy – gỗ – diêm theo khu vực (Hà Nội – Tp Hồ Chí Minh) thành lập liên hiệp các xí nghiệp giấy – gỗ – diêm cả nước hoạt động theo điều lệ liên hiệp các xí nghiệp do Bộ Công nghiệp nhẹ ban hành theo nghị định 302/CP ngày 11/12/1978 của hợp đồng chính phủ

Năm 1984 – 1990: Do điều kiện địa lý không thuận lợi, phương tiện giao thông và liên lạc còn lạc hậu, để thuận tiện cho việc điều hành và quản lý được kịp thời nên liên hiệp giấy – gỗ – diêm cả nước được tách ra thành hai liên hiệp theo khu vực như ban đầu

Năm 1990 – 1992: Do có sự chuyển đổi cơ chế quản lý của Nhà nước tăng cường quyền tự do dân chủ cho các đơn vị kinh tế cơ sở, để gắn sản xuất chung của ngành với các thị trường tiêu thụ trong và ngoài nước nên Nhà nước đã phê duyệt cho hợp nhất hai xí nghiệp giấy – gỗ – diêm theo khu vực thành liên hiệp sản xuất xuất nhập khẩu do Bộ Công nghiệp nhẹ ban hành theo nghị định 27/HDBT ngày 22/03/1989 của Hội đồng Bộ trưởng

Năm 1993 – 1995: Để chuyển mạnh mẽ hoạt động của liên hiệp phù hợp với

cơ chế thị trường, mở rộng quyền tự chủ của các đơn vị thành viên trong hoạt động sản xuất kinh doanh và để phù hợp với nghị định 388/HDBT ngày 04/11/1991 nên ngày 22/03/1993 Bộ Công nghiệp nhẹ đã ra quyết định chuyển đổi tổ chức và hoạt động của liên hiệp sản xuất – xuất nhập khẩu giấy – gỗ – diêm Việt Nam thành tổng công ty giấy Việt Nam theo quyết định số 91/TTg ngày 07/03/1994 của thủ tướng chính phủ

Tổng Công ty giấy Việt Nam trong những năm trước đây sản xuất trong điều kiện thiếu vốn trầm trọng, đặc biệt là vốn lưu động Mặt khác, Tổng Công ty giấy Việt Nam còn chịu tác động khủng hoảng và suy thoái của ngành giấy thế giới Nhờ sự quan tâm của Đảng và Nhà nước và sự năng động, sáng tạo trong lãnh đạo, điều hành của hội đồng quản trị và lãnh đạo Tổng Công ty ngành giấy đã đạt được những thành tích đáng khích lệ Kết quả chung của toàn ngành từ 1995 đến 1999 sản lượng tăng từ 125.000 tấn/năm đến 323.000 tấn/năm, đạt mục tiêu ấn định (300.000 tấn/năm vào năm 2000) Mức tăng bình quân 26,6%/năm Trong đó khu vực 1 (thuộc Tổng Công ty giấy Việt Nam) tăng 16,6%/năm Khu vực II (địa phương tư nhân và nước ngoài tăng 56,9%)

1.1.1 Sản xuất giấy

Các sản phẩm giấy được sản xuất với công nghệ cơ bản giống nhau đó là phương pháp xeo giấy từ các loại sợi lơ lửng trong nước và khử nước theo phương pháp cơ học và bay hơi Sản phẩm giấy rất đa dạng :giấy mềm, khăn giấy có độ dai trong nước, giấy bao, giấy in, giấy viết, giấy văn phòng phẩm, giấy photocopy, giấy bìa kraff, giấy điện tín, giấy lót bìa kraff, giấy lót thử nghiệm , giấy láng bóng, giấy làm danh thiếp, giấy bìa cứng, giấy làm kẹp tài liệu,… Các nguồn cung cấp sợi làm giấy bao gồm: sợi tái chế, bột vụn, bột nghiền lại, các phụ gia khác nhau được sử dụng với số lượng rất lớn, trong đó có một số mang độc tính cần chú ý cẩn thận, nhằm tránh tác hại bất lợi đối với môi trường

1.1.2 Mức độ phát triển của ngành giấy Việt Nam

Tốc độ phát triển của ngành giấy Việt Nam chưa thật sự hòa nhập vào cộng đồng công nghiệp giấy khu vực cũng như thế giới Trình độ phát triển của công nghiệp giấy Việt Nam còn thấp.Các nhà máy bột giấy và giấy của Việt Nam có công suất thấp, lạc hậu Hiện nay, các nhà máy giấy tại Việt Nam có công suất dưới 100.000tấn/năm so với thế giới là từ 400.000 ÷ 600.0000tấn/ năm.Công ty giấy Bãi Bằng có sản lượng giấy cao nhất là 100.000tấn/năm trong khi đó năng lực thật sự của công ty là gần 500.000 tấn bột giấy và giấy

Trong giai đoạn 2001-2005 đầu tư vào dự án xây dựng nhà máy bột giấy Kontum 130.000 tấn/năm Nhà máy Thanh Hoá 50.000 tấn/năm Đến năm 2010 chúng ta mới xây dựng nhà máy giấy Lâm Đồng có công suất 200.000 tấn/năm, và đồng thời mở rộng công ty giấy Bãi Bằng giai đoạn hai có dây chuyền sản xuất bột có tổng công suất bột giấy 250.000 tấn/ năm

Đầu tư nước ngoài: hiện nay mới chỉ có một công ty 100% vốn nước ngoài sản xuất bột giấy tissue từ bột giấy phế liệu tại Việt Nam là công ty TNHH New Tokyo, nhưng vẫn chưa đạt hiệu quả kinh tế cao.Việt Nam cần có những chính sách để thu hút các nhà đầu tư nước ngoài tham gia vào ngành công nghiệp sản suất bột giấy và giấy để góp phần đưa ngành giấy Việt Nam phát triển

1.1.3 Năng lực sản xuất công nghiệp giấy Việt Nam

Bảng 1.1: Năng lực sản xuất giấy và bột giấy của các công ty thuộc tổng công

ty giấy Việt Nam trong năm 2002

Đơn vị Sản xuất giấy

(tấn)

Sản lượng bột giấy

(tấn)

Sản phẩm

Nguồn : tổng công ty giấy Việt Nam

Qua các số liệu trên cho ta thấy sản phẩm giấy của các nhà máy rất đa dạng và phong phú nhưng quy mô sản xuất vẫn còn thấp

1.1.4 Định hướng và phát triển của ngành giấy Việt Nam

Hiện nay có khoảng 79 nhà máy, xí nghiệp sản xuất, trong đó có 9 nhà máy trực thuộc tổng công ty giấy Việt Nam Các công ty này chủ yếu sản xuất giấy in, giấy viết và giấy in báo.Nguồn nguyên liệu chủ yếu là gỗ từ rừng Việt Nam và bột giấy nhập khẩu Còn sản xuất các loại giấy khác, người ta dùng loại giấy thu gom từ các nơi và bột giấy nhập khẩu

Ngành giấy Việt Nam đang đứng trước những thách thức vô cùng to lớn Trong giai đoạn 2002-2006, ngành giấy được Nhà nước bảo trợ ở mức độ cao(về mức thuế nhập khẩu các loại giấy, bãi bỏ việc cấp phép có điều kiện các loại giấy in, giấy viết, giấy in báo,…) nhà nước sẽ tạo điều kiện hơn nữa để khuyến khích mọi thành phần kinh tế và tranh thủ các nhà đầu tư nước ngoài tham gia phát triển ngành giấy.Tuy nhiên vào thời điểm này ngành giấy vẫn chưa đáp ứng được nhu cầu nội địa Khó khăn hiện nay của ngành giấy là sự phát triễn chưa cân đối giữa mở rộng quy mô sản xuất nguyên liệu giấy và hoạt động sản xuất giấy Sức ép nguyên liệu ngày càng tăng và nguồn nguyên liệu cung ứng đã dần dần bị cạn kiệt Đồng thời, Nhà nước ta chưa có kế hoạch cụ thể trong việc trồng rừng nguyên liệu giấy Nguyên liệu sản xuất giấy từ giấy phế liệu cũng thấp Tỷ lệ thu hồi tại chỗ các loại giấy để tái sản xuất rất thấp so với khu vực, khoảng 20-25% (bình quân trên thế giới là 48%, ở Trung Quốc là 33%, còn ở Malasia là 95%)

Với mức sản xuất như trên, Việt Nam cần phải cố gắng tăng sản lượng lên rất nhiều lần bởi vì mức tiêu thụ giấy bình quân đầu người rất thấp (khoảng 1kg/ người/năm)

Việt Nam được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt quy họach tổng thể phát triển công nghệ giấy đến năm 2010 với định hướng mục tiêu phát triển của ngành công nghiệp giấy là:

Khai thác và sử dụng có hiệu quả các nguồn lực sản xuất, đảm bảo 85 ÷ 90% nhu cầu tiêu dùng trong cả nước, từng bước tham gia hội nhập khu vực, kết hợp hài hòa giữa đầu tư chiều sâu, mở rộng các cơ sở hiện có và đầu tư các công trình mới, giữa phát triển sản xuất với chế biến nguyên liệu, giữa nhu cầu tiêu dùng với sản xuất, xuất nhập khẩu, tăng năng lực sản xuất về sản lượng và chất lượng, bảo vệ môi trường, chuẩn bị tốt những tiền đề cần thiết cho giai đoạn phát triển cao hơn sau này

1.1.5 Mục tiêu chung của toàn ngành

Bảng 1.2: Mục tiêu sản xuất của ngành giấy đến năm 2010:

615.000 310.000 305.000 60.000 15.000 45.000 195.000

1.015.000 530.000 485.000 100.000 30.000 70.000 135.000

Nguồn: tổng công ty giấy Việt Nam

Bảng 1.3: Kết quả sản xuất kinh doanh của toàn tổng công ty giấy Việt Nam.

Giá trị TSL

Tổng doanh thu

Lợi nhuận

Nộp ngân sách

Sản lượng giấy

Tăng trưởng

Tỷ Tỷ Tỷ Tỷ Tấn

%

931 1.306

38

68 90.571

880 1.239

32

65 113.60

6

1.112 1.646

57

63 127.373 12,1

1.465 2.274

76

96 165.373 29,8

1.498 2.100

44

125 168.929 2,2

1.505 1.982

16

109 172.450 2,1

Mặc dù đầu tư nâng cấp ở mức hạn chế nhưng sản lượng giấy tại ngành đạt và vượt mục tiêu 300.000 tấn vào năm 2000 chất lượng nhiều loại giấy sản xuất tiến bộ nhanh, đáp ứng nhu cầu thị trường như giấy in, viết, photocopy, giấy vệ sinh… Năm 1998 là đỉnh cao của mức tăng trưởng của toàn ngành đạt 29,8%

Kinh tế quốc doanh vẫn là chủ đạo, chiếm thị phần cao ở những mặt hàng mang

ý nghĩa kinh tế – chính trị – xã hội như giấy in hoa, giấy in, giấy viết Các loại thành phần kinh tế khác, đặc biệt là khối tư nhân có mức độ phát triển nhanh trong khi khối trung ương phát triển chậm (nhất là những đơn vị vừa và nhỏ) chứng tỏ quan điểm

“phát triển kinh tế nhiều thành phần” là đúng đắn và phát huy tốt trong giai đoạn này

Thu nhập người lao động cải thiện rõ rệt, mức tăng được đánh giá gấp khoảng 2 lần kể cả lao động lâm nghiệp

1.1.6 Phân vùng quy hoạch đầu tư

Để tránh sự cạnh tranh gay gắt trong nước, định hướng phân vùng đầu tư giúp các thành phần khác tham gia đầu tư những lĩnh vực cần có quy hoạch

Bảng 1.4: Phân vùng quy họach đầu tư của ngành giấy đến năm 2010 Mặt hàng Mục tiêu gia tăng

thêm đến năm 2010

Định hướng phân vùng

1 Bột giấy

Bột hóa và bán hóa

Bột giấy vụn, cơ, khác

800.000 550.000 250.000

Khuyến khích mọi thành phần

2 Giấy

Giấy viết, in

Giấy báo

Giấy bìa hộp, bao gói

Giấy vệ sinh

Giấy đặc biệt

700.000 120.000 40.000 440.000 50.000 30.000

Tổng Công ty giấy Việt Nam Tổng Công ty giấy Việt Nam Khuyến khích mọi thành phần Đầu tư có mức độ

Ưu tiên Công ty giấy Việt Nam

Nguồn: tổng công ty giấy Việt Nam

Như vậy đến năm 2005 sản lượng giấy sản xuất trong nước tăng 2 lần so với năm 2000 Sản lượng bột tăng 3,5 lần so với năm 2000

Đối với các thành phần kinh tế khác cần có chính sách khuyến khích đầu tư để sản lượng giấy khu vực này bằng khoảng 1,7 lần so với năm 2000 và đạt 305.000 tấn/năm

Tuy nhiên, theo đánh giá của lãnh đạo bộ công nghiệp thì công nghiệp bột giấy Việt Nam hiện yếu nhất khu vực Asean, ngành giấy mới chỉ đáp ứng được 50 – 70% nhu cầu nội địa

Theo hiệp hội giấy Việt Nam, nhu cầu tiêu thụ giấy hiện nay rất cao Do vậy trong tương lai, Việt Nam cần phải xây dựng các nhà máy giấy có công suất lớn, đồng thời đầu tư nâng cấp năng lực sản xuất để nâng công suất của các nhà máy lớn trực thuộc tổng công ty như Bình An, Bãi Bằng, Hoàng Văn Thụ, Tân Mai, Đồng Nai Các nhà máy khu vực phía nam mục tiêu chiến lược đến năm 2010 phải đạt công suất 525.000 tấn/năm, trong đó Lâm Đồng 300.000 tấn/năm, Đồng Nai 100.000 tấn/năm và Tân Mai 125.000 tấn/năm

Ngày 25/8/2004 Tổng Công ty giấy Việt Nam tổ chức hội nghị tổng kết công tác đầu tư xây dựng cơ bản giai đoạn 1998 – 2003 trong 5 năm qua, tổng Công ty giấy Việt Nam đã triển khai 5 dự án nhóm A, 7 dự án nhóm B, 40 dự án nhóm C và 117 hạng mục thuộc nhóm C với tổng mức đầu tư hơn 9.000 tỷ đồng, tập trung đầu tư nâng cấp trình độ kỹ thuật, thiết bị công nghệ và mở rộng quy mô sản xuất Trong đó trên 3.002 tỷ cho các dự án trọng điểm mà tiêu biểu là: dự án đầu tư cải tạo nâng cấp và mở rộng Công ty giấy Tân Mai nâng công suất từ 48.000 tấn/năm lên 65.000 tấn/năm, đầu tư nâng cấp cải tạo công ty giấy Bãi Bằng giai đoạn 1 từ 50.000 tấn/năm lên 100.000 tấn/năm (giai đoạn hai dự kiến lên 250.000 tấn/năm) đầu tư mới các dây chuyền sản xuất giấy bao bì tại công ty giấy Việt Trì công suất 25.000 tấn/năm, dây chuyền sản xuất giấy photocopy tại Công ty giấy

Vạn Điểm công suất 12.000 tấn/năm, dây chuyền sản xuất giấy trắng phủ tại công

ty giấy Bình An công suất 45.000 tấn/năm…

Hội nghị đã phân tích, đánh giá hiệu quả và rút ra được 5 bài học kinh nghiệm trong công tác đầu tư xây dựng cơ bản là:

1 Chọn lựa mục tiêu và giải pháp phù hợp với hoàn cảnh và xu hướng để tạo

ra sự phát triển ổn định, bền vững

2 Kiên định theo định hướng quy hoạch, linh hoạt trong giải pháp

3 Xây dựng phương án đầu tư tính đến phòng ngừa rủi ro

4 Tập trung nguồn vốn tự có để đầu tư có trọng điểm

5 Tích cực đào tạo nguồn nhân lực

Nhờ đầu tư cải tạo và nâng cấp năng lực sản xuất mà hiện nay nhiều công ty giấy thuộc tổng Công ty đã nâng cao được chất lượng sản xuất và đa dạng hóa chất lượng sản phẩm đáp ứng nhu cầu thị trường và tăng tính cạnh tranh đối với hàng nhập khẩu

Ví dụ: công ty giấy Tân Mai từ sản xuất giấy in đen trắng chất lượng thấp nay đã sản xuất được giấy in đen trắng chất lượng cao hơn, rồi sản xuất được chất lượng giấy in màu in tranh Ngoài ra, công ty còn sản xuất được nhiều chủng loại giấy viết, giấy in báo, với nhiều cấp độ, kích cỡ và tính năng khác nhau Các Công

ty khác nhau khi đầu tư nâng cấp, mở rộng năng lực sản xuất cũng đã đạt được những thành quả tương tự

Khó khăn lớn nhất của ngành giấy hiện nay là nguyên liệu không ổn định Nhất là sau khi chính phủ quyết định ngừng triển khai dự án bột giấy KonTum (vốn đầu tư 244,2 triệu USD) sau 5 năm triển khai thì ngành giấy đứng trước nguy cơ thiếu bột giấy trầm trọng Từ bảng kế hoạch phát triển của ngành giấy, đến năm

2010 ngành cần khoảng 1 triệu tấn bột giấy tẩy trắng nhưng dự kiến năm 2004 cả nước sản xuất được 200.000 tấn bột tẩy trắng và đến năm 2010 nâng lên 300.000 tấn, thiếu 700.000 tấn bột giấy tẩy trắng phải dựa vào bột nhập khẩu nên giấy

trong nước không cạnh tranh với giấy nhập khẩu Theo hiệp hội giấy Việt Nam (VAT) tính đến tháng 8 năm 2004, cả nước sản xuất được 413.320 tấn giấy in, viết Năng lực sản xuất hiện hay của toàn ngành là 750.000 tấn/năm

Khó khăn thứ hai là công nghệ sản xuất giấy tại Việt Nam thuộc lọai lạc hậu nhất khu vực Asean Chỉ có 3 nhà máy là Bãi Bằng, Tân Mai và Đồng Nai được coi là hiện đại nhưng tuổi thọ cũng đã 20 – 40 năm Do đó năng suất cán giấy của các nhà máy rất thấp

Ví dụ: như nhà máy Đồng Nai chỉ cán giấy khối lượng tối đa 2,6m và tốc độ chỉ đạt 240m/phút Trong khi máy xeo thế hệ mới của các nước Asean sản xuất giấy khổ rộng 10m, tốc độ cán 2000m/phút Kết quả là trong cùng một khoảng thời gian, các nhà máy trong Asean cán được 20.000m2 thì nhà máy giấy Đồng Nai chỉ cán được 520m2 giấy, công suất kém hơn 38,5 lần

Ngành giấy Việt Nam càng phải chịu thêm nhiều áp lực sau khi hội nhập AFTA và thực tế, chỉ hơn 1 tuần sau ngày áp dụng mức thuế mới theo AFTA, khoảng cách về giá giữa giấy nội và giấy ngoại đã kéo dài hơn

Trong các mặt hàng giấy được sản xuất trong nước hiện nay, hai loại giấy in và giấy viết từ nhiều năm nay luôn chiếm tỉ trọng cao Chính vì vậy từ bao lâu nay đây là hai mặt hàng trong ngành giấy được bảo hộ với mức thuế nhập khẩu khá cao 40%, làm cho hàng ngoại có chất lượng khá cao cũng rất khó có thể cạnh tranh Tuy nhiên, từ mốc thời điểm 1/7/2004 khi mức thuế nhập khẩu càng được giảm xuống còn 20% cuộc cạnh tranh về giá giữa giấy nội và giấy ngoại đã thật sự diễn

ra không cân sức Trong đó thực chất là cuộc chiến giữa các nhà máy giấy trong nước với ngành giấy của hai nước Indonesia và Thái Lan

Ví dụ: thời điểm sau ngày 1/7/2004 giấy viết của nhà máy giấy Tân Mai định hướng 58 – 80g/m2 có giá bản 13,5 triệu đồng/tấn Trong khi đó cùng chủng loại này giá giấy của Thái Lan và Indonesia (đã bao gồm tất cả các loại thuế, phí) được chào bán chỉ dao động khoảng 12,7 – 13 triệu đồng/tấn Nếu so với trước

ngày 1/7/2004 giá giấy của họ trên 14 triệu /tấn Ngoài ưu thế giá cạnh tranh về chất lượng giấy của Indonesia và Thái Lan cũng hơn hẳn giấy trong nước về độ sáng hẳn hơn, hút ẩm thấp hơn

1.2 VẤN ĐỀ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG CỦA CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT GIẤY Ở VIỆT NAM

1.2.1 Nước thải

Các nhà máy giấy và bột giấy, đặc biệt là các nhà máy cũ có thể tạo ra một lượng nước thải lớn Nước thải này nếu như không xử lý sẽ ảnh hưởng đến chất lượng của các thủy vực tiếp nhận Nước thải bị nhiễm bẩn trong các nhà máy giấy phần lớn là do tiếp xúc với các vật liệu thô, phế liệu, chất dư thừa

❖ Đặc điểm của nước thải giấy:

+ Mùi hôi tanh

+ Màu nâu đến nâu đen

+ Đục, chỉ số cặn bẩn rất cao

+ Chỉ số COD, BOD lớn

+ pH kiềm

+ Oxy hòa tan thấp

❖ Thành phần nước thải giấy – chất gây ô nhiễm

+ Thành phần các chất thải trước công đoạn sản xuất bột giấy

▪ Cắt mảnh: cát, mảnh gỗ vụn, bụi…

▪ Nấu: dịch đen, sợi, khí thải hơi

▪ Sàn rửa: dịch đen, sợi, xút, muối

▪ Clo hóa: sợi HCl, Cl2, chất hữu cơ hòa tan

▪ Kiềm hóa: sợi, Clo hữu cơ, chất hữu cơ hòa tan, muối

▪ Sàn: sợi, cát, mảnh gỗ tre…

▪ Tẩy hypo: sợi clo hữu cơ, hypo dư

▪ Tẩy K2O: sợi, chất hữu cơ hòa tan, xút dư

+ Thành phần các chất thải từ giai đoạn sản xuất giấy:

Rác, các tạp chất trong giấy cũ, sợi, các chất bẩn hòa tan, hóa chất phẩm màu… Trong đó đặc biệt là các chất hữu cơ có clo Chúng có độ bền vững rất cao trong môi trường tự nhiên, khả năng tích lũy trong cơ thể sinh vật, có độc tính cao đối với con người và động vật Lignin là loại chất có nguồn gốc từ thực vật Đặc biệt có nhiều trong nước thải của nhà máy giấy, chất này gây nên màu nâu đen của nước thải giấy Lignin có đặc tính cao đối với thủy sinh và gây suy giảm chất lượng nước cấp cho thủy lợi, sinh hoạt, du lịch Lignin có chứa các nhóm OH gắn với vòng thơm cho nên có thể phản ứng với các axit tan stopphosric, molipclofeffeuc tại phẩm màu xanh Dựa vào đặc tính này mà người ta có thể xác định được lignin trong nước thải bằng phương pháp trắc quan Tuy nhiên, lignin cũng là một chất quý được ứng dụng rất nhiều trong công nghiệp, đời sống… như dùng lignin sinferat làm chất bùn để khoan giếng dầu, chất phụ gia cho xi măng Làm tăng độ bền cho bê tông, rán nhựa cho các mặt đường, dùng các dẫn xuất từ dịch đến kraff lignin để chế tạo nhựa nhiệt cứng và bền cho cao su…

Ngoài ra, ở một số nhà máy nhỏ còn dùng chất hóa học để tẩy là clo nên ở trong thành phần nước thải sẽ có clo, clo là chất gây mùi nồng, ở hàm lượng cao sẽ gây mùi nồng nặc rất khó chịu, cộng với mùi của metyl – mecaptan và dimetyl – sunfua tạo một mùi hôi nồng rất nặng

1.2.2 Khí thải

Vấn đề ô nhiễm không khí chính ở các nhà máy giấy là khí thải do sử dụng nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh cao để chạy lò hơi phục vụ sản suất (như than đá, dầu FO) Lưu huỳnh trong nhiên liệu khi cháy phát sinh khí SO2 gây ô nhiễm môi trường không khí Việc đốt lò hơi còn phát sinh các khí khác như: NOX, bụi…

Trong các nhà máy giấy nhỏ, ô nhiễm không khí chủ yếu xảy ra ở hai nguồn: các bể ngâm và các nồi nấu hơi Nguồn thứ ba có thể là các thiết bị sản xuất và giữ điện Trong các nhà máy giấy sử dụng phế liệu nông nghiệp sau khi

hoàn thành quá trình nấu nguyên liệu với xút, thì áp lực trong nồi nấu được giải phóng

Trong quá trình này, khoảng 1,4 tấn hơi nước trên 1 tấn bột được giải phóng vào trong khí quyển Các hợp chất hữu cơ dể bay hơi trong các khí thoát ra gây ô nhiễm không khí trong phạm vi hạn chế xung quanh nhà máy giấy

Ngoài phế liệu nông nghiệp, than và dầu diesel cũng được sử dụng làm nhiên liệu một số nhà máy giấy, các chất gây ô nhiễm không khí đáng quan tâm là các hạt lơ lửng và các oxide có gốc nitơ

1.2.3 Chất thải rắn

Chất thải rắn được sinh ra dưới dạng bùn, tro, chất thải, các chất loại bỏ cát và sạn tấm sàng lọc và các bộ làm sạch li tâm Nguồn chính của chất thải rắn là bùn cặn trong nước thải do quá trình lắng đọng và xử lý sinh học dòng thải Chất thải từ vỏ cây và gỗ chiếm một lượng đáng kể nhưng thường được dùng để đốt tro sinh ra từ các nồi hơi cũng đáng kể

Quá trình phát sinh chất thải trong sản xuất giấy và bột giấy là một vấn đề hết sức nghiêm trọng Quá trình này không gọi là vấn đề tổn hao các nguồn tài nguyên, mà còn đòi hỏi các chi phí cao về xử lý và chôn lấp Chính vì điều đó mà việc áp dụng công nghệ sản xuất sạch hơn sẽ góp phần đáng kể trong việc tiết kiệm nguyên liệu sản xuất, làm giảm thiểu các chi phí và ô nhiễm môi trường do các nhà máy gây ra

1.3 TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ Ô NHIỄM, BẢO VỆ MÔI

TRƯỜNG

1.3.1 Các phương pháp xử lý khí thải

1.3.1.1 Xử lý khí thải bằng phương pháp hấp thụ

Hấp thụ là quá trình quan trọng để xử lý khí và được ứng dụng rất nhiều trong quá trình khác

Hấp thụ dựa trên cơ sở của quá trình truyền khối nghĩa là phân chia hai pha Phụ thuộc vào sự tương tác giữa chất hấp thụ và chất bị hấp thụ trong pha khí

Phương pháp hấp thụ được chia ra: hấp thụ vật lý và hấp thụ hóa học Hấp thụ vật lý dựa trên sự hòa tan của cấu tử pha khí trong pha lỏng Còn trong hấp thụ hóa học giữa chất bị hấp thụ và chất hấp thụ hoặc cấu tử trong pha lỏng xảy ra phản ứng hóa học

1.3.1.2 Xử lý khí thải bằng phương pháp hấp phụ

Hấp phụ là hút các phân tử khí, hơi ở bề mặt chất rắn Người ta ứng dụng phương pháp hấp phụ để làm sạch khí có hàm lượng tạp chất khí và hơi nhỏ vật liệu dùng để làm chất hấp phụ là các vật liệu xốp bề mặt bên trong lớn, được tạo thành do tổng hợp nhân tạo hoặc tự nhiên

Cấu trúc bên trong của các chất hấp phụ công nghiệp phổ biến được đặc trưng bởi kích thước và hình dạng khác nhau của khoảng trống và lỗ xốp Lỗ xốp được chia ra lỗ xốp thô, trung bình và mịn Tổng thể tích của lỗ xốp trong một đơn

vị thể tích hay khối lượng chất hấp phụ xác định vận tốc hấp phụ cấu tử chỉnh và khả năng thu hút của chất hấp phụ đối với cấu tử này

1.3.1.3 Xử lý khí thải bằng phương pháp xúc tác

Bản chất của quá trình xúc tác để làm sạch khí là thực hiện các tương tác hóa học, nhằm chuyển hóa tạp chất độc thành sản phẩm khác với sự cơ một của chất xúc tác đặc biệt Chất xúc tác không làm thay đổi mức năng lượng của các phân tử chất tương tác và không làm dịch chuyển cân bằng phản ứng đơn giản Vai trò của chúng là tăng vận tốc tương tác hóa học Tương tác xúc tác trong phản ứng

dị thể diễn ra trên bề mặt phân chia pha khí và xúc tác Xúc tác đảm bảo sự tương tác của các chất chuyển hóa trên bề mặt của mình với sự hình thành các phức hoạt hóa ở dạng các liên kết bề mặt trung gian của xúc tác và tác chất Sau đó sản phẩm của xúc tác hình thành và giải phóng bề mặt xúc tác

1.3.1.4 Phương pháp nhiệt:

Bản chất của phương pháp đốt cháy trực tiếp là oxy hóa các khí thải độc hại bằng oxy ở nhiệt độ cao Phương pháp này ứng dụng để loại bỏ bất kỳ khí và bụi hữu cơ nào mà sản phẩm cháy của chúng ít độc hơn

Ưu điểm của phương pháp đốt cháy trực tiếp là thiết bị đơn giản và có khả năng ứng dụng rộng rãi hơn, vì thành phần khí thải ít ảnh hưởng đến thiết bị đốt

Phương pháp này được ứng dụng rộng rãi trong quá trình điều chế một số sản phẩm hóa điện hóa và điện tử, trong công nghiệp hóa dầu, sản xuất metanol để xử lý khí thải

1.3.2 Các phương pháp xử lý nước thải

1.3.2.1 Phương pháp cơ học

❖ Bể lắng

Được ứng dụng để loại các chất lơ lửng có tỷ trọng lớn hơn hoặc nhỏ hơn tỉ trọng của nước: các chất lơ lửng có tỉ trọng lớn hơn tỉ trọng của nước sẽ lắng xuống đáy bể, còn các chất lơ lửng có tỉ trọng nhỏ hơn sẽ nổi lên trên mặt nước Có 3 loại bể lắng:

✔ Bể lắng ngang: có hình chữ nhật Quá trình lắng được thực hiện theo phương chuyển động ngang của nước thải với tốc độ tính toán tương ứng

✔ Bể lắng đứng: thường có dạng hình tròn hoặc hình vuông Quá trình lắng được thực hiện theo phương thẳng đứng ngược chiều với chiều chuyển động của nước thải

✔ Bể lắng ly tâm: có dạng hình tròn Quá trình lắng chất lơ lửng xảy

ra tương tự như ở bể lắng ngang nhưng khác ở điểm nước thải chuyển động ra xung quanh

Theo chế độ công tác, các bể lắng được chia ra: bể lắng hoạt động theo chu kì nghĩa là quá trình lắng diễn ra ở trạng thái tĩnh (nước đứng yên); bể lắng hoạt động

liên tục chậm chạp Loại bể lắng hoạt động theo chu kỳ chỉ được sử dụng khi lượng nước thải ít Trong mỗi bể lắng có ba phần:

✔ phần dòng chảy: phần công tác, nước chuyển động với tố độ nhỏ

✔ Phần cặn: tập trung và chứa cặn lắng xuống

✔ Phần lớp trung hòa: phân chia giữa phần cặn và phần công tác

❖ Bể lọc

Bể lọc được ứng dụng để loại bỏ các chất ở trạng thái lơ lửng kích thước nhỏ bé bằng cách lọc chúng qua lưới lọc đặc biệt hoặc qua lớp vật liệu lọc Công trình này chỉ ứng dụng để xử lý một vài loại nước thải công nghiệp

Trường hợp khi mức độ cần thiết làm sạch nước thải không cao lắm (40 ÷ 60%) và các điều kiện vệ sinh cho phép thì phương pháp xử lý cơ học giử vai trò chính trong phạm vi xử lý Trong những trường hợp khác, phương pháp xử lý cơ học chỉ là giai đoạn làm sạch sơ bộ trong xử lý sinh hóa (sinh học) Phương pháp xử lý cơ học có thể loại đến 60% các hợp chất không hoà tan trong nước thải sinh hoạt và có thể làm BOD giảm 30%

Để làm tăng hiệu suất làm việc của phương pháp xử lý cơ học có thể ứng dụng nhiều biện pháp tăng cường quá trình lắng trong các công trình tương ứng bể làm thoáng có bùn hoạt tính dư, bể làm thoáng không có bùn hoạt tính dư (hiệu suất lắng có thể đạt 60 ÷ 65%) hoặc bể đông tụ sinh học (hiệu suất lắng đạt đến 70%) và hàm lượng BOD giảm đến 40÷ 50%

1.3.2.2 Phương pháp hóa lý

Phương pháp hóa lý được ứng dụng để loại ra khỏi nước thải các chất lơ lửng phân tán, các khí tan, các chất vô cơ và hữu cơ hòa tan

❖ Đông tụ

Phương pháp đông tụ là quá trình thô hóa các hạt phân tán và các chất nhủ tương dưới tác dụng của chất bổ sung gọi là chất đông tụ

Các chất đông tụ thường dùng là: muối nhôm, muối sắt và các hỗn hợp của chúng như: Al2(SO4)3.8H2O,NaAlO2…

Chất đông tụ trong nước tạo thành các bông hydroxyt kim loại hút các hạt keo tụ, hạt lơ lửng và lắng nhanh trong trường trọng lực vì bông đông tụ có điện tích dương yếu, còn các hạt keo có điện tích âm yếu

Chất keo tụ có thể là hợp chất tự nhiên và tổng hợp như tinh bột, este, cellulose, destrin dioxyte silic đã hoạt hóa…

❖ Phương pháp tuyển nổi

Phương pháp tuyển nổi được ứng dụng dể loại ra khỏi nước các tạp chất phân tán không tan và khó lắng, một số chất tan hoạt động bề mặt

Người ta áp dụng phương pháp tuyển nổi để xư ûlý nước thải của các ngành sản xuất như chế biến dầu mỏ, tơ nhân tạo, giấy cenlulose, da, hóa chất thực phẩm… và bùn hoạt tính sau xử lý sinh học

Cơ sở của quá trình tuyển nổi: khi đến gần các bọt khí nổi lên trên nước, các hạt lơ lửng sẽ kết dính với các hạt khí này và cùng nó nổi lên trên mặt nước, tạo thành lớp bọt có nồng độ tạp chất cao hơn trong nước ban đầu

Một số phương pháp tuyển nổi để xử lý nước thải:

✔ Tuyển nổi với sự tách không khí từ dung dịch

✔ Tuyển nổi với việc cho không khí qua vật liệu xốp

✔ Tuyển nổi hóa học

✔ Tuyển nổi với sự phân tán không khí bằng cơ khí

❖ Phương pháp hấp phụ

Làm sạch nước khỏi các chất hữu cơ và các khí hòa tan sau khi xử lý hóa sinh, nếu nồng độ không cao và không bị phân hủy bởi vi sinh vật Nước thải được khử độc khỏi thuốc diệt cỏ, phenol, thuốc sát trùng, các hợp chất nitơ thơm, chất hoạt động bề mặt, thuốc nhuộm Phương pháp này cho hiệu quả cao, có khả năng xử lý nhiều chất đồng thời thu hồi các chất này trong nước thải

Xử lý nước bằng phương pháp hấp phụ có thể tái sinh ( thu hồi và tận dụng nước thải) và phân huỷ, tiêu huỷ chất thải cùng chất hấp phụ Các chất hữu cơ và khí hoà tan tập trung trên bề mặt chất rắn hoặc bằng tương tác giữa các chất bẩn hòa tan nhất là than hoạt tính Ngoài ra, có các chất tổng hợp, chất thải của một vài ngành sản xuất (tro, xỉ mạt cưa…) và chất hấp phụ vô cơ: silicagen

❖ Phương pháp trao đổi ion

Là phương pháp thu hồi các cation và anion bằng các chất trao đổi ion Các chất trao đổi ion là các chất rắn trong thiên nhiên hoặc vật liệu nhựa nhân tạo có khả năng trao đổi ion Các chất được loại ra khỏi nước thải là các kim loại (kẽm, đồng ,crom, niken, chì, thuỷ ngân, cadimi, mangan…), các hợp chất của assen, phốt pho, xianua và các chất phóng xạ Phương pháp cho phép thu hồi các chất có giá trị với độ làm sạch cao Trao đổi ion được ứng dụng rộng rãi để khử muối trong nước cất

1.3.2.3 Phương pháp hoá học

Cơ sở của phương pháp hoá học là các phản ứng hoá học , các quá trình hoá lý diễn ra giữa chất bẩn với hoá chất cho thêm vào Các phương pháp hoá học là oxi hoá, trung hoà, đông keo tụ Thông thường các quá trình keo tụ thường đi kèm quá trình trung hoà hoặc các hiện tượng vật lý khác.Những phản ứng xảy ra là những phản ứng trung hoà, phản ứng tạo chất kết tủa hoặc phản ứng phân huỷ các chất độc

❖ Trung hòa

Nước thải thường có giá trị pH khác nhau Muốn nước thải được xử lý tốt bằng phương pháp sinh học phải tiến hành trung hoà và chỉnh pH về vùng 6,5 ÷ 7,5 Trung hoà bằng cách dùng các dung dịch acid hoặc muối acid, các dung dịch kiềm hoặc oxít kiềm để trung hoà dịch nước thải

Chất có tính oxy hoá mạnh nhất là clo nhưng do có tính ăn mòn mạnh nên không được ứng dụng trong thực tế H 202 được ứng dụng để oxy hoá các nitric, andehit, phenol, xianua, chất thải chứa lưu huỳnh , thuốc nhuộm hoạt hoá Oxy hóa bằng ôzôn cho phép đồng thời khử màu, tiệt trùng và vị lạ trong nước

1.3.2.4 Phương pháp sinh học

Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học là dựa trên hoạt động sống của vi sinh vật, chủ yếu là vi khuẩn dị dưỡng hoại sinh có trong nước thải Quá trình hoạt động của chúng cho kết quả là các chất hữu cơ gây nhiễm bẩn được khoáng hoá và trở thành những chất vô cơ, các chất khí đơn giản và nước

Cho đến nay người ta đã xác định được rằng , các vi sinh vật có thể phân huỷ được tất cả các chất hữu cơ có trong thiên nhiên và nhiều hợp chất hữu cơ tổng hợp nhân tạo

Vi sinh vật có trong nước thải sử dụng các hợp chất hữu cơ và một số chất khoáng là nguồn dinh dưỡng và tạo ra năng lượng Quá trình dinh dưỡng làm cho chúng sinh sản , phát triển tăng số lượng tế bào ( tăng sinh khối ) đồng thời làm sạch các chất hữu cơ hoà tan hoặc các hạt keo phân tán nhỏ Do vậy, trong xử lý sinh học,

người ta phải loại bỏ các chất phân tán thô ra khỏi nước thải trong giai đoạn xử lý

sơ bộ Đối với các tạp chất vô cơ có trong nước thải thì phương pháp xử lý sinh học

có thể khử các chất sulfit, muối amon ,nitrat…các chất chưa bị oxy hoá hoà tan Sản

phẩm của quá trình phân huỷ này là khí C02, nước, khí N2, ion sunlfat…

Các quá trình sinh học dùng trong xử lý chất thải đều có xuất xứ trong tự nhiên

Nhờ thực hiện các biện pháp tăng cường hoạt động của vi sing vật trong các công

trình nhân tạo quá trình làm sạch các chất bẩn diễn ra nhanh hơn Trong thực tế

hiện nay người ta vẫn tiến hành xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học ở điều

kiện tự nhiên và điều kiện nhân tạo tuỳ thuộc vào khả năng kinh phí, yêu cầu công

nghệ, vị trí địa lý và hàng loạt các yếu tố khác Nói chung các quá trình sinh học

trong xử lý nước thải gồm năm nhóm quá trình chủ yếu sau:

Quá trình hiếu khí , quá trình kỵ khí, quá trình trung gian-anoxic, quá trình tuỳ

tiện và quá trình ở ao hồ Từ các quá trình chủ yếu này lại thêm các quá trình

phụ, như quá trình sinh trưởng lơ lửng, sinh trưởng dính bám…

❖ Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên

✔ Hồ sinh học

Hệ thống ao sinh học trong xử lý nước thải không yêu cầu kỹ thuật cao nhưng xử

lý nước thải rất hữu hiệu,vốn đầu tư ít , chi phí hoạt động rẻ và rất thích hợp với

khí hậu nhiệt đới Chúng có khả năng giảm vi trùng gây bệnh trong nước thải

xuống còn rất thấp và có thể chịu đựng được nồng độ kim loại cao (trên 30 mg/l)

Việc kết hợp hệ thống ao xử lý nước thải và việc nuôi cá sẽ giảm bớt chi phí xử lý

nước thải Vì vậy, mà nó được xử dụng rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới

Quá trình hoạt động của hồ sinh học dựa trên quan hệ cộng sinh của toàn bộ quần

thể sinh vật có trong hồ tạo ra Trong số các chất hữu cơ đưa vào hồ các chất không

tan sẽ bị lắng xuống đáy hồ còn các chất tan sẽ được hoà loãng trong nước Dưới

đáy hồ sẽ phân giải yếm khí các hợp chất hữu cơ nhờ tổ hợp các nhóm vi sinh vật

yếm khí có trong lớp bùn Các sản phẩm phân hủy yếm khí trước tiên cho các axít

hữu cơ sau đó thành NH3, H2S, CH4 Trên vùng yếm khí tùy tiện và hiếu khí với khu hệ sinh vật rất phong phú gồm các giống pseudomonas, bacillus,… chúng phân giải các chất hữu cơ thành nhiều chất trung gian khác nhau và cuối cùng là khí cacbonic và đồng thời tạo ra các tế bào mới, chúng sử dụng oxy do các thực vật tạo

ra Các vi sinh vật thủy sinh, tảo và các động vật thủy sinh lại cung cấp oxy cho các

vi khuẩn Ngoài ra thân, rễ, lá của thực vật thủy sinh là nơi cộng sinh sinh lý tốt nhất của vi sinh vật, vi sinh vật có thể bám vào đó mà không bị chìm xuống đáy ao nơi có oxy hòa tan thấp không đủ để phát triễn, thực vật cung cấp các chất bài tiết cho vi khuẩn, ngược lại thực vật lại cung cấp ngay tại chỗ các sản phẩm trao đổi của mình, đồng thời lại che ánh sáng cho các vi khuẩn để không bị tia sáng mặt trơiø giết chết Tảo khi còn sống sẽ là nguồn thức ăn cho cá và các loại thủy sinh khác, khi chết sẽ là nguồn dinh dưỡng cho vi sinh vật

Các loại sinh vật thủy sinh đang được quan tâm nghiên cứu ứng dụng trong xử lý nước thải là:

Loại thực vật thủy sinh nổi: loại này có bộ rễ chìm trong nước có lá và thân vươn lên trong không khí như: lục bình, bèo tấm, rau ngỗ, rau muống chúng phát triễn không phụ thuộc vào chiều sâu của lớp nước

Thực vật thủy sinh có rễ bám vào trong bùn và đáy ao thân lá đưa lên khỏi mặt nước Các loại cỏ lác,… các loại này thường ở các vùng nước không sâu

Thực vật nước loại chìm trong nước bao gồm các loại: rong đuôi chó, rong xương cá chúng thường sống ở lớp nước mà ánh sáng thường chiếu tới

✔ Cánh đồng tưới

Cánh đồng tưới là khoảng canh tác có thể tiếp nhận và xử lý nước thải Các chất bẩn của nước thải được giử lại trong đất, sau đó các loại vi khuẩn có sẵn trong đất sẽ phân hủy chúng thành các chất đơn giản để cây trồng hấp thụ Nước thải sau khi ngấm vào đất một phần được cây trồng sử dụng, phần còn lại chảy vào hệ thống tiêu nước ra sông, hồ hoặc bổ sung cho nước ngầm Chế độ xả nước vào cánh đồng

tưới phụ thuộc vào thời tiết, loại cây trồng, loại đất,… có thể là liên tục hoặc gián đoạn Nước sau khi xử lý có BOD = 8 ÷15 mg/l

✔ Cánh đồng lọc

Cánh đồng lọc được dùng khi những khoảng đất không thể sử dụng cho canh tác nông nghiệp Trên khoảng đất này người ta phân ra các ô, thửa và bố trí các hệ thống mương máng , đường ống phân phối, thu và tiêu nước Số ô thửa không bé hơn hai và có diện tích từ 5 ÷ 8 ha

Nước thải sau khi xử lý cánh đồmg lọc có BOD = 8 ÷ 15 mg/l, hàm lượng nitrat 25 mg/l số lượng vi khuẩn bị tiêu diệt tới 99%

Xử lý nước thải bằng phương pháp cánh đồng lọc thích hợp với các nhà máy có lưu lượng nước thải<15000 m3/ngày đêm

Nhược điểm: yêu cầu diện tích rất lớn chế độ làm việc không ổn định, phụ thuộc vào khí hậu thời tiết

❖ Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện nhân tạo

✔ Bể phản ứng sinh học hiếu khí - aroten

Xử lý nước thải bằng aroten được nhà khoa học người Anh đề xuất từ năm 1887, nhưng đến năm 1914 mới được áp dụng trong thực tế và tồn tại, phát triễn rộng rãi cho đến ngày hôm nay Quá trình hoạt động sống của quần thể vi sinh vật trong aroten thực chất là quá trình nuôi vi sinh vật trong các bình phản ứng sinh học hay các bình lên men thu sinh khối Sinh khối vi sinh vật ở trong công nghệ vi sinh thường là một giống thuần chủng, còn trong xử lý nước thải là quần thể vi sinh vật, chủ yếu là vi khuẩn có sẵn trong nước thải

Đặc điểm và nguyên lý làm việc của aroten:

Bể phản ứng sinh hiếu khí – aroten là công trình bê tông cốt thép hình khối chữ nhật hoặc hình tròn, cũng có trường hợp người ta chế tạo các aroten bằng sắt thép hình khối trụ Thông dụng nhất hiện nay là các bể aroten hình khối chữ nhật Nước thải chảy qua suốt chiều dài của bể và được sục khí, khuấy đảo nhằm tăng cường

lượng oxy hòa tan và tăng cường quá trình oxy hoá chất bẩn hữu cơ có trong nước Nước sau khi đã được xử lý sơ bộ còn chứa các chất hữu cơ ở dạng hòa tan cùng các chất lơ lửng đi vào aroten Các chất lơ lửng này là một số chất rắn và có thể là các chất hữu cơ chưa phải là dạng hòa tan Các chất lơ lửng làm nơi vi khuẩn bám vào để cư trú, sinh sản và phát triễn dần thành các hạt cặn bông Các hạt này dần dần to và lơ lửng trong nước Chính vì vậy xử lý nước thải ở aroten được gọi là quá trình xử lý với sinh trưởng lơ lửng của quần thể vi sinh vật Các hạt bông cặn này cũng chính là bùn hoạt tính Bùn hoạt tính là các bông cặn có màu nâu sẫm, chứa các chất hữu cơ hấp phụ từ nước thải và là nơi cư trú cho các vi khuẩn cùng các sinh vật bậc thấp khác, như nguyên sinh động vật sống và phát triễn, trong nước thải có các hợp chất hữu cơ hoà tan – loại hợp chất dễ bị vi sinh vật phân hủy nhất Ngoài ra, còn có các hợp chất hữu cơ khó bị phân hủy hoặc loại hợp chất chưa hoà tan, khó hòa tan ở dạng keo- các dạng hợp chất này có cấu trúc phức tạp cần được

vi khuẩn tiết ra enzym ngoại bào, phân hủy thành những chất đơn giản hơn rồi sẽ thẩm thấu qua màng tế bào và bị oxy hóa tiếp thành sản phẩm cung cấp vật liệu cho tế bào hoặc sản phẩm cuối cùng là khí cacbonic và nước Các hợp chất hữu cơ

ở dạng keo hoặc ở dạng các chất lơ lửng khó hòa tan là hợp chất khó bị oxy hóa bằng vi sinh vật hoặc xảy ra chậm hơn

Quá trình oxy hóa các chất bẩn hữu cơ xảy ra trong aroten qua ba giai đoạn:

▪ Giai đoạn thứ nhất

Tốc độ oxy hóa bằng tốc độ tiêu thụ oxy Ơû giai đoạn này bùn hoạt tính hình thành và phát triễn Hàm lượng oxy cần cho vi sinh vật sinh trưởng, đặc biệt ở thời gian đầu tiên thức ăn dinh dưởng trong nước thải rất phong phú, lượng sinh khối trong trời gian này rất ít Sau khi vi sinh vật thích nghi với môi trường, chúng sinh trưởng rất mạnh theo cấp số nhân Vì vậy lượng tiêu thụ oxy tăng cao dần

▪ Giai đoạn thứ hai

Vi sinh vật phát triễn ổn định và tốc độ tiêu thụ oxy cũng ở mức gần như ít thay đổi Chính ở giai đoạn này các chất bẩn hữu cơ thay đổi nhiều nhất

Hoạt lực enzym của bùn hoạt tính trong giai đoạn này cũng đạt tới mức cực đại và kéo dài trong một thời gian tiếp theo Điểm cực đại của enzym oxy hóa của bùn hoạt tính thường đạt ở thời điểm sau khi lượng bùn hoạt tính tới mức ổn định

Qua các thông số hoạt động của aroten cho thấy ở giai đoạn thứ nhất tốc độ tiêu thụ oxy rất cao, có khi gấp ba lần ở giai đoạn thứ hai

▪ Giai đoạn ba

Sau một thời gian khá dài tốc độ oxy hóa cầm chừng (hầu như ít thay đổi) và có chiều hướng giảm, lại thấy tốc độ tiêu thụ oxy tăng lên đây là giai đoạn nitrat hóa các muối amon

Sau cùng nhu cầu oxy lại giảm và cần phải kết thúc quá trình làm việc của aroten (làm việc theo mẻ) Ơû đây cần chú ý rằng, sau khi oxy hóa được 80 ÷ 95% BOD trong nước thải, nếu không thấy đảo hoặc thổi khí , bùn hoạt tính sẽ lắng xuống đáy, cần phải lấy bùn cặn ra khỏi nước Nếu không kịp thời tách bùn, nước sẽ bị ô nhiễm thứ cấp, nghĩa là sinh khối vi sinh vật trong bùn (chiếm tới 70% khối lượng cặn bùn) sẽ bị tự phân Tế bào vi khuẩn có hàm lượng protein rất cao (60 ÷ 80% so với chất khô), ngoài ra còn có các hợp chất chứa chất béo, hidratcacbon, các chất khoáng … khi tự phân sẽ làm ô nhiễm nguồn nước

✔ Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học kỵ khí

Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học kỵ khí thường được sử dụng để loại bỏ các chất hữu cơ có trong phần cặn của nước thải bằng vi sinh vật tùy nghi và vi sinh vật kỵ khí Các vi sinh vật này tiến hành các phản ứng sinh học để phân hủy và biến đổi các chất hữu cơ phức tạp thành khí metan