Phân tích và lựa chọn công nghệ xử lý nước thải tái chế giấy

Trong thời đại ngày nay phát triển kinh tế luôn đi kèm với bảo vệ môi trường, không thể chỉ chú trọng đến phát triển kinh tế mà bỏ qua yếu tố môi trường. Tuy nhiên đây là một vấn đề khá khó khăn khi tiếp cận bởi vì ta có thể thấy rõ là không có một hoạt động phát triển kinh tế nào mà lại không tác động đến môi trường dù ít hay nhiều. Như vậy vấn đề đặt ra ở đây là chúng ta phải làm sao để cho kinh tế vẫn tăng trưởng tốt, ổn định mà môi trường vẫn được bảo vệ đầy đủ. Có nhiều phương án đưa ra, và một trong các phương án được chấp nhận rộng rãi đó là tái chế chất thải.

MỞ ĐẦU

Trong thời đại ngày nay phát triển kinh tế luôn đi kèm với bảo vệ môitrường, không thể chỉ chú trọng đến phát triển kinh tế mà bỏ qua yếu tố môitrường Tuy nhiên đây là một vấn đề khá khó khăn khi tiếp cận bởi vì ta cóthể thấy rõ là không có một hoạt động phát triển kinh tế nào mà lại khôngtác động đến môi trường dù ít hay nhiều Như vậy vấn đề đặt ra ở đây làchúng ta phải làm sao để cho kinh tế vẫn tăng trưởng tốt, ổn định mà môitrường vẫn được bảo vệ đầy đủ Có nhiều phương án đưa ra, và một trongcác phương án được chấp nhận rộng rãi đó là tái chế chất thải

Trong ngành tái chế chất thải sinh hoạt, tái chế giấy là một ngànhh kinh

tế đang được chú trọng đến được chú trọng và thu hút đầu tư và nền tái chếgiấy đang ngày càng phát triển và mang lại lợi ích về kinh tế cũng như vềmôi trường như tiết kiệm khai thác tài nguyên rừng, giảm bớt lượng giấythải ra môi trường, tiết kiệm chi phí vận chuyển xử lý rác thải do giấy phátsinh ra, giảm thiểu lượng thải khi sản xuất… Nhưng bên cạnh đó ngànhh táichế giấy cũng gây ra những vấn đề về môi trường đặc biệt là nước thải gâyảnh hưởng đến con người và môi trường Vì vậy việc “phân tích và lựa chọn

công nghệ xử lý nước thải tái chế giấy” hết sức quan trọng và đây cũng là

đề tài tốt nghiệp mà em chọn

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH TÁI CHẾ GIẤY CÁC VẤN

ĐỀ LIÊN QUAN MÔI TRƯỜNG LIÊN QUAN

I.1 Giới thiệu về ngành tái chế giấy

Tái chế là hoạt động thu hồi lại từ chất thải các thành phần có thể sửdụng để chế biến thành các sản phẩm mới sử dụng lại cho các hoạt động sinhhoạt và sản xuất Tái chế là ngành xuất hiện rất sớm theo cuốn tạp chí “ táichế qua các nền văn minh “ thì Alfred Nijkerk đã tham gia vào công nghiệpphế liệu từ 1956, nhưng nay ông còn muốn đi ngược trở lại xa hơn vào lịch

sử thì tới 7000 năm trước đã xuất hiện các hoạt động Qua đó ta có thể thấytái chế xuất hiện rất sớm hoạt động tái chế Qua các thời kỳ ngành tái chếngày càng phát triển và cho đến thời đại ngày nay thì tái chế là ngành côngnghiệp được quan tâm và chú trọng hết sức đặc biệt Nhất là khi tài nguyênthiên nhiên ngày càng cạn kiệt, nguồn nguyên liệu để phục vụ cho sản xuấtcông nghiệp bị hạn chế và tái chế có thể giảm bớt lượng chất thải thải ra môitrường và đem lại thu nhập về kinh tế.Trên thế giới đang tận dụng triệt đểnguồn phế thải để tái chế chất thải mang lại lợi nhuận khổng lồ cho họ theoThe Time (11/8/2008) thì” Hiện nay giá của các giá của đồ phế liệu đangtăng lên cao Nguyên nhân dẫn đến tình trạng trên là do giá dầu thô tăng cao(dầu mỏ là nguồn sản xuất nhựa chủ yếu hiện nay) buộc các nhà sản xuất

tăng cường thu mua đồ phế thải tái chế Nếu như cách đây 6 năm chỉ có 10bảng Anh/tấn chai nhựa hỗn hợp thì nay giá cả của mặt hàng này đã là 230bảng chỉ trong vòng 6 tháng tăng giá Giấy báo và bìa cũng tăng gấp đôi sovới năm ngoái, ở mức 100 bảng/tấn Giá đồng tái chế hiện nay đã là 3000bảng/tấn, gấp 10 lần so với thời điểm năm 2002 .Còn đối với trong nước,

“hiện nay trên cả nước có khoảng 1.450 làng nghề nhưng vùng châu thổsông Hồng tập trung nhiều nhất với khoảng 800 làng, trong đó Hà Tây, TháiBình, Bắc Ninh, Hải Dương, Nam Định và Thanh Hóa là những địa phương

có mật độ làng nghề cao nhất Với tốc độ tăng trưởng GDP đạt 8%, làngnghề được coi là có tác động mạnh mẽ nhất làm thay đổi đời sống và bộ mặtnhiều vùng nông thôn, mang lại nhiều lợi nhuận kinh tế và là nguồn thu chủyếu của nhiều hộ gia đình Tuy nhiên, với đặc trưng sản xuất manh mún, thủcông, nhỏ lẻ hộ gia đình, làng nghề đang trở thành gánh nặng về môi trườngvới những địa phương có nhiều làng nghề phát triển Chế biến lương thựcthực phẩm, tái chế, dệt nhuộm được coi là một trong những làng nghề cómức độ gây ô nhiễm môi trường khủng khiếp nhất Còn “Hiện trên địa bàn

TP Hồ Chí Minh có khoảng gần 1.000 cơ sở tái chế chất thải đang hoạtđộng, trong đó phần lớn là cơ sở có quy mô vừa và nhỏ với công nghệ khálạc hậu và máy móc, trang thiết bị khá cũ kỹ Mỗi ngày các cơ sở này có thểtái chế khoảng trên 2.000 tấn chất thải rắn công nghiệp, sản phẩm sau tái chế

chất lượng và giá trị kinh tế thấp Mỗi ngày TP Hồ Chí Minh thải ra trên6.000 tấn chất thải rắn sinh hoạt, trong đó có khoảng 2.000 tấn chất thải rắncông nghiệp có thể tái chế, sử dụng lại được, còn lại là chất thải hữu cơ được

xử lý chủ yếu bằng phương pháp chôn lấp tại các bãi rác Phước Hiệp (huyện

Củ Chi), Đa Phước (huyện Bình Chánh) và một số ít dùng sản xuất phâncompost Việc tái chế chất thải công nghiệp như nhựa, giấy, thủy tinh, sắtthép chủ yếu dựa vào hoạt động thu gom, phân loại chất thải từ đội ngũkhoảng gần 20.000 lao động mua ve chai ở khắp các quận huyện, phường xã

và do các cơ sở tư nhân có quy mô vừa và nhỏ đảm trách Phần lớn thiết bị,máy móc của các cơ sở tái chế chất thải công nghiệp được các cơ sở tự chếtạo, hoặc mua công nghệ chế tạo trong nước theo kiểu bán tự động nên thiếuđộ chuẩn xác cao, gây lãng phí khá nhiều năng lượng và ô nhiễm môi trườngnghiêm trọng nơi sản xuất Điển hình là các cơ sở cao su tái sinh, giấy, bao

bì đã gây ô nhiễm nghiêm trọng nguồn kênh rạch, không khí của nhiều Khudân cư ở các quận, huyện vùng ven như Bình Tân, Tân Phú, Bình Chánh,quận 12, huyện Hóc Môn, Củ Chi trong khi chỉ cho ra sản phẩm chất lượngthấp như túi nilon, nhựa tái sinh, giấy vụn, thủy tinh” (kinh tế hợp tác ViệtNam 11/3/2009) Như vậy tái chế chất thải mang lại hiệu qua kinh tế khá lớnnhưng cũng gây ra ô nhiễm môi trường đối với khu vực sản xuất trong đó táichế giấy là một điển hình

I.2 Hiện trạng tái chế giấy trên thế giới và Việt Nam

I.2.1 Tái chế trên thế giới

Trên thế giới việc sản xuất tái chế rất phổ biến, từ các sản phẩm tái chế100% như giấy bao bì đóng gói, bao bì nhựa, túi nhựa cho đến những sảnphẩm cao cấp có hàm lượng tái chế từ 30% tới 80% như giấy văn phòng,giấy in báo, giấy ăn Nghiên cứu của Tom Soder thuộc chương trình côngnghệ giấy và bột giấy, Trường Đại học tổng hợp Maine cho rằng sản xuất 1tấn giấy in/viết bằng qui trình sản xuất bột giấy kraft tốn trung bình khoảng

24 cây gỗ cao 40 bộ Anh có đường kính 6-8 inches (16-20 cm) Vì vậy việcsản xuất và sử dụng tái chế trên thế giới được khuyến khích như một biệnpháp hiệu quả để tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên

Năm 1989, Quốc hội Mỹ đã sửa đổi Đạo luật bảo vệ môi trường và thu hồigiấy loại, trong đó nhấn mạnh việc phải tập trung chú ý nhiều hơn vấn đề thuhồi giấy loại Ở Nhật Bản theo thống kê năm 1995 có khoảng 50% giấy loạiđược thu hồi và tái chế, ở Đức là 52%.Và tỷ lệ thu hồi, tái chế giấy trung

bình trên Thế giới cũng xấp xỉ mức 50%.[1]

Theo báo cáo của hiệp hội giấy Trung Quốc tại Hội giấy Châu Á tại hộingụy giấy Châu Á (15 – 17/10/2008) tại Osaka (Nhật Bản) thu gom giấy đãqua sử dụng chưa trở thành một ngành công nghiệp vì nhận thức của xã hộichưa cao, các doanh nghiệp tái chế phần lớn phần lớn là doanh nghiệp quy

mô nhỏ kỹ thuật lạc hậu Để phát triển ngành giấy Trung Quốc, một chínhsách về thu gom tái chế và thu hồi chuẩn bị được ban hành đề cập toàn diệnvấn đề từ giáo dục cộng đồng, những quy định kỹ thuật thị trường và vàcông cụ tài chính để khuyến khích và phát triển công nghiệp tái chế giấy.Những công cụ đó đã làm tăng tỷ lệ thu hồi ở Trung Quốc 31% lên 34%(2010) Tỷ lệ sử dụng giấy cũng tăng lên từ 32% lên 38% 2010 tỷ lệ tái sửdụng giấy cũng tăng lên

Ở tại nhiều nước trên Thế giới, việc thu hồi và sử dụng giấy loại trongCông nghiệp sản xuất giấy được Chính phủ qui định thành luật pháp ( Mỹ,Đức, Đan Mạch….)

Các hoạt động sản xuất giấy từ nguyên liệu giấy loại luôn được Chính phủủng hộ, giấy làm từ bột tái sinh được miễn thuế từ khâu sản xuất đến khâu in

ấn; việc thu hồi giấy loại sẽ được trợ cấp ( Nhật Bản, Hà Lan…).[1]

I.2.2 Tái chế giấy ở Việt Nam

Nguồn giấy đã qua sử dụng : hộ gia đình, các trường học văn phòng các

tổ chức, công ty nhà máy( in, bao bì…), siêu thị, cửa hàng, nhà ga, sânbay…

Những loại giấy không thể tái chế: giấy cảm nhiệt; giấy (tự) dính băng keo,giấy cacbon, giấy bóng kính, giấy phủ chất dẻo và sáp…

Thu gom giấy đã qua sử dụng ở trong nước Về tổ chức thu gom bao gồmđồng nát (người thu gom người thu gom riêng lẻ lùng sục từng ngõ ngáchcác công ty vệ sinh, những người bới rác, trạm thu trung gian Hiện chưa cócông ty chuyên kinh doanh giấy thu hồi

Theo thống kê của Bộ Công nghiệp, hiện nay toàn ngành giấy Việt Nam

có 1.408 cơ sở sản xuất bột và giấy Tổng thư ký Hiệp hội Giấy và Bột giấyViệt Nam, Tiến sĩ Vũ Ngọc Bảo, cho biết, nhu cầu giấy trong nước mỗi nămhiện cần tới hơn 1,8 triệu tấn giấy Song, sản xuất trong nước mới chỉ cung

cấp được 1,13 triệu tấn, còn lại là giấy nhập khẩu.[8]

Trong tổng số giấy sản xuất trong nước, có tới 70% là nguyên liệu từnguồn giấy tái chế, nhưng hiện chỉ có 25% giấy đã qua sử dụng được thuhồi Hơn nữa, lượng giấy đã qua sử dụng này cũng chỉ đáp ứng được 50%tổng lượng giấy phế liệu mà ngành công nghiệp giấy trong nước cần Nhưvậy,theo ước tính hầu hết số giấy còn lại bị đem tiêu hủy một cách lãng phí

và một lượng ít được giữ lại trong các thư viện, văn phòng trong lúc đó,Việt Nam phải dùng ngoại tệ để nhập khẩu một lượng giấy phế liệu, giấy táichế khổng lồ từ nước ngoài để làm nguyên liệu sản xuất giấy Hiện nay, tỉ lệthu hồi giấy đã qua sử dụng ở Việt Nam thuộc loại thấp nhất khu vực, chỉđạt 25% so với Thái Lan là 65% (Theo báo cáo của Hiệp Hội giấy của cácnước trong khu vực, năm 2007 hiệu suất thu hồi giấy tại Trung Quốc là

31%; Nhật Bản, 61,4%; Đài Loan, 88%; Hàn Quốc, 67% ) Nguồn giấy đãqua sử dụng chủ yếu được thu gom riêng lẻ chứ chưa có công ty chuyêndoanh giấy thu hồi Tỉ lệ giấy đã sử dụng thu hồi được so với tổng lượnggiấy tiêu dùng ít thay đổi, chỉ ở mức 24-25% và tỉ lệ giấy thu hồi trong nước

so với giấy thu hồi nhập khẩu hầu như không thay đổi từ 48% (1999) lên

- Lượng giấy thải loại ở các văn phòng, trường học và các hộ gia đình nhưngkhông có hoạt động hoạt động có tổ chức thu gom rác không tổ chức phân

loại và kinh doanh vật liệu có thể tái chế mà đổ thẳng ra bãi chôn lấp[1]

1.2.3 Lợi ích của tái chế giấy

 Tiết kiệm khai thác tài nguyên rừng

Ngành giấy là ngành sử dụng nguyên vật liệu chủ yếu từ gỗ Bên cạnh đócác loại tre nứa cũng được dùng làm nguyên liệu Cộng với việc công nghệ sản xuất lạc hậu, sử dụng lãng phí thì đây là nguyên nhân chính làm cạn kiệt

tài nguyên rừng Việc sử dụng giấy loại để làm nguyên liệu sản xuất là 1 giảipháp rất tốt nhằm ngăn chặn sự cạn kiệt rừng.

Bên cạnh đó việc tiết kiệm được tài nguyên rừng cũng đem lại những lợi ích

to lớn về mặt Kinh tế Theo tính toán để sản xuất 1 tấn bột giấy cần 5m3 gỗ,nhưng nếu dùng giấy loại thì chỉ cần 1,25 tấn giấy loại Trong quy hoạchvùng nguyên liệu giấy đến năm 2010 và theo tính toán của Công ty nguyênliệu giấy Đồng Nai bình quân mỗi m3 gỗ giá vốn ít nhất đã là 642.595 đồng/

m3 Trong khi đó, giá mua giấy in báo phế liệu tại nhà máy là 2.000 đồng/kg.Hàng năm từ lượng giấy phế liệu thu mua được trung bình 120.000 tấn/năm,

có thể sản xuất được 80.000 tấn bột giấy Nếu việc sản xuất giấy tái chếthành hiện thực, chúng ta sẽ tiết kiệm được ít nhất 400.000 m3 gỗ/năm, về

mặt chi phí tiết kiệm được 57,038 tỷ đồng/năm[1] Như vậy việc sản xuất

giấy tái chế của nhà máy sẽ đem lại lợi ích to lớn cho chính sách qui hoạchvùng nguyên liệu giấy trong điều kiện diện tích vùng nguyên liệu và kinhphí đều đang thiếu

 Tiết kiệm tài nguyên khác

Việc sản xuất giấy tái chế góp phần tiết kiệm được nhiều nguyên nhiên liệutrong đó có than và nước Nước được sử dụng chủ yếu trong quá trình rửabột, sử dụng cho lò hơi trong quá trình xeo giấy Than được sử dụng để tạonăng lượng khi phơi sấy Nghiên cứu trên thế giới cho biết bột từ giấy đã

qua sử dụng đã được xử lý từ lần sử dụng trước nên quá trình tái chế giấychỉ cần từ 10% đến 40% năng lượng được chuyển từ gỗ sang bột giấynguyên chất Hiện nay ở Mỹ, trước tình trạng ngành công nghiệp giấy sửdụng quá nhiều nước, đã đề ra các biện pháp tiết kiệm nước trong quy trình

"Sản xuất sạch hơn" và lượng nước sử dụng đã được rút xuống bằng 1/7 sovới trước

Ở Việt Nam, do công nghệ lạc hậu nên mức tiêu hao năng lượng để sản xuất

ra 1 tấn giấy rất cao Ví dụ ở Công ty Giấy Việt Trì, 1 tấn giấy sản xuất trêndây chuyền thiết bị mới chỉ tốn 30m3 nước, trong khi dây chuyền cũ tốn gấp3-4 lần tức là khoảng 100m3 Mức tiêu thụ năng lượng ở dây chuyền mới củacông ty chỉ chiếm 7% giá thành giấy, bằng 1/3 đến 1/2 mức tiêu hao của dâychuyền cũ Sản xuất giấy tái chế tại làng nghề ở Việt Nam tiết kiệm được

nguyên liệu gốc[1] Với công nghệ lạc hậu của làng nghề đã tiết kiệm được

một lượng tài nguyên như vậy, nếu các nhà máy giấy hiện nay được đầu tưdây chuyền sản xuất giấy tái chế hiện đại hiện tại thì lượng tài nguyên đượctiết kiệm sẽ cao hơn nhiều

Theo số liệu ngành giấy, để sản xuất 1 tấn bột giấy phải cần tới 5m3 gỗ;

liệu chỉ cần 1,25 tấn giấy loại; 20m3 nước; 200 -300kwh điện và rất ít hóachất.

Bảng 1 Lợi ích tiết kiệm được khi sản xuất 1 tấn giấy bằng nguyên liệu là

giấy loại[1]

Giáthành

Sản xuấtvớinguyênliệu gỗ

Sản xuấtvớinguyênliệu làgiấy loại

tiền

Tổng lượng tiết kiệm: 1.993.338đ

Như vậy mỗi tấn bột giấy làm từ giấy phế liệu tiết kiệm cho nhà sản xuất

ít nhất là 1.993.338 đồng Theo thống kê của Viện công nghiệp giấy, hàngnăm lượng giấy phế liệu bình quân ở nước ta là 100.000 - 120.000 tấn có thểsản xuất được ít nhất 80.000 tấn bột giấy Từ đó tính ra mỗi năm khoản tiềntiết kiệm được trong sử dụng điện nước từ việc sản xuất bột giấy tái chế cóthể giảm được một khoản chi phí khoảng 153,5 tỷ đồng/năm Theo số liệucủa ngành giấy, đầu tư cho 1 tấn sản phẩm/năm công suất thiết kế vàokhoảng 1.500-3.000 USD Với khoản tiền 153,5 tỷ đồng từ chi phí điện vànước tiết kiệm được khi sử dụng giấy phế liệu thay vì dùng gỗ để sản xuấtbột giấy hàng năm, có thể xây dựng được ít nhất 1 nhà máy giấy công suấtkhoảng 3.400 tấn/năm, lớn hơn công suất của Công ty Giấy Trúc Bạch(3.000 tấn/năm)

Với những lợi ích về kinh tế và môi trường của ngành tái chế giấy như vậy

nhưng ở Việt Nam thì tái chế giấy cũng đang trên đà phát triển được hìnhthành dưới hình thức các làng nghề Ở các làng nghề chủ yếu là các cơ sởvừa và nhỏ áp dụng công nghệ lạc hậu tạo ra nhiều chất thải giây ô nhiễmmôi trường tại các làng nghề đó đặc biệt là nước thải Phần lớn các cơ sở táichế giấy ở các làng nghề của Việt Nam tạo ra lượng nước thải tương đối vàchưa có hệ thống xử lý nước thải Vì vậy mà em muốn tìm hiểu đặc trưngcủa nước thải và thiết hệ thống xử lý nước thải của một cơ sở tái chế giấyđiển hình

Hình 1.Sự ô nhiễm môi trường tại các làm nghề giấy

I.3 Quy trình tái chế giấy điển hình và hiện trạng môi trường tại các cơ

sở tái chế

I.3.1 Quy trình sản xuất điển hình của cơ sở tái chế giấy

- Giấy vụn: Đây chính là nguồn nguyên liệu cơ bản của quá trình tái chế giấy Giấy được thu gom thông qua các đại lý và sau đó trở về cơ sở tái chế của làng

- Ngoài nguyên liệu chính là giấy vụn thì làng nghề còn sử dụng một

số nguyên liệu khác như: than hóa chất (NaOH, phèn cho xử lý nước, nước Javen, nhựa trong, điện )

Hình I.1: Quy trình sản xuất tái chế giấy ăn, giấy vệ sinh kèm dòng thải

Javen

Nước thải có lẫn hóa chất

- Các công đoạn trong chính trong quá trình sản xuất giấy tái chế :

+ Công đoạn chuẩn bị nguyên liệu:

Giấy vụn sau khi được tập kết về kho phải qua khâu phân loại Có thểchia giấy vụn thành các loại sau: Giấy lề trắng, giấy viết, giấy in, giấy bìa cáttông,giấy xi măng

- Ô nhiễm chủ yếu trong khâu này là ô nhiễm bụi và các chất thải vẫnnhư: Nilong, phế phẩm loại bỏ của quá trình phân loại chiếm 1 tỷ lệ khôngnhỏ

+ Công đoạn ngâm kiềm

Giấy được đưa vào 1 bể ngâm kiềm để tẩy trắng Thời gian ngâm tùythuộc vào loại giấy

VD: Giấy in thì thời gian ngâm lâu nhất, các hóa chất sử dụng trong

khâu này là NaOH, Javen

- Ô nhiễm chính trong công đoạn này là ô nhiễm nguồn nước dolượng hóa chất được hòa tan trong bể ngâm kiềm được được thải trực tiếp rangoài không hề qua bất kỳ một khâu xử lý nào

+ Công đoạn nghiền giấy

Đây là công đoạn kết hợp sau công đoạn tước giấy sau khi ngâm tẩyđược đưa vào máy nghiền và tạo ra bột giấy có màu đục được chứa trong 1

bể rộng

- Ô nhiễm chủ yếu trong khâu này là do lượng bột giấy bị hòa vàonước thải ra môi trường bên ngoài tạo ra một lớp bột tương đối dày trong cáckênh, mương và nó cũng là nguyên nhân gây ra hiện tượng yếm khí trongnước tạo mùi hôi thối khó chịu.

+ Công đoạn nghiền đĩa : bột được đưa vào hệ thống nghiền đĩa nhằmnghiền nhỏ bột đạt đến độ nghiền theo chỉ tiêu kỹ thuật của sản phẩm rồi chovào bể chứa để pha loãng trước khi đưa vào công đoạn xeo giấy

+ Công đoạn xeo giấy

Bột giấy được dẫn qua 1 hệ thống máy lên lưới hình thành và đưa trựctiếp lên máy xeo, ép ướt bằng một nhiệt độ cao được cung cấp từ lò hơi

Giấy sau khi được sấy, ép được chuyển đến bộ phận hoàn thành để giacông, chế biến thành sản phẩm cuối cùng

- Phế phẩm của công đoạn này là các đấu xén, đấu lề giấy và được tậndụng đưa lại quá trình tái chế

Hầu hết các khâu trong quá trình tái chế giấy đều gây ra ô nhiễm màảnh hưởng lớn nhất chính là đến môi trường nước Nước ô nhiễm không quabất kỳ một công đoạn xử lý nào lại xả ra hệ thống cống, mương, ao hồ gâyảnh hưởng trầm trọng tới môi trường đất Với một quy trình sản xuất điểnhình ngành của tái chế giấy hiện trạng ô nhiễm môi trường mà các cơ sở táichế giấy mang lại

Ngoài ra còn có một số có một số công nghệ tái chế giấy khác

Sản xuất Kraft máy lạnh: các xưởng này sản xuất những tấm bìa riêng biệt

có độ dày, mỏng khác nhau và không sử dụng nồi hơi

Nguyên liệu Làm ẩm Nước

Nghiền thủy lực

Bể chứa

Nghiền đĩa

Bể đảo trộn Máy xeo Phơi khô tự nhiên Sản phẩm

Hình 2 Sơ đồ công nghệ sản xuất giấy Kraft máy lạnh

Làm ẩm Nghiền thủy lực

Nghiền đĩa

Hình 3 Quy trình sản xuất giấy Kraft máy nóng

Các sản phẩm của dây chuyền giấy loại này bao gồm : giấy Kraft loại dày,

kraft loại mỏng làm đồ hộp, giấy bao gói, giấy Kraft hai mặt, giấy lót kính, giấy lót vỏ bao xi măng…

I.3.2 Hiện trạng môi trường tại các cơ sở tái chế giấy

1 Nước thải

Để sản xuất ra 1 tấn giấy sản phẩm cần từ 30m3 - 100m3 nước (đượclấy từ nguồn nước ngầm thông qua các giếng khoan) Vậy lượng nước cần

sinh hoạt, chăn nuôi Đây là một lượng nước thải không nhỏ so với dân cưcũng như diện tích tự nhiên của làng Hơn thế nữa thành phần nước thải lạirất đa dạng, phức tạp bao gồm: Hóa chất từ khâu ngâm kiềm như NaOH,Javen, phẩm màu từ khâu xeo màu và đặc biệt là 1 lượng lớn bột giấy đượchòa vào nước sau khâu xeo giấy Nước thải từ các khâu sản xuất được thảitrực tiếp ra bên ngoài không qua bất kỳ một khâu xử lý nào đã gây nên tìnhtrạng ô nhiễm trầm trọng đối với nguồn nước mặt cũng như nguồn nướcngầm của làng

Làng nghề ngoài diện tích nông nghiệp, thổ cư và đất phát triển sản xuất

thì còn 1 diện tích không nhỏ là các ao hồ, đầm Tuy nhiên hiện nay có thểnói rằng tất cả các loại ao hồ này đều đã không còn sử dụng được do tìnhtrạng ô nhiễm quá nặng của nước Trên bề mặt các ao hồ này là 1 lớp bộtgiấy dày từ 20 - 30 cm, ngoài ra còn có các loại rác thải được đổ ra Hệthống kênh mương thủy lợi phục vụ cho nông nghiệp cũng trở thành nơi xả

nước thải vô tội vạ của các hộ sản xuất Nước ở đây có màu đen, mùi hôithối khó chịu Trong nước chứa rất nhiều loại vi khuẩn do sự tồn đọng quálâu của các chất cặn bã trên bề mặt Nồng độ pH từ 8,3 - 9,9 lượng ôxi hòatan thấp và đây chính là nguyên nhân gây ra hiện tượng yếm khí nguồn gốccủa mùi hôi thối Đặc biệt vào mùa hè với những đợt mưa lớn lớp váng bềmặt nổi lên, trào ra ngoài diện tích đất nông nghiệp gây ảnh hưởng khôngnhỏ tới năng suất diện tích cây trồng Có thể thấy rằng nguồn nước mặt củalàng nghề là hoàn toàn bị ô nhiễm và ô nhiễm ở mức trầm trọng.

Qua sơ đồ trên ta thấy dòng thải chính của quy trình sản xuất giấy tái chế(hình 1) ở các công đoạn sau:

+ Dòng thải từ các nhà máy tái chế giấy bao gồm một lượng đáng kể cácchất lắng lơ lửng, các chất hữu cơ hòa tan và xơ sợi việc thải các chất hữu

cơ sẽ dẫn tới tiêu thụ oxy bằng phản ứng phân hủy trong nguồn tiếp nhận,gây hại tới đời sống thủy sinh dưới nước

+ Dòng thải từ quá trình nghiền bột và xeo giấy chủ yếu là chứa các sơ sợimịn, phụ gia và phẩm màu Tác dụng chính của phẩm màu là làm giảm sửtruyền ánh sáng trong nước, điều này làm giảm năng suất của các nguồntiếp nhận Ngoài ra dòng nước thải này các hóa chất rơi vãi, rò rỉ

+ Đối với nước thải từ quá trình sản xuất giấy chứa hàm lượng các chấthữu cơ có thể phân hủy sinh học tương đối cao nếu thải chúng trực tiếp

vào môi trường thì quá trình ổn định sinh học của chúng có thể dẫn đếngiảm lượng Oxy trong nước tự nhiên và dẫn đến nguyên nhân gây mùi vịtrong nước Điều đáng quan tâm nhất ở đây là làm giảm lượng Oxy hòatan trong nước vì Oxy không thể thiếu được đối với tất cả các sinh vậtsống trên cạn cũng như dưới nước Oxy duy trì quá trình trao đổi chất,sinh ra năng lượng cho cho sự sinh trưởng, sinh sản và tái sản xuất Dovậy, khi thải các chất thải sử dụng Oxy vào nguồn nước, quá trình oxyhóa chúng sẽ làm giảm nồng độ Oxy hòa tan trong các nguồn nước này,thậm chí có thể đe dọa sự sống của các loài cá cũng như sinh vật sốngtrong nước Ngoài ra, khi nồng độ DO trong nước giảm làm cho tầng đáycủa các thủy vực tiếp nhận nước thải thiếu O2 nên xảy ra hiện tượng phânhủy yếm khí tạo ra mùi hôi và các chất khí như CH4, CO2, NH3, H2S ônhiễm hữu cơ làm cho các loại thủy sinh chết dần, làm biến đổi hệ sinhthái.

+ Đặc biệt khi dòng thải chứa Clo, đây là tác nhân gây độc đối với đờisống và con người, khó bị phân hủy bởi vi sinh vật, chúng tồn lưu lâu dàitrong môi trường và cơ thể sinh vật gây độc tích lũy, ảnh hưởng nguy hạiđến cuộc sống và gây ô nhiễm lâu dài làm ảnh hưởng xấu đến hệ sinhthái Chúng có thể tích lũy trong cơ thể thủy sinh, gây ngộ độc lâu dài hay

là tác nhân gây những bệnh hiểm nghèo cho động vật cũng như con

người nếu ăn phải nguồn thủy sinh: tôm, cá, mực Ngoài ra, dòng thảichứa Clo đây là chất rất độc đối với tảo và gây ra các tác động gián tiếplên các sinh vật khác sống trong quần xã của tảo

Tóm lại, đối với nước thải ngành tái chế giấy nếu không được quan tâm

xử lý thích đáng sẽ gây tác động xấu đến chất lượng nước mặt, đến quátrình sinh trưởng của các thủy sinh dưới nước và ngay cả con người tạinhững vùng chịu ảnh hưởng trực tiếp của nước thải, ảnh hưởng đến tướitiêu nông nghiệp Theo chuỗi thức ăn, một cách gián tiếp tác động đếnsức khỏe con người

2 Chất thải rắn

Rác thải vẫn của quá trình sản xuất đặc biệt là trong khâu phân loại giấynhiều nilong và phế phẩm 1 lượng lớn xỉ than không sử dụng được vứt bỏbừa bãi ra ngoài không hề có bất cứ khâu xử lý nào Sự tích tụ lâu dài củacác nguồn rác thải này có một ảnh hưởng lâu dài tới môi trường đất từ đóảnh hưởng tới việc trực tiếp tới khả năng canh tác của đất Đất đã không cònmàu mỡ phì nhiêu như trước đây mà 1 ví dụ rất dễ thấy là sự suy giảm mạnhcủa năng suất cây trồng

3 Khí thải

+ Trong giai đoạn ngâm kiềm: Do sử dụng các hóa chất như NaOH,Javen, trong công đoạn tẩy trắng nguyên liệu nên ở công đoạn này lượng khíthải thoát ra chứa 1 hàm lượng không nhỏ khí độc như H2SO3, Cl, H2S + Việc sử dụng các lò hơi mà nguyên liệu chính là than đá trong khâu xeogiấy đã tạo ra một lượng bụi lớn Mặc dù các xưởng đã cố gắng thiết kế cácống khói cao nhưng do sự tập trung quá lớn trên phạm vi hẹp của các cơ sởsản xuất đã gây ra tình trạng trên Ngoài ra trong quá trình này còn có cả 1

số loại khí độc như SO2, NO2, CO

+ Ô nhiễm tiếng ồn:

Tiếng ồn trong phạm vi khu vực sản xuất đều vượt quá tiêu chuẩn chophép từ 10 dBA - 20 dBA mà nguyên nhân chính là do hoạt động của hệthống máy móc Ngoài ra, chúng ta phải kể đến 1 loại tiếng ồn do lưu lượngkhá lớn các phương tiện giao thông chuyên chở nguyên liệu đến và sảnphẩm đi gây ảnh hưởng tới khu vực dân cư xung quanh

I.4 Đặc trưng nước thải tái chế giấy

Trong các loại chất thải trong sản xuất giấy (nước thải, khí thải và chấtthải rắn) nước thải được xem là dạng chủ yếu và phải được đặc biệt quantâm Mức độ ô nhiễm tùy thuộc vào từng loại sản phẩm Trong lĩnh vực

xử lý nước thải việc xác định thành phần ban đầu của nước thải là mộttrong những yếu tố mang tính quyết định đến việc lựa chọn phương pháp

xử lý, các quá trình làm sạch, tính kinh tế trong quá trình quản lý và vậnhành trạm xử lý

Qua tham khảo một số tài liệu, trình thực tế tại các làm nghề tái chếgiấy ở Bắc Ninh, các cơ sở tái chế ở Bình Định Ta có được kết quả thànhphần tiêu biểu của nước thải tái chế giấy như sau:

Bảng 2 Tính chất nước thải sản xuất giấy vệ sinh[7-9]

Bảng 3. Tính chất nước thải sản xuất giấy làm bao bì

7 NH3 mg/l 0,7 –4,2

Bảng 4. Tính chất nước thải sản xuất giấy bao bì[7-9]

mà cấu trúc của nó là vòng của phenol với các mạch nhánh Chính cấu trúc

này làm cho lớp mùn trở nên bền vững hơn đối với sự phân hủy của vi sinhvật.

Nồng độ của các chất hữu cơ trong nước thải là tác nhân gây ô nhiễmchínhcủa ngành Tiểu thủ công nghiệp sản xuất giấy, nó được đánh giá quacác chỉ tiêu BOD và COD BOD của nước thải dao động trong khoảng từ

Để lựa chọn được các thông số tính toán trong đồ án tốt nghiệp này dựatrên các cơ sở sau: Khảo sát các số liệu thu thập được đánh giá về hiện trạng

công nghệ của một số nhà máy sản xuất giấy ở Việt Nam nhờ quá trình đithực tập tham quan một số nhà máy Ta thấy được đa số các cơ sở sản xuấtgiấy ở đây có 1 ngày các trung bình sản xuất được 4 – 5 tấn giấy và thải rakhoảng 600 m3 nước thải Dựa trên yêu cầu công suất thiết kế của đề bài Trên những cơ sở đó em lựa chọn các thông số tương đối đặc trưngchung nhất của dòng thải như sau.

Bảng 5 Bảng các thông số đâu vào đã lựa chọn

Chương II: GIỚI THIỆU CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI

VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI TÁI CHẾ GIẤY

II.1 Đề xuất phương án xử lý:

II.1.1 Thông số đầu vào và yêu cầu nước thải sau xử lý:

Thông số thiết kế đầu vào như đã lựa chọn ở trên và yêu cẩn nước thảisau xử lý phải đạt QCVN 12 2008 cột B1

Bảng 6. Thông các thông số nước thải đầu vào và yêu cầu đầu ra

Thông số

Nước thải đầu vào

II.1.2 : Các phương pháp thường sử dụng

Với đặc trưng nước thải giấy có hàm lượng các chất hữu cơ (biểu thị quaCOD và BOD cao) đồng thời SS lớn vì xơ sợi mất mát ở công đoạn xeo Đây là dòng thải tổng của nhà máy không có thu hồi xơ sợi ở công đoạnxeo do đó mà ta đưa ra một số phương án xử lý với phương pháp chính vẫn

là phương pháp sinh học Các phương pháp phổ biến để xử lý nước thải giấy

Phương án 1:

Hình 4 Phương án xử lý thứ nhất

Đối với nước thải giấy nói chung vì có COD và BOD cao nên trước khiđưa vào aeroten để xử lý thì phải giảm COD < 1000mg/L đối với cácaeroten thấp tải Và đảm bảo tỷ lệ BOD5/COD <= 0.55, đồng thời giảm

SS xuống dưới 150mg/L là tối ưu Do đó mà thông thường người ta xử lýyếm khí nước thải giấy trước khi đưa vào aeroten Tuy nhiên để xử lýyếm khí thì thường COD phải > 2000mg/L Còn trong trường hợp nàyCOD chỉ là 1350 mg/L Đồng thời quá trình vận hành UASB là tương đốikhó khăn Do đó mà ta thấy phương án này chưa hợp lý

Phương án 2:

Hình 5 Phương án xử lý thứ 2

Qua sơ đồ hệ thống xử lý nước thải theo phương án 2 ta có thể thấy rằng chất ô nhiễm trong nước thải được xử lý theo thứ tự nguyên tắc sau:

ra khỏi dòng nước thải nhờ song chắn rác

- Phần cặn vô cơ (cát, sạn, sỏi…) và được tách ra khỏi dòng nước thải

tại bể điều hòa

keo tụ

- Các phần chất hữu cơ hòa tan trong nước thải và một phần chất rắn lơ

lửng chưa tách hết được xử lý tại bể Aeroten

Phương pháp này sử dụng các chất keo tụ là phèn sắt hay phèn nhôm tương đối rẻ đồng thời thiết bị đông keo tụ không tốn kém quá nhiều nếu thiết kế hợp lý.

Tuy nhiên qua tìm hiểu cơ sở lý thuyết cũng như một vài đồ án và luận văn

em đã thấy được

- Phần sơ sợi còn lại trong nước thải vẫn lớn khi đưa vào bể Aeroten

quá trình sục khí mạnh gây hiện tượng bột nổi làm giảm hiệu quả xử

lý của bể aeroten do các sơ sợi này làm giảm sự tiếp xúc pha giữa các

vi sinh vật và các chất hữu cơ ở dạng hòa tan trong nước thải

xeo làm tăng lượng bùn cần xử lý

Vậy ta thấy được phương án này không hợp lý

Phương án 3

Hình 6 Phương án xử lý thứ 3

Trong sơ đồ trên ta sử dụng hệ thống tuyển nổi để xử lý nước thải trước khi đưa

vào bể aeroten Ta thấy hiệu quả xử lý của công nghệ tuyển nổi như ở Hình II.3 Với thông số đầu vào như trên đưa vào hệ thống tuyển nổi rồi đến aeroten thì rất tốt tuyển nổi là phương án giúp giảm hàm lượng SS đáng kể hơn so với keo tụ Ngoài ra thu hồi lại lượng sơ sợi trong nước thải để sử dụng trong quá trình sản xuất

Bảng 7 Hiệu suất xử lý của một số phương pháp xử lý nước thải [15]

pháp tuyển nổi xử lý hàm lượng SS cao hơn so với keo tụ tạo bông trước khi

vào bể aeroten

II.3 Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải tái chế giấy và thiết minh

sơ đồ công nghệ

Với đặc trưng của nước thải nhà máy tái chế giấy (theo số liệu cho ở

Bảng 6) và nước thải sau xử lý phải có chất lượng đảm bảo thải trực tiếp ra

môi trường Các giải pháp công nghệ được đưa ra và lựa như các phương án

đã nêu ra ở trên, ta thấy phương án 3 là tối ưu nhất đảm bảo thực hiện được

Chỉ tiêu Phương pháp

Bể tuyển nổi Keo tụ tạo bông

các yêu cầu về xử lý phải đạt QCVN 12 2008 cột B1 Do đó, ta có thể có cáccông đoạn xử lý sau:

II.3.1 Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải tái chế giấy

Nước thải vào

Song chắn rác

Bùn tuần hoàn

tuyển nổi

QCVN 12:2008 /BTNMT cột B1

Hình 7 Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải tái chế giấy

II.3.2 Thiết minh sơ đồ công nghệ của hệ thống xử lý nước thải

1 Bể gom

Bể gom là nơi tập trung mọi nguồn nước thải của nhà máy (bao gồmnước thải sinh hoạt và nước thải từ quá trình sản xuất của nhà máy).Trong bể thu gom có bố trí một song chắn rác để giữ lại các tạp chất rắn

có kích thước lớn như nylon, chai lọ, rác Lượng rác này sẽ được thugom bằng thủ công hay tự động Nước từ hố thu gom sẽ được bơm sang

bể điều hòa lưu lượng

2 Bể điều hòa lưu lượng.

Thông thường lượng nước thải chảy vào hệ thống với một tỷ lệ không

ổn định, tỷ lệ này thường thay đổi giữa các giờ trong ngày tùy thuộc vàođiều kiện sản xuất Sự dao động lưu lượng và nồng độ nước thải sẽ dẫnđến những hậu quả tai hại về chế độ công tác của mạng lưới và công trình

xử lý đồng thời gây tốn kém nhiều về xây dựng và quản lý

Khi lưu lượng dao động thì rõ ràng phải xây dựng mạng lưới bênngoài với tiết diện ống hay kênh lớn vì phải ứng với lưu lượng giờ lớnnhất, đồng thời nước thải chảy đến trạm bơm thay đổi thì dung tích bểchứa, công suất máy bơm và chế độ làm việc không ổn định, chi phí xâydựng đắt hơn

Vì vậy để công trình xử lý nước thải làm việc bình thường với hiệusuất cao và kinh tế phải xây dựng các bể điều hòa lưu lượng và nồng độnước thải Bể điều hòa lưu lượng có tác dụng pha loãng các chất ô nhiễmtrong nước thải và điều hòa lưu lượng nước thải Sau đó nước thải tự chảysang bể phối trộn bằng đường ống dẫn.

3 Bể tuyển nổi: Sau khi qua song chắn rác, qua bể điều hòa nước thải được

đưa vào bể tuyển nổi để tách các tạp chất (ở dạng hạt rắn hay lỏng) phân tán không tan, tự lắng kém ra khỏi pha lỏng mà chủ yếu sơ sợi mịn Các sơ sợi này sau khi tách được thu hồi và đưa lại quy trình sản xuất

3.1 Các quá trình tuyển nổi

Trên thực tế, các phương pháp của quá trình tuyển nổi chỉ khác nhau là phương thức bão hòa các bọt khí với kích thước cần thiết trong nước người

ta phân biệt các biện pháp tuyển nổi để xử lý nước thải như sau:

- Tuyển nổi nổi với tách bọt khí từ dung dịch: tuyển nổi chân không, tuyển nổi áp lực (tuyển nổi bằng khí hòa tan )

- Tuyển nổi với phân tán không khí bằng cơ giới

- Tuyển nổi với không khí nén qua tấm xốp hay ống có lỗ

- Tuyển nổi điện

Hiện nay trong xử lý nước thải sử dụng chủ yếu là phương pháp tuyển nổi giảm áp