KHÁI NIỆM VỀ KHÔNG CHẤT THẢI ( ZERO WASTER), HÓA HỌC XANH ( GREEN CHEMISTRY ) VÀ CÁC KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VIỆN MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN MÔN HỌC HÓA HỌC MÔI TRƯỜNG TIỂU LUẬN ĐỀ TÀI: KHÁI NIỆM VỀ KHÔNG CHẤT THẢI ( ZERO WASTER), HÓA HỌC XANH ( GREEN CHEMISTRY ) VÀ CÁC KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG. GVHD: TS. MAI TUẤN ANH HVTH: TRẦN THỊ MỸ TUYẾT NGUYỄN THỊ SINH NGÂN LÊ NGUYỄN THÙY GIANG LỚP : QLMT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH THÁNG 06/2011 GVHD: TS. MAI TUẤN ANH HVTH: NHÓM 9 MỤC LỤC MỤC LỤC 2 CHƯƠNG 1 CÁC KHÁI NIỆM “PHÁT THẢI BẰNG KHÔNG” – ZW 3 1.1 KHÁI NIỆM KHÔNG PHÁT THẢI/ KHÔNG CHẤT THẢI 3 1.1.1. Khái niệm không phát thải 3 1.1.2. Phát thải bằng không trong sản xuất 3 CHƯƠNG 2 6 CÁC KHÁI NIỆM HÓA HỌC XANH – GREEN CHEMISTRY 6 2.1. KHÁI NIỆM VỀ HÓA HỌC XANH 6 2.2. LỢI ÍCH CỦA HÓA HỌC XANH 6 2.2.1 Lợi ích môi trường: 6 2.2.2 Lợi ích về kinh tế: 6 2.3. CÁC NGUYÊN TẮC CỦA HÓA HỌC XANH 6 2.3.1 Nguyên tắc 1 – Ngăn ngừa chất thải: 6 2.3.2 Nguyên tắc 2 : Thiết kế hóa chất và sản phẩm an toàn hơn 6 2.3.3 Nguyên tắc 3 : Thiết kế những hóa chất tổng hợp ít nguy hại hơn 6 2.3.4 Nguyên tắc 4 : Sử dụng nguyên liệu có thể tái sinh 7 2.3.5 Nguyên tắc 5 : Sử dụng chất xúc tác thay vì chất phản ứng lượng pháp 7 2.3.6 Nguyên tắc 6 – Loại trừ dẫn xuất hóa học 7 2.3.7 Nguyên tắc 7 – Chuyển đổi tối đa lượng nguyên tử tham gia phản ứng vào sản phẩm7 2.3.8 Nguyên tắc 8 – Sử dụng dung môi và điều kiện phản ứng an toàn hơn 7 2.3.9 Nguyên tắc 9 – Gia tăng hiệu suất năng lượng 7 2.3.10 Nguyên tắc 10 – Thiết kế hóa chất và sản phẩm để có thể phân rã sau sử dụng 7 2.3.11 Nguyên tắc 11 -Phân tích trong nội quy trình tức thời để ngăn ngừa ô nhiễm 7 2.3.12 Nguyên tắc 12 – Tối thiểu hóa tiềm năng xảy ra rủi ro 7 Nguyên tắc Chuyển đổi tối đa lượng nguyên tử tham gia phản ứng vào sản phẩm : 8 CHƯƠNG 3 9 KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG 9 3.1. KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA PHÁT THẢI BẰNG KHÔNG 9 3.1.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP TIẾP CẬN PTBK 9 3.1.2 TRƯỜNG HỢP ÁP DỤNG PHÁT THẢI BẰNG KHÔNG ĐIỂN HÌNH 14 MÔ HÌNH HƯỚNG ĐẾN KHÔNG PHÁT THẢI TRẠM TRỘN BÊ TÔNG NAM SÀI GÒN 14 3.2. KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA HÓA HỌC XANH 17 NGÀNH GIẤY VÀ BỘT GIẤY 17 TIỂU LUẬN MÔN HÓA HỌC MÔI TRƯỜNG TRANG 2 GVHD: TS. MAI TUẤN ANH HVTH: NHÓM 9 CHƯƠNG 1 CÁC KHÁI NIỆM “PHÁT THẢI BẰNG KHÔNG” – ZW 1.1 KHÁI NIỆM KHÔNG PHÁT THẢI/ KHÔNG CHẤT THẢI Một điều có thể dễ dàng nhận thấy là mối tương tác giữa con người và môi trường hiện nay không bền vững. Hệ thống tự nhiên là những chu trình tuần hoàn không tạo ra chất thải. Còn trong xã hội công nghiệp của con người, chất thải từ sự sử dụng không hiệu quả tài nguyên và bao gồm những hoạt động sản xuất và sản phẩm có thể sản sinh ra sản phẩm phụ với những ứng dụng không rõ ràng, không có giá trị trên thi trường thậm chí là những thành phần nguy hại. Chất thải có rất nhiều dạng: từ dạng rắn và nguy hại cho đến dạng năng lượng và vật liệu sử dụng, chất thải trong quá trình sản xuất và hoạt động quản trị cũng như chất thải do hoạt động con người. 1.1.1. Khái niệm không phát thải Khái niệm “Không phát thải” ở đây không phải là số không (“0”) tuyệt đối trong phân tích, mà là không tồn tại dòng thải có khả năng gây ra ô nhiễm môi trường do: (i) Nồng độ và tải lượng thải của một chất trong dòng thải thấp hơn những biến động tự nhiên trong dòng vật chất thì coi như không có tác động lên môi trường hoặc (ii) Mức sử dụng tài nguyên có thể tái tạo phải nhỏ hơn mức bổ sung hoặc (iii) Nếu phải sử dụng tài nguyên không tái tạo, việc khai thác hàng năm phải thấp hơn lượng mà các thế hệ tương lai có quyền khai thác [16]. (PTBK) là một khái niệm hợp nhất những công nghệ hiện hữu tốt nhất và mang tính nổi bật hướng tới loại trừ chất thải. Không phát thải trên nguyên lý tái thiết kế hệ thống công, nông nghiệp một chiều hiện tại thành hệ thống khép kín mô phỏng theo những chu trình tự nhiên hoàn hảo nhằm giúp cộng đồng đạt được một nền kinh tế phát triển ổn định và cung cấp phương cách tự cung ứng đầy đủ. Không phát thải hướng tới mục tiêu không tạo ra chất thải bằng phương châm tăng cường tối đa tái chế, giảm thiểu chất thải, hạn chế tiêu thụ và bảo đảm khả năng tái sử dụng, sửa chữa hay quay vòng trở lại vào tự nhiên hay thị trường của sản phẩm thiết kế. 1.1.2. Phát thải bằng không trong sản xuất PTBK nhằm loại trừ thay vì quản lý chất thải. Đây là một cách tiếp cận hệ thống toàn diện hướng tới những thay đổi trên quy mô rộng lớn thông qua xã hội theo con đường dòng vật chất, kết quả là không chất thải (KCT). PTBK bao hàm cả những giải pháp cuối đường ống với những khuyến khích chuyển đổi chất thải theo hướng tái sinh và tái tạo tài nguyên cũng như một học thuyết thiết kế chỉ dẫn cho việc loại trừ chất thải tại nguồn và tất cả những điểm khác trong dây chuyền cung ứng. (ví dụ tiêu biểu như thiết kế vì môi trường - TKVMT) TIỂU LUẬN MÔN HÓA HỌC MÔI TRƯỜNG TRANG 3 GVHD: TS. MAI TUẤN ANH HVTH: NHÓM 9 PTBK là một khái niệm hợp nhất những công nghệ hiện hữu tốt nhất và mang tính nổi bật hướng tới loại trừ chất thải, PTBK vận dụng những công cụ mới và những cách thức suy nghĩ mới để những hoạt động bình thường hằng ngày cũng góp phần tìm ra những giải pháp hiệu quả cho những vấn đề về môi trưòng và phát triển bền vững. Đồng thời đây cũng là cách thức chuyển đổi công nghiệp dẫn tới sự hình thành các ngành công nghiệp mới như ngành công nghiệp tái sinh tài nguyên. PTBK dựa trên nguyên lý tái thiết kế hệ thống công nghiệp một chiều hiện tại thành hệ thống khép kín mô phỏng theo những chu trình tự nhiên hoàn hảo nhằm giúp cộng đồng đạt được một nền kinh tế phát triển ổn định và cung cấp phương cách tự cung ứng đầy đủ. PTBK hướng tới mục tiêu không tạo ra chất thải bằng phương châm tăng cường tối đa tái chế, giảm thiểu chất thải, hạn chế tiêu thụ và bảo đảm khả năng tái sử dụng, sửa chữa hay quay vòng trở lại vào tự nhiên hay thị trường của sản phẩm thiết kế. 1.2 CƠ SỞ NGUYÊN LÝ Những chu trình tự nhiên hoạt động không tạo ra chất thải. Từ quan điểm hệ thống, mặt trời cung cấp năng lượng đầu vào cho toàn bộ hệ thống tự nhiên. Năng lượng mặt trời thúc đẩy quá trình quang hợp khiến các nguyên tử và phân tử thể hiện đến mức giá trị năng lượng cao hơn như các sản phẩm thức ăn và lâm sàng. Những thành phần chết đi được xử lý cho khái niệm này là “Chất thải = Thức ăn” (William McDonough). Điều gì về công nghiệp và hệ thống xã hội hiện nay? Hệ thống công nghiệp của chúng ta hiện nay căn bản theo đường thẳng với quy trình “Lấy – làm – thải”. Vật liệu khai thác từ vỏ trái đất được vận chuyển đến nơi sản xuất TIỂU LUẬN MÔN HÓA HỌC MÔI TRƯỜNG TRANG Lấy – Làm – Thải Chiếc nôi  Nấm mồ Chất thải = Thức ăn tái thiết kế hệ thống công nghiệp một chiều hiện tại thành hệ thống khép kín mô phỏng theo những chu trình tự nhiên hoàn hảo 4 GVHD: TS. MAI TUẤN ANH HVTH: NHÓM 9 để sản xuất ra sản phẩm (tất cả vật liệu không phải một phần của sản phẩm cuối cùng đều bị bỏ đi dưới dạng chất thải). Sau đó sản phẩm được chuyển đến người tiêu dùng và cuối cùng bị thải bỏ dưới dạng chất thải ở cuối vòng đời sản phẩm. Điều này không những không hiệu quả về kinh tế mà những sản phẩm này thường chứa đựng những vật liệu độc hại và bền vững gây tác động tiêu cực đến môi trường khi bị đốt hay thải bỏ ở các bãi chôn lấp. Mô phỏng theo hệ thống tự nhiên để có được hiệu quả hoạt động cao nhất, ít chi phí nhất và lợi nhuận cao nhất, hệ thống công nghiệp và xã hội sẽ có thể loại trừ những tổn hại cho môi trường. Khi hệ thống tuần hoàn được biểu hiện bởi vòng tròn màu xám bên trong có thể loại trừ chất thải vào môi trường. Mũi tên màu xanh từ hệ thống công nghiệp đến môi trường đại diện cho đầu ra không độc hai và không bền vững (có thể phân hủy sinh học). Mũi tên màu đỏ thể hiện sự loại trừ những vật liệu độc hại hay bền vững và khó xử lý từ vỏ trái đất hay từ các phòng thí nghiệm đi vào môi trường. Những vật liệu này phải được quay vòng trong nội bộ các hệ thống công nghiệp / xã hội. Điều này thường được gọi là “Sinh thái công nghiệp”. Một biểu thức thông dụng cho khái niệm hệ thống công nghiệp khép kín là “Từ chiếc nôi đến nấm mồ”. 1.3 MỤC TIÊU CỦA “PHÁT THẢI BẰNG KHÔNG” Mục tiêu sâu xa của PTBK thể hiện nhu cầu một hệ thống xã hội / công nghiệp khép kín. Chất thải là dấu hiệu của tính không hiệu quả. Chất thải là dấu hiệu Phát thải bằng không được xem xét, đánh giá hiệu suất sử dụng tài nguyên 100%: Năng lượng, nguyên vật liệu, nhân công  Không có chất thải rắn và chất thải nguy hại  Không phát thải vào môi trường: Không khí, nước, đất  Không chất thải trong quá trình sản xuất và các hoạt động văn phòng  Không chất thải trong vòng đời sản phẩm: từ khâu vận chuyển, sử dụng , kết thúc thải bỏ.  Không độc tố: o Giảm thiểu rủi ro cho thiên nhiên o Không độc tố trong chất thải nguy hại Những chiến lược PTBK xem xét toàn bộ vòng đời sản phẩm, chu trình và các hệ thống theo khía cạnh tìm hiểu sự “chịu đựng” của các hệ thống đối với những tương tác của con người với môi trường và tìm kiếm những điểm hạn chế trên mọi cấp bậc của vòng đời sản phẩm. TIỂU LUẬN MÔN HÓA HỌC MÔI TRƯỜNG TRANG 5 GVHD: TS. MAI TUẤN ANH HVTH: NHÓM 9 CHƯƠNG 2 CÁC KHÁI NIỆM HÓA HỌC XANH – GREEN CHEMISTRY 2.1. KHÁI NIỆM VỀ HÓA HỌC XANH Hóa học xanh được định nghĩa là thiết kế, phát triển và áp dụng những sản phẩm hóa học hay quy trình với mục đích làm giảm hoặc loại trừ việc sử dụng và phát sinh những hợp chất nguy hại cũng như những độc chất. 2.2. LỢI ÍCH CỦA HÓA HỌC XANH 2.2.1 Lợi ích môi trường: Thay đổi công nghệ, quá trình sản xuất để giảm thiểu lượng chất thải ra gây ô nhiễm môi trường. Thí dụ: Eli Lilly tái thiết kế sự tổng hợp của 1 loại thuốc chống co giật đã loại trừ được 300kg chromium thải và 34.000 lít dung môi cho mỗi 100kg sản phẩm sản xuất ra, cùng lúc đó sản lượng tăng lên gấp 3 lần. 2.2.2 Lợi ích về kinh tế: Vì lợi ích kinh tế nên thúc đẩy việc áp dụng những công nghệ xanh. Ví dụ như áp dụng công cụ LCA nhằm nghiên cứu dòng vật chất và năng lượng trong những chu trình và sản phẩm giúp tổ chức hóa chất dễ dàng hơn trong việc nhận rõ nguồn gốc những chi phí ẩn liên quan đến sản xuất. Khi phân tích thừa số những chi phí: thải bỏ và xử lý chất thải, mối quan hệ công cộng và tra cứu luật lệ thì tác động mang tính dây chuyền của việc sử dụng tài nguyên kém hiệu quả => những chu trình mới có thể lại trừ vấn đề dòng thải chính là những vấn đề kinh tế được quan tâm => cải tiến công nghệ => hiệu quả kinh tế. Tạo ra thế chủ động hợp tác: Công nghệ HHX có tính đa dạng trong cách thức thực thi kỷ luật và khuyến khích những sự cộng tác chủ động, những công nghệ này đại diện cho nhiều lĩnh vực bổ sung hóa học: nông nghiêp, công nghệ sinh học, sinh học… 2.3. CÁC NGUYÊN TẮC CỦA HÓA HỌC XANH 2.3.1 Nguyên tắc 1 – Ngăn ngừa chất thải: “Phòng ngừa chất thải tốt hơn là xử lý hay làm sạch chất thải sau khi chúng đã hình thành” 2.3.2 Nguyên tắc 2 : Thiết kế hóa chất và sản phẩm an toàn hơn “Sản phẩm hóa học nên được thiết kế để bảo đảm tính hiệu quả của chức năng trong khi vẫn có khả năng làm giảm độc tính”. 2.3.3 Nguyên tắc 3 : Thiết kế những hóa chất tổng hợp ít nguy hại hơn “Bất cứ khi nào khả thi, phương pháp tổng hợp nên được thiết kế để sử dụng và tạo ra các hợp chất mang ít độc tính hay không có độc tính đối với sức khoẻ con người và môi trường. Cơ sở nền tảng của HHX là sự hợp nhất giữa sự tối thiểu hóa nguy cơ hay loại trừ trên tất cả các khía cạnh thiết kế hóa học.” TIỂU LUẬN MÔN HÓA HỌC MÔI TRƯỜNG TRANG 6 GVHD: TS. MAI TUẤN ANH HVTH: NHÓM 9 2.3.4 Nguyên tắc 4 : Sử dụng nguyên liệu có thể tái sinh “Sử dụng nguyên liệu có thể tái sinh hơn là các nguyên liệu có thể cạn kiệt khi đạt được tính khả thi về kỹ thuật và kinh tế. Nguyên liệu có khả năng tái sinh thường có nguồn gốc từ các sản phẩm nông nghiệp hay là chất thải của những quy trình khác. Nguyên liệu có thể cạn kiệt là nguyên liệu dược khai khoáng từ nhiên liệu hóa thạch (dầu mỏ, khí tự nhiên, than…)” 2.3.5 Nguyên tắc 5 : Sử dụng chất xúc tác thay vì chất phản ứng lượng pháp “Chất xúc tác được sử dụng với một lượng nhỏ và có thể thực hiện một phản ứng riêng lẻ nhiều lần. Chúng thích hợp hơn và tạo ra ít chất thải hơn so với chất phản ứng lượng pháp (stoichiometric) là chất thường phải được dùng với lượng nhiều hơn và chỉ sử dụng được một lần.” 2.3.6 Nguyên tắc 6 – Loại trừ dẫn xuất hóa học “Những dẫn xuất không cần thiết (nhóm blocking, biến đổi tạm thời các quy trình hóa lý) nên được loại trừ nếu có thể.” 2.3.7 Nguyên tắc 7 – Chuyển đổi tối đa lượng nguyên tử tham gia phản ứng vào sản phẩm “Phương pháp tổng hợp nên được thiết kế nhằm tối đa hóa sự hợp nhất của tất cả những vật liệu sử dụng trong quy trình sản xuất vào sản phẩm cuối cùng. Để sản phẩm cuối cùng chứa đựng tỉ lệ cao nhất của nguyên liệu ban đầu và có ít (nếu có) những nguyên tử thải bỏ.” 2.3.8 Nguyên tắc 8 – Sử dụng dung môi và điều kiện phản ứng an toàn hơn “Việc sử dụng những hợp chất bổ trợ (như là dung môi, tác nhân tách…) nên hạn chế ở bất cứ nơi nào có thể, và nếu phải dùng phải mang tính vô hại đối với con người và môi trường.” 2.3.9 Nguyên tắc 9 – Gia tăng hiệu suất năng lượng “Hóa học và chuyển đổi hóa học đóng vai trò quan trọng trong việc nắm giữ và chuyển đổi những hợp chất thành năng lượng như chuyển đổi những nguồn năng lượng hiện hữu thành dạng có thể sử dụng cho xã hội.” 2.3.10 Nguyên tắc 10 – Thiết kế hóa chất và sản phẩm để có thể phân rã sau sử dụng “Sản phẩm hóa học nên được thiết kế để đến thời điểm cuối cùng của vòng đời sản phẩm chúng không tồn dư bền vững trong môi trường mà có thể phân rã thành những sản phẩm phân hủy không mang độc tính” 2.3.11 Nguyên tắc 11 -Phân tích trong nội quy trình tức thời để ngăn ngừa ô nhiễm “Phương pháp phân tích cần phát triển  cho phép những quan trắc tức thời, nội quy trình, kiểm soát trước/ưu tiên chuyển đổi hợp chất nguy hại”. 2.3.12 Nguyên tắc 12 – Tối thiểu hóa tiềm năng xảy ra rủi ro “Các hợp chất trong chu trình hóa học nên được cân nhắc giảm thiểu tiềm năng xảy ra rủi ro (sự rò rỉ, nổ và cháy)” TIỂU LUẬN MÔN HÓA HỌC MÔI TRƯỜNG TRANG 7 GVHD: TS. MAI TUẤN ANH HVTH: NHÓM 9 2.5 Một số ví dụ về 12 nguyên tắc hóa học xanh Nguyên tắc Chuyển đổi tối đa lượng nguyên tử tham gia phản ứng vào sản phẩm : Khi sử dụng chất nền có cấu tạo phân tử CH 3 -CH=CHCH 2 Cl, chất tham gia phản ứng là NaOH, 0.8N (điều kiện 25 0 C), ta thu được sản phẩm như sau:  CH 3 -CH=CHCH 2 Cl + NaOHCH 2 CH=CHCH 2 OH + CH 3 CHOHCH=CH 2 (1) (0.8N, 25 0 C) (60%) (40%) Khi sử dụng chất nền có cấu tạo phân tử CH 3 -CHClCH=CH 2 , chất tham gia phản ứng là NaOH, 0.8N (điều kiện 25 0 C), ta thu được sản phẩm như sau:  CH 3 -CHClCH=CH 2 + NaOHCH 2 CH=CHCH 2 OH + CH 3 CHOHCH=CH 2 (2) (0.8N, 25 0 C) (37%) (63%) dựa vào chất phản ứng cụ thể và chất nền sử dụng. Nguyên tắc Phân tích trong nội quy trình tức thời để ngăn ngừa ô nhiễm:  Quy trình tổng hợp polyacrylamide của hãng Mitsubishi (Nhật bản) Quy trình xanh, nhưng sản phẩm không xanh do monomer độc hại  !" #$%&' '('(&&$%( )%%&($'''%(!"*'(+%'$%&%",-1)", /  Quy trình tổng hợp N – vinylformamide (NVF) của hãng BASF (Đức) Sản phẩm xanh, nhưng quy trình không xanh do có sử dụng chất độc HCN. 0!!+'$"1'2.234355443/  Quy trình sản xuất NVF của hãng Air Products and Chemicals Co. TIỂU LUẬN MÔN HÓA HỌC MÔI TRƯỜNG TRANG 8 GVHD: TS. MAI TUẤN ANH HVTH: NHÓM 9 0!!+'$"1'2.234355443// CHƯƠNG 3 KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG 3.1. KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA PHÁT THẢI BẰNG KHÔNG Lợi ích của Chiến lược PTBK có thể đạt được ở hầu hết mọi loại hình của tổ chức:  Chương trình cộng đồng có thể được thiết kế nhằm xem xét tất cả các cách thức sử dụng nguyên vật liệu và năng lượng trong vận hành và dịch vụ. Chú trọng vào mục tiêu không chất thải rắn ở các bãi chôn lấp và không lãng phí năng lượng có thể giúp giải quyết vấn đề thất nghiệp (nhu cầu nhân lực cho các ngành công nghiệp tái chế) và nguồn cung cấp nguyên liệu để sản xuất sản phẩm mới từ chất thải tái sinh.  Chương trình thương mại có thể được thiết kế cho việc sử dụng năng lượng và vật liệu trong sản phẩm, quy trình và dịch vụ. Những chương trình này thường chú trọng vào việc tăng cường hiệu suất sử dụng năng lượng thông qua các phương thức loại trừ chất thải rắn, chất thải nguy hại, chất thải từ các quy trình sản xuất, chất thải từ quá trình vận hành và các nỗ lực giảm tiêu thụ.  Chương trình công nghiệp quy mô lớn có thể rất hiệu quả nếu các thành viên của ngành công nghiệp sẵn lòng cộng tác với nhau. Trong trường hợp đó sẽ đạt được hiệu quả tối đa trong việc giảm tiêu thụ năng lượng và vật liệu đồng thời đạt được những cải thiện về khía cạnh môi trường.  Chương trình trong trường học khi được áp dụng vào mọi hoạt động của nhà trường cũng như vào việc dạy học trong lớp có thể tiết kiệm chi phí trong khi vẫn duy trì chất lượng giáo dục tốt. PTBK có thể được áp dụng không chỉ đối với việc sử dụng năng lượng và vật liệu mà còn trong những nhà máy, văn phòng, phòng học và ngay cả những quán cà phê (!)  Chương trình trong hộ gia đình có thể được phát triển bao gồm tiết kiệm năng lượng, thay đổi trong thói quen mua sắm, giảm mức độc hại trong những hoá chất tẩy rửa, sử dụng phân bón và thuốc diệt côn trùng thích hợp hơn. 3.1.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP TIẾP CẬN PTBK Những nhà nghiên cứu đã đề xuất những cách tiếp cận khác nhau nhằm đạt tới mục tiêu xây dựng một xã hội bền vững. Một số phương pháp cụ thể là: a. Đánh giá vòng đời sản phẩm (LCA) TIỂU LUẬN MÔN HÓA HỌC MÔI TRƯỜNG TRANG 9 GVHD: TS. MAI TUẤN ANH HVTH: NHÓM 9 LCA là một công cụ mạnh cung cấp thông tin về các tác động môi trường trong suốt các giai đoạn phát triển khác nhau của sản phẩm và được mô tả theo vòng đời sản phẩm. Ví dụ*%$6(78"9:$;<=$$$=> ?$@A:$B?=CD 5 %:/ %(E;F=?$@,(G=HB%=>&I$$B$%$$<( 78J$"$K(G%=;F=?(GL? JM(%("&I$N(G$O$M$$P"J%J&6:;<: $=>=K?  *'%%$%?J$@0D$$&%BQ=R$JS%P 544TB,3Q$>$UJ$9V01/$O&R: 8,5"TW(%;Q$$@P, 3!UR:$@7'%X<YE$ (78%P544T=H2",W(%;QP544Z!  [D\D&$](^S%;<=6J$8&<Q$">$L O9_ b. Sản xuất sạch hơn và hiệu suất sinh thái Cách thức sản xuất tích hợp và những thay đổi tổ chức giảm thiểu sự phát thải từ những công đoạn sản xuất và cho toàn nhà máy. Kết hợp với cách tiếp cận Hiệu suất sinh thái điều này có thể giảm lượng nguyên liệu và năng lượng sử dụng. Một số ví dụ của những phương pháp SXSH tiêu biểu là thay thế những hợp chất độc hại bởi những hợp chất ít độc hoặc không mang độc tính, quản lý nội vi tốt, cải tiến công nghệ… c. Cộng sinh công nghiệp, Sinh thái công nghiệp và Nhóm công nghiệp Như một hệ sinh thái sống, một hệ thống công nghiệp sử dụng chất thải của một hệ thống công nghiệp khác làm nguyên liệu đầu vào. Cách tiếp cận bậc thấp này được phát triển đến một mức cao hơn dựa theo định nghĩa: “Sinh thái công nghiệp bao gồm thiết kế hạ tầng công nghiệp như thể chúng là một chuỗi những hệ sinh thái nhân tạo ăn khớp với nhau giống như hệ sinh thái tự nhiên toàn cầu. Sinh thái công nghiệp mô phỏng theo hình mẫu của môi trường tự nhiên trong việc giải quyết những vấn đề môi trường, tạo nên một mô hình mới cho hệ thống công nghiệp như thể một chu trình hoàn chỉnh.” Và tất nhiên cách tiếp cận này sẽ kém hiệu quả hơn nếu khoảng cách giữa những nhà máy cần phải có thiết bị chuyên chở trọng tải lớn. Khu công nghiệp sinh thái được hoạch định thành vùng công nghiệp là nơi mà những nguyên tắc của Sinh thái công nghiệp được sử dụng trong việc xây dựng cho toàn bộ những địa điểm trong khu công nghiệp với đầu vào và đầu ra nhỏ nhất với các vùng xung quanh. d. Xử lý cuối đường ống Khái niệm xử lý cuối đường ống bao gồm xử lý các chất thải và xử lý dòng thải bị ô nhiễm. Phương pháp tiếp cận cho việc xử lý cuối đường ống cho đến ngày nay vẫn là một yếu tố thiết yếu cho nhiều ngành công nghiệp và cho nhiều công nghệ, phương pháp này chỉ nên dung như là một phương án cuối cùng khi không còn lựa chọn nào khác, và việc áp dụng sản xuất sạch hơn vẫn là ưu tiên hàng đầu. Xử lý cuối đường ống bao gồm: Xử lý nước, không khí, tiếng ồn và các chất thải rắn. Công nghệ xử lý TIỂU LUẬN MÔN HÓA HỌC MÔI TRƯỜNG TRANG 10 [...]... biến đổi về khí hậu l Hóa học xanh Hóa học xanh (HHX) là thiết kế sản phẩm và quy trình hóa học có thể hạn chế và/ hoặc loại trừ việc sử dụng và phát sinh những hợp chất độc hại HHX đang đạt được những mục đích dài hạn về gia tăng lợi nhuận và bảo vệ môi trường Nhu cầu này nói một cách tổng quan là xanh hóa những chất tổng hợp cũ, xanh hơn” những chất tổng hợp mới và sản sinh ra những hợp chất ít... được thải ra dưới dạng chất thải hay những dòng thải không mong muốn Ngay cả khi bản thân sản phẩm là chất thải ở giai đoạn cuối vòng đời sản phẩm Một số loại chất thải (thủy tinh, giấy, phế liệu kim loại ) có thể được tái chế dễ dàng bên ngoài quy trình sản xuất Đó là khái niệm “tận dụng nhằm sử dụng mọi chất thải của một quy trình sản xuất và chuyển đổi chúng thành những sản phẩm bổ sung ( iều này không. .. đến PTBK Không xả bất cứ nguồn thải nào ra nguồn tiếp nhận Không có rủi ro xả nước thải chưa đạt QCVN ra nguồn tiếp nhận Bùn rơi vãi được tái sử dụng vào dây chuyền sản xuất  góp phần giảm nguyên liệu sử dụng bao gồm cát, đá … là nguồn tài nguyên thiên nhiên  không phát sinh chất thải ra môi trường 3.2 KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA HÓA HỌC XANH NGÀNH GIẤY VÀ BỘT GIẤY Tổng quan: Ngành công nghiệp giấy và bột... D/C C/H D/H C+D (C) Cg Dg Z A (Nguồn: Fengel & Wegener, 198 9) Những công đoạn cải tiến được thiết kế nhằm làm giảm hoặc thay thế sử dụng những hợp chất TIỂU LUẬN MÔN HÓA HỌC MÔI TRƯỜNG TRANG 22 GVHD: TS MAI TUẤN ANH 9 HVTH: NHÓM Định hướng áp dụng Hóa học xanh trong TKVMT hướng tới PTBK của ngành sản xuất giấy và bột giấy  Sử dụng các nguồn tài nguyên có khả năng tái sinh,  Tận dụng và tái chế sản... sử dụng hiệu quả hiệu suất năng lượng, thu hồi chất thải biến chất thải thành năng lượng đầu vào e Thiết kế sản phẩm – dịch vụ và thay đổi hành vi người tiêu dùng theo hướng mang tính sinh thái Nếu chu trình sản xuất rất sạch và hiệu quả, bản thân sản phẩm sẽ là nguồn phát thải chính vào cuối chu trình sống của của sản phẩm (giai đoạn sử dụng và thải b ) Giá trị sử dụng về kinh tế của nhà sản xuất... giấy Nước thải Nguồn gây ô nhiễm trong lĩnh vực sản xuất giấy và bột giấy chính là nước thải có các đặc trưng sau:  pH cao do kiềm dư gây ra là chính  Thông số cảm quan (màu đen, mùi, bọt) chủ yếu là do dẫn xuất của lignin gây ra là chính  Cặn lơ lửng (do bột giấy và các chất độn như cao lin gây ra)  COD & BOD do các chất hữu cơ hòa tan gây ra là chính, các chất hữu cơ ở đây là lignin và các dẫn... hợp chất đưa vào nấu, một phần nhỏ là NaOH, Na 2S, Na2SO4, Na2SO3 còn phần nhiều là kiềm sulphate liên kết với các chất hữu cơ trong kiểm  Nước thải từ công đoạn tẩy trắng giấy: các hợp chất hữu cơ có trong nước thải này bao gồm ligin hòa tan và các chất tẩy rửa tồn tại ở dạng độc chất như hợp chất clo Nước thải công đoạn này có độ màu, BOD và COD khá cao Dòng nước từ công đoạn này có chứa các hợp chất. .. sử dụng vật liệu và thành phần g Hệ thống sinh học tích hợp Hệ thống sinh học tích hợp nghĩa là tích kết một hệ thống sinh học tự nhiên vào một quy trình sản xuất theo cách thức rằng chất thải là cơ sở để sản xuất nguồn tài nguyên hữu cơ, cắt giảm chi phí và phát sinh những sản phẩm bổ sung có giá trị Hệ thống sinh học tích hợp tích kết những ứng dụng của chất thải từ các quy trình sản xuất với cách... cơ, thức ăn gia súc giàu protein vi lượng và năng lượng sinh học Thức ăn nông nghiệp và ngành công nghiệp sản xuất nước giải khát tạo ra chất thải và nước thải không độc có thể cung cấp đầu vào cho những hệ thống sinh học tích hợp này Trong hệ thống IBS truyền thống của Trung Quốc, vịt và heo được nuôi gần một hồ nước Chất thải từ các vật nuôi này sẽ được thu vào hồ, góp phần gia tăng mức độ sinh trưởng... xuất Chất thải rắn: Chất thải rắn gồm bùn, tro, chất thải gỗ, tạp sàng, phần tách loại từ quá trình làm sạch ly tâm, cát và sạn Nguồn chính của bùn là cặn của bể lắng, và cặn từ tầng làm khô của trạm xử lý nước thải Bên cạnh đó, đôi khi còn có cặn dầu thải từ thùng chứa dầu đốt Khi sử dụng than, xỉ và phần than chưa cháy từ lò hơi cũng là nguồn thải rắn cần phải được thải bỏ một cách an toàn Lượng thải . hồ Khu vực phụ trợ - Nước xả đáy - Nước ngưng tụ chưa được thu hồi - Nước thải hoàn nguyên từ tháp làm mềm - Nước làm mát máy nén khí Thu hồi hóa chất - Nước ngưng tụ từ máy hóa hơi - Dịch loãng từ. tràn các hoá chất / phụ gia - Rửa sàn Xeo giấy - Phần tách loại từ máy làm sạch ly tâm có chứa xơ, sạn và cát - Chất thải từ hố lưới có chứa xơ - Dòng tràn từ hố bơm quạt - Phần nước lọc ra từ thiết. NHÓM 9 - Phần tách loại có chứa nhiều sơ, sạn và cát - Phần lọc ra khi làm đặc bột giấy - Nước rửa sau tẩy trắng có chứa chlorolignin - Nước thải có chứa hypochlorite Chuẩn bị phối liệu bột - Rò