ĐỒ ÁN THU HỒI VÀ TÁI CHẾ TÀI NGUYÊN

- Nêu ý kiến của các chuyên gia về ảnh hưởng của quá trình sản xuất giấy với môi trường và những lợi ích khi áp dụng biện pháp tái chế- Thiết kế một quy trình tái chế giấy carton từ các

TRƯỜNG ĐH NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH

KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN

Nguyễn Thành Duy

Nguyễn Phan Hoàng

Mục Lục

Mục Lục 2

ĐẶT VẤN ĐỀ 2

PHẦN I: TÁI CHẾ GIẤY VÀ BÌA CARTON 4

I Mở đầu 4

2 Mục tiêu 5

3 Nội dung 5

4 Phương pháp thực hiện 6

5.Ý nghĩa của việc tái chế giấy carton 6

II Hiện trạng và sơ lược về cộng nghệ sản xuất giấy 6

III Các nghiên cứu trong tái chế giấy 14

I.2 Công nghệ tái chế 27

II.Thủy tinh 31

II.1.Nguồn gốc và phân loại 31

II.2 Tính chất 32

II.3.Ứng dụng 32

II.4 Công nghệ tái chế 32

III.Tái chế kim loại 34

IV Tái chế cao su (lốp xe máy) 35

V.Tái chế Pin Gia dung 36

ĐẶT VẤN ĐỀ

Hiện nay, với sự phát triển của các ngành công nghiệp, nhu cầu tiêu dùng của người dân cũng tăng cao đòi hỏi quá trình khai thác, sản xuất tăng mạnh nhằm đáp ứng những nhu cầu đó Tuy nhiên, tài nguyên thiên nhiên là nguồn nguyên liệu có hạn, việc phục hồi tái chề nguồn nguyên liệu thải sẽ góp phần giảm thiểu lượng chất thải, bảo tồn nguồn tài nguyên cho thế hệ sau, giảm thiểu gây ô nhiễm môi trường

Việc tiến hành tái chế phế thải tạo nguồn nguyên liệu mới cho quá trình sản suất đã được ứng dụng tại nhiều quốc gia, và cũng từ khá lâu rồi Từ đó có thể thấy việc cần thiết từ quá trình tái chế phục hồi tài nguyên

Những lợi ích đặt được khi ta tiến hành tái chế, phục hồi tài nguyên:

- giảm lượng khai thác nguyên liệu thô, từ đó tiết kiệm, bảo tồn tài nguyên cho các thế

hệ sau

- tiết kiệm năng lượng cho quá trình sản xuất mới

- giảm sức ép về rác thải cho môi trường

- tiết kiệm chi phí trong quá trình sản xuất

Ngoài ra việc thu hồi và tái chế tài nguyên còn có nhiều Ý nghĩa đối với quá trình sản xuất, kinh doanh

Tp Hồ Chí Minh (Tp.HCM), là một trong những khu vực đông dân của cả nước, và tập trung nhiều công trình công cộng như trường học, bệnh viện đa khoa, chợ, siêu thị, khu thương mai… và các cơ sở công nghiệp (lớn, vừa và nhỏ) Mỗi ngày Tp.HCM thảira khoảng 6000-6500 tấn chất thải rắn đô thị Trong đó khối lượng chất thải rắn sinh hoạt chiếm từ 3500-4500 tấn/ngày, bên cạnh đó, còn khoảng 700-1200 tấn rác phát thải từ ngành xây dựng

Tại Tp.HCM thị trường thực hiện thu hồi, tái chế phế liệu đã được thực hiện và phát triển hơn 30 năm qua với nhiều nguyên liệu được thu mua , tái chế như giấy, thủy tinh, nhôm, nylon, kim loại … Theo thống kê hiện nay có khoảng 400 cơ sở tái chế vừa và nhỏ, tập trung nhiều ở khu vực Bình Tân, Bình Chánh, Hooc Môn, Thủ Đức, Quận 9… với khối lượng rác thải được tái chế hàng ngày ước tính khoảng 2000 –

3000 tấn tương đương khoảng 600 – 800 triệu đồng lợi nhuận mỗi ngày

Thực tế cũng cho thấy ngày nay với yêu cầu về chất lượng sản phẩm ngày càng nâng cao để đáp ứng với xu thế cạnh tranh trên thị trường thì việc sử dụng các nguyên liệu tái chế đang đứng trước nguy cơ ngày càng hạn chế Trước tình hình đó, việc nghiên cứu và đề xuất các biện pháp kỹ thuật nhằm tái chế, tái sử dụng và tuần hoàn chất thải rắn cho Tp.HCM là một nhu cầu bức thiết nhằm giảm bớt các sức ép đối với bãi rác và cũng để nhằm góp phần ngăn chặn các thảm họa ô nhiễm môi trường do chất thải rắn gây ra Việc lựa chọn công nghệ xử lý nào cho thích hợp và có hiệu quả đối với những nét đặc thù của chất thải rắn tại Tp.HCM, qui mô và hình thức đầu tư nào là phù hợp, địa điểm lựa chọn ở đâu để xây dựng nhà máy xử lý cùng với việc xem xét đánh giá các tác động môi trường kèm theo, điều kiện cung cấp thiết bị và hàng loạt các vấn đề khác có liên quan là những công việc bức thiết hiện nay của Tp.HCM nói riêng và cả nước nói chung

Xuất phát từ những ly do trên, nhóm quyết định thực hiện đề tài “thu hồi và tái chế tài nguyên” để làm rõ hơn về giá trị của việc thu hồi và tái chế phế liệu trong quá trình sản xuất cũng như đời sống của người dân.

PHẦN I: TÁI CHẾ GIẤY VÀ BÌA CARTON

I Mở đầu

1.Tổng quan

Như chúng ta đã biết, giấy rất quan trọng và cần thiết trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta, từ những cuốn giáo trình, sách giáo khoa, báo, hay những thùng

carton…Việc sản xuất ra giấy đòi hỏi lượng tài nguyên rất lớn, cần từ 2,2 đến 4,4 tấn

gỗ để sản xuất một tấn bột giấy, trong khi đó từ 1,4 tấn giấy thải cũng sản xuất 1 tấn bột tái chế

Ở các quốc gia phát triển trên thế giới, việc thu gôm và tái sinh giấy được quan tâm và đẩy mạnh, tuy nhiên, ở Việt Nam thì chúng ta đang lãng phí nguồn giấy đã qua

sử dụng (giấy loại) Trong khi đó, hàng năm chúng ta đều phải nhập khẩu giấy loại để tái sản xuất ra giấy, gây hao tổn tài nguyên và lãng phí tiền bạc của quốc gia

Ngành tái chế giấy tại VN đã có từ lâu, thế nhưng theo đánh giá của các chuyên gia trong ngành thì chúng ta đang để phí một lượng lớn giấy đã qua sử dụng, nguyên nhân chính ở đây là công tác thu gom gặp nhiều khó khăn Tổng thư ký Hiệp hội Giấy

và Bột giấy Việt Nam, Tiến sĩ Vũ Ngọc Bảo, cho biết: “Hiện nhu cầu giấy trong nước mỗi năm đang cần tới hơn 1,8 triệu tấn, sản xuất trong nước mới cung ứng được 1,13 triệu tấn, còn lại là giấy nhập khẩu Trong tổng số giấy sản xuất trong nước, có tới 70% là nguyên liệu từ nguồn giấy tái chế, nhưng hiện chỉ có 25% giấy đã qua sử dụng được thu hồi Trong đó, lượng giấy đã qua sử dụng cũng chỉ đáp ứng 50% tổng lượng giấy phế liệu mà ngành công nghiệp giấy trong nước cần Như vậy, hầu hết số giấy còn lại bị đem tiêu huỷ lãng phí, trong lúc VN phải dùng ngoại tệ để nhập khẩu một lượng giấy phế liệu, giấy tái chế khổng lồ từ nước ngoài để làm nguyên liệu sản xuất giấy Vì vậy, cần có thêm nhiều nỗ lực từ các doanh nghiệp, Nhà nước và các cơ quan

có liên quan để có thể xây dựng và phát triển ngành công nghiệp tái chế bao bì giấy Việt Nam”

Hiện nay, tỉ lệ thu hồi giấy đã qua sử dụng ở Việt Nam thuộc loại thấp nhất khu vực, chỉ đạt 25% so với Thái Lan là 65% (Theo báo cáo của Hiệp Hội giấy của các nước 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 đã qua sử dụng chủ yếu được thu gôm riêng lẻ chứ chưa có công ty chuyên doanh giấy thu hồi Tỉ lệ giấy đã

sử dụng thu hồi được so với tổng lượng giấy 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 50% (2007)

Ngành giấycần có giải pháp tích cực trong việc thu hồi và tái chế giấy đã qua sử dụng, để tận dụng tài nguyên, giảm ô nhiễm môi trường, tiết kiệm điện năng, nước và tăng thêm việc làm cho lao động phổ thông

Tuy nhiên, tại VN thì việc thu gôm giấy đã qua sử dụng mới chỉ mới bắt đầu Trong đó, Cty CP Giấy Sài Gòn từ đầu năm 2009 đến nay triển khai thu gom giấy vở

từ học sinh Hiện Cty này đang tổ chức được 3 trạm thu mua tại khu vực TP HCM, mỗi tháng thu gom được từ 4.500 đến 5.000 tấn giấy phế liệu Sản xuất giấy từ bột nguyên cũng thải nhiều nước hơn sản xuất giấy từ việc tái chế giấy Nước thải từ việc sản xuất giấy bằng bột nguyên dù đã qua quá trình xử lý vẫn còn chứa nhiều độc tố hơn sản xuất giấy bằng cách tái chế giấy Giấy có thể tái chế tới 6 lần trước khi chôn lấp hoặc đốt bỏ, nên lợi ích về tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường là rất to lớn

2 Mục tiêu

- Tiết giảm nguyên liệu cho quá trình sản xuất giấy mới và bột giấy

- Tiết kiệm năng lượng cho quá trình sản xuất mới giấy và bột giấy

- Trình bày về các quy trình tái sinh và thu hồi giấy – carton

- Tính toán, thiết kế quy trình tái chế giấy carton với công suất 4 tấn sản phẩm/ ngày

- Đưa ra các giải pháp hoàn thiện hơn trong công tác thu gom cũng như tái sinh giấy

3 Nội dung

- Đưa ra các số liệu về nguyên liệu và mức năng lượng cần thiết để tiến hành sản xuất giấy và carton Trình bày các số liệu khi tiến hành tái chế giấy So sánh hai mẫu số liệu để thấy lợi ích từ việc áp dụng biện pháp tái chế giấy cũ

- Nêu ý kiến của các chuyên gia về ảnh hưởng của quá trình sản xuất giấy với môi trường và những lợi ích khi áp dụng biện pháp tái chế

- Thiết kế một quy trình tái chế giấy carton từ các loại giấy đã qua sử dụng với công suất 4 tấn/ ngày

4 Phương pháp thực hiện

- Tìm kiếm trên Internet các số liệu liên quan

- Phân tích, so sánh, đánh giá số liệu

5 Ý nghĩa của việc tái chế giấy carton

Từ các số liệu ở trên, việc tái chế giấy là rất cần thiết bởi việc sản xuất mới đòi hỏi một lượng nguyên liệu đầu vào như gỗ, nước, điện, các hóa chất… là rất lớn, cùng với

đó là một lượng chất thải không hề nhỏ được thải vào môi trường Để có nguyên liệu làm giấy, ta phải chặt cây lấy gỗ, khi đó, diện tích cây xanh giảm xuống ảnh hưởng đến quá trình điều hòa không khí, một phần làm tăng diện tích đất trống, thời gian để phục hồi trở lại là khá lâu mà nhu cầu sử dụng giấy thì ngày một tăng, còn lượng nước tham gia vào quá trình này cũng không hề nhỏ, hóa chất từ quá trình xử lý hòa tan trong nước gây ô nhiễm nguồn nước, lại không được xử lý tốt thải vào môi trường gây

ô nhiễm môi trường Chính vì vậy, việc tái chế giấy có ý nghĩa khá lớn về mặt kinh tế

và môi trường thứ nhất, khi tái chế giấy, ta giảm được lượng gỗ khai thác, đảm bảo

đủ nguyên liệu sản xuất mới trong tương lai Thứ hai, khi tái chế ta sẽ tiết kiệm một lượng hóa chất lớn cho quá trình xử lý các thành phần có trong gỗ tươi để sản xuất giấy Thứ ba, việc tái chế giấy sẽ giảm được một lượng rác thải vào môi trường sống, tiết kiệm một nguồn tài nguyên lớn cho các hoạt động sử dụng đến cellulose Thứ tư, giảm lượng chất thải rắn, giảm lượng nước thải và chất lượng nước thải được cải thiện Thứ năm, giảm lượng phát thải khí CO2 Về mặt kinh tế, chi phí sản xuất giảm

do giảm chi phí mua nguyên liệu, mua hóa chất tẩy

II Hiện trạng và sơ lược về cộng nghệ sản xuất giấy

1 Hiện trạng sản xuất giấy ở Việt Nam

Theo thống kê của hiệp hội giấy Việt Nam, nghành giấy đã đạt được sự tăng trưởng cao về sản lượng trong những năm vừa qua Từ năm 1990 đến 1999, tốc độ

tăng trung bình là 16%/năm, 3 năm sau đó ( 2000, 2001, 2001 ) tăng 20%/năm Dự báo 5 năm tiếp theo là 28%/năm.

Với tốc độ tăng trưởng cao như vậy, cùng với gia tăng giấy nhập khẩu đã tạo ra một lượng giấy đã sử dụng rất cao Việc sử dụng số lượng giấy này vào một mục đích khác sao cho có hiệu quả đang đặt một thách thức không hề nhỏ cho những giải pháp mới Chúng ta đã và đang theo nước ngoài là đem lượng giấy này đi tái chế Một điểm đáng chú ý là việc này ở Việt Nam cũng đã có từ lâu và nó đã trở thành một nghề kiếm sống của rất nhiều hộ gia đình trên rất nhiều tỉnh thành trên đất nước ta Chúng

ta đi theo nước ngoài là việc đổi mới công nghệ và trình độ kỹ thuật

Ở Việt nam, tái chế là một trong các loại hình làng nghề tiểu thủ công nghiệp được phát triển với quy mô lớn ở một số tỉnh chiếm 6.2% tổng số lượng làng nghề Chủ yếu tập chung ở các Tỉnh và Thành phố: Hà Nội, Bắc Ninh, Thanh Hóa, Hưng Yên, Nam Định Tuy nhiên làng nghề tái chế giấy Phú Lâm (H.Yên Phong) và Dương Ổ(H Tiên Du) ở Bắc Ninh có thể xem là 2 làng nghề điển hình trong loại hình làng nghề tái chế giấy Không những về quy mô sản xuất mà còn về trình độ công nghệ, trang thiết bị và tiềm lực lao động Sản phẩm chủ yếu là: Giấy dó, giấy vệ sinh, giấy

ăn, giấy vàng mã và bìa cactong

nguyên

liệu(

I)

Gia công nguyên liệu sau chế biến (II)

Gia công giấy sau tạo

tờ (IV)

Hệ thống máy tạo tờ giấy (III)

* _ nguyên liệu giấy vụn và giấy đã qua sử dụng

**_nguyên liệu cho công đoạn tẩy mực ***_phụ gia cho công đoạn tạo tờ

Sơ đồ công nghệ Nguyên liệu

(Vỏ gió,bìa carton,giấy loại,báo loại…)

Đánh tơi

Chuẩn bị hóa chất (NaO,javen…)

Hơi hóa chất

Nước thảiHơi hóa chấtNước thảiKhí Cl

Hơi hóa chất Nước thải

Hơi hóa chấtTiếng ồn

Hình 2 Sơ đồ công nghệ

2.1/ Nguyên tắc hoạt động

Các loại nguyên liệu sẽ được đem gia công chế biến ở I Sau đó nguyên liệu được đem đến khu gia công nguyên liệu ở II Tại II nguyên liệu sẽ được ngâm trong một bể lớn, hóa chất sẽ được sử dụng để tách mực và sử dụng thiết bị nghiền thủy lực

để làm mịn giấy khi bột giấy đã được nghiền mịn, bột giấy sẽ được làm đặc sệt ( có

sử dụng hóa chất) Sau đó bột giấy sẽ được đem đến hệ thống tạo tờ ở III, đây là công đoạn xeo giấy để tạo tờ, tùy thuộc loại giấy và chất lượng giấy theo yêu cầu mà giấy

sẽ được xeo khác nhau Giấy sau xeo sẽ được đem đến công đoạn gia công giấy ở IV, tại đây giấy được cắt xén theo yêu cầu, giấy được đóng gói và được xuất ra thị trường Kết thúc một vòng sản xuất giấy tái chế

2.2/ Chế biến nguyên liệu

Như ta đã biết nguyên liệu cho sản xuất giấy tái chế là giấy đã qua sử dụng Nguyên liệu sẽ được thu gom và tập kết, sau đó được đem đến cơ sở chế biến Tại cơ

sở chế biến, nguyên liệu được đem sàng để loại bỏ bông, vải và cả giấy không thể tái chế có lẫn trong đó Mọi công việc này được làm bằng tay, sau đó giấy sẽ được cho vào bể để ngâm cho bã ra Tại đây ta cũng loại được đất, cát có lẫn trong giấy Bông vải và giấy đã loại ở trên sẽ được đem chôn lấp hoặc đem đốt làm nhiên liệu cho công đoạn tạo hơi nước phục vụ cho công đoạn tiếp theo

2.3/ Quá trình sàng rửa

Ban đầu nguyên liệu được đánh tơi,sau đó đưa tới 4 máy lọc chân không.tại đây nguyên liệu được rửa sạch,dịch hoá chất thu hồi có nồng độ 13%, loại dịch này được đưa đến hệ thống chưng lọc Sau đó được đưa qua hệ thống sàng gồm 2 áp lực: 1 sàng thô và 3 giai đoạn lọc cái Các phần không cần thiết thì được loại bỏ ra ngoài

Bột rơi vãi

2.4/ Quá trình khử mực in

Phương pháp khử mực in giấy loại ngày nay được sử dụng phổ biến rộng rãi trên thế giới thông qua phương pháp tuyển nổi với mục đích chính nhằm loại bỏ các hạt mực cũng như các chất phụ gia khác như chất độc, các hạt mang màu trong quá trình tráng phủ ra khỏi thành phần sơ xợi Phương pháp tuyển nổi thích hợp với các hạt mực và phụ gia có kích thước tư 10×10-6 đến 250×10-6m

Phương pháp tuyển nổi sử dụng nguyên lý bám dính của các hạt vật chất vào bong bóng khí để loại bỏ mực in và các chất phụ gia của giấy loại như chất độc, các hạt mang màu… Có thể chia ra các công đoạn chính trong quá trình tuyển nổi như sau:

a Quá trình tách mực ra khỏi sợi

Mực được in vào bề mặt của sơ xợi bằng nhiều phương pháp khác nhau và trong giai đoạn đầu tiên của phương pháp khử mực, người ta phải tách các hạt mực

in này cùng với các hạt phụ gia ra khỏi bề mặt của sơ xợi Giai đoạn này trong sản xuất được thực hiện ở máy nghiền thủy lực với sự hỗ trợ của một số chất khử mực như NaOH, Na2CO3, H2O2, các chất hoạt tính bề mặt…Dưới tác dụng của các hóa chất khử mực, mối liên kết giữa mực in và sơ xợi bị lỏng đi, trở nên kém bền vững đồng thời các hạt mực cũng trở nên kỵ nước, bị xé nhỏ và tách ra khỏi sơ xợi dưới tác dụng của các dao trong quá trình nghiền thủy lực

b Loại bỏ mực ra khỏi xợi trong quá trình tuyển nổi

Sau khi mực và các hạt phụ gia được tách ra khỏi bề mặt sơ xợi, chúng ta sẽ phải loại

bỏ chúng để thu được sơ xợi “sạch” để sản xuất giấy Như đã trình bày ở trên, phương pháp tuyển nổi dùng các bọt khí để loại bỏ các hạt mực và các hạt phụ gia Về lý thuyết có thể ứng dụng với các hạt chất rắn có kích thước từ 10×10-6 đến 500×10-6m nhưng hiệu quả nhất với tuyển nổi giấy tái chế là từ 10×10-6 đến 250×10-6m Do tác dụng của hóa chất (các chất lựa chọn) và đặc biệt là sự có mặt của các ion canxi mang điện dương 2+ trong nước, các phân tử của xà phòng kết hợp với các ion Canxi này tạo ra các hạt vật chất nhỏ điện tích mang điện dương, qua đó dễ dàng đính với các hạt mực (điện âm) Bởi vì các chất lựa chọn như soap là một chuỗi hydrocacbon gồm cả phần kỵ nước và háo nước (ví dụ như stearic acid) nên các hạt mực được đính kèm

với các hạt vật chất nhỏ mang điện dương (sản phẩm của soap collector và calcium có trong nước), rồi qua đó tiếp tục đính với các hạt mực khác (cũng đã được đính với các hạt mang điện dương) và tạo thành các cụm mực nhỏ và các cụm mực nhỏ này tiếp tục được đính vào các bong bóng khí nhờ tính kỵ nước và háo nước của soap collector

2.5/ Gia công sau chế biến

Như ta đã biết nguyên liệu sau công đoạn trên đã được ngâm trong bể Trong công đoạn này hơi nước được sử dụng, bằng cách sục hơi nước từ đáy bể để đẩy mực

ra khỏi nhờ áp lực của dòng hơi nước sục từ đáy bể Có thể coi đây là công đoạn làm sạch bột, vì hơi nước không thể đẩy hết mực trong giấy nên hóa chất cũng sẽ được sử dụng trong công đoạn này Hóa chất sử dụng thường là:

1-Dung dịch nước Javen ( NaCl + NaOCl ):

2-Dung dịch nước Clo ( Cl2 ):

3-Dung dịch xút NaOH:

Trong 3 ử dụng nước Javen vì do dung dịch nước Javen đễ sản xuất ( chỉ cần điện phân dung dịch không màng ngăn muối ăn loại hóa chất trên, đa phần các hộ gia đình hay nhiều cơ sở sản xuất thường sn Nếu sử NaCl) dụng dung dịch nước Clo thì phải kết hợp cả dung dịch NaOH để trung hòa lượng Clo dư trước khi nước thải được thải

ra môi trường

Sau khi đã được tách mực, bột giấy sẽ được đem đi nghiền thủy lực, mục đích là tạo

độ mịn cho bột, sau đó bột sẽ được trộn thêm phụ gia và sau đó được đem đi tách nước, mục đích là tạo cho bột có độ đặc sệt đáp ứng yêu cầu cho công đoạn tiếp theo Nước thải trong công đoạn tách mực sẽ được đem đi xử lý trước khi thải ra môi trường

Bột giấy trước khi đem xeo cần bổ xung một vài phụ gia khác nhau tùy thuộc loại giấy Phụ gia thường sử dụng là: Cao lanh ( CaO.SiO2 ), thạch cao ( CaSO4.Al2O3 ) hoặc bột nhũ ( CaCO3 ) Do sản phẩm giấy tái chế của Việt Nam đa phần là giấy vệ sinh và giấy vàng mã, giấy ăn nên phụ gia sử dụng chủ yếu là bột nhũ ( CaCO3 ), do nguồn nhiên liệu rất dễ tạo được ( dung dịch nước vôi trong dược sục khí CO2 ) và

lượng tạp chất có trong đó ít Mục đích cho thêm phụ gia vào thường tạo độ kết dính cao.

2.6/ Quá trình nghiền gia keo và nhộm

Nghiền: Bột giấy được đưa qua hệ thống nghiền để làm tăng diện tích tiếp

xúc, tăng khả năng liên kết giữa các thớ sợi với nhau, tạo điều kiện cho khả năng kiên kết giữa các thớ sợi với nhau, tạo điều kiện cho khả năng hình thành tờ giấy tốt hơn Làm cho các sợi được hidrat hóa, tăng sự dẻo dai và tăng bề mặt hoạt tính của các vi sơ Việc đánh tơi và nghiêng sợi giúp giải phóng gốc hidro oxi Quá trình nghiền tiến hành với nồng độ giấy trong dung dịch 2% đến 8%

Gia keo: Nhằm tạo cho giấy một số tính chất đặc biệt như không thấm nước,

không bị nhòe khi in, viết Bột được pha trộn với các hóa chất dùng để gia keo: nhựa thông, phèn chua trong bể chứa Công đoạn này thường chỉ có ở các nhà máy giấy quy mô vừa phát triển dùng cho giấy tốt, để in hoặc viết pH tốt cho quá trình gia keo 4,5 đến 5.5, thường tỷ lệ nhựa thông/phèn chua: 3/1

Nhuộm: Gia keo và nhuộm có thể tiến hành chung trong bể nghiền Công

đoạn nhuộm sử dụng các hóa chất tạo màu nghiền cùng bột giấy

2.7/ Hệ thống tạo tờ giấy

Bột giấy sau khi được làm trắng và làm đặc sẽ được đem đi xeo Tùy từng loại giấy

và công nghệ sản xuất mà người ta có phương pháp xeo giấy khác nhau Có thể xeo giấy bằng tay ( ví dụ như giấy dó) hoặc xeo bằng máy như giấy vệ sinh, giấy vàng mã

và giấy ăn Một máy xeo thường có dạng:

Bột giấy hệ thống phên lô sấy ép giấy

Cuốn Sau sấy Hút chân không

Hình 3 Sơ đồ một máy xeo giấyBột giấy sẽ được phun đều trên phên băng tải, sau đó được đem sấy, vừa sấy vừa ép cho có độ mỏng theo yêu cầu Tiếp đó đưa qua hệ thống hút chân không để làm khô giấy

Giấy sau sấy sẽ được cuộn thành cuộn lớn tùy thuộc chất lượng của giấy theo yêu cầu

mà giấy được xeo khác nhau ( một mặt hay cả hai mặt ) Sau khi qua hệ thống hút chân không lượng nước thải còn lại trong bột sẽ được đem đi xử lý

2.8/ Bộ phận ép

Ép có nghĩa là tờ giấy được nén bằng cơ học để đạt trên bão hoà ở phần này nước cũng tách được càng nhiều ra khỏi tờ giấy càng tốt Sau công đoạn hình thành, tờ giấy còn khoảng 80% nước (độ khô = 20 %) ở công đoạn ép độ khô sẽ tăng lên từ 20 ÷ 40

ra ở khoảng giữa lô trong khe ép và tờ giấy được chăn dẫn qua khe ép

Tờ giấy ướt được chuyển trực tiếp từ lưới tới trục ép chân không được lọc chặn của tổ

ép 1 Chức năng quan trọng của lưới ép là chống tạo vết trên tờ giấy.Từ tổ ép 1 tờ giấy được chuyển tới bộ phận ép lưới ở tổ 2.Tổ 2 gồm một lưới nhựa giữa chăn ép và một trục ép phía dưới nhằm giảm áp suất thuỷ tĩnh trong tuyến ép.Từ chăn 2 tờ giấy được

chuyển tới tổ ép nhẵn 3 qua một khoảng cách kéo hở Tổ ép này không có chăn nên không có nhiệm vụ tách nước mà chỉ có làm cho tổ giấy nhẵn và phẳng hơn.

2.9/ Bộ phận sấy

Khi tờ giấy ra khỏi bộ phận ép, có độ khô khoảng 40 % và nhiệt độ từ 25÷ 30° C Trong bộ phận sấy, lượng nước còn lại sẽ được tách ra bằng cách bốc hơi Sấy là cách vận chuyển nhiệt và nước, trong đó nhiệt độ được chuyển qua vùng bay hơi và hơi nước bốc lên đi qua bề mặt của tờ giấy vào luồng khí thông gió Các biện pháp sấy được sử dụng là :

- Sấy trực tiếp: tờ giấy tiếp xúc với lô sấy máy

- Sâý đối lưu: nhiệt độ được cung cấp bởi không khí trong một Chụp xung quanh lò sấy

- Sấy tự do: sấy trong khoảng không có sức căng hoặc giữa các lô sấy ở giai đoạn này, tờ giấy được sấy khô tới 94% Sau đó, tờ giấy đi qua bộ phận ép gia nhựa(ép keo) ở đây, nước cùng hoá chất được tờ giấy hấp thụ và lượng nước này được làm bay hơi ở bộ phận sấy thứ 2 (bộ phận sấy nhựa) Bộ phận sấy bao gồm 34 lô sấy (24 lô ở bộ phận sấy chính và 10 lô ở bộ phận sấy nhựa) Giấy đã sấy khô được làm nguội trên 2 lô làm lạnh.Tất cả các lô đều có đường kính là 1500 mm, chiều dài của giấy có thay đổi trong quá trình sấy Sau các lô ép tờ giấy được căng ra Trong suốt quá trình nó được gia nhiệt ở cả 2 quá trình sấy chính và sấy nhựa (ép keo) Điều

đó thường gây ra sự cố của tờ giấy Để khắc phục những sự cố và những biến đổi của tờ giấy, các lô được bố trí thành các nhóm dẫn động khác nhau Trong đó, tất

cả các lô trong một nhóm có cùng tốc độ Sự chênh lệch tốc độ giữa các nhóm dẫn động sẽ được hiệu chỉnh theo độ kéo căng và sự cố cuả tờ giấy

III Các nghiên cứu trong tái chế giấy

Việc tái chế giấy đòi hỏi một quá trình xử lý khá phức tạp, các loại giấy dù là giấy in sách hay giấy văn phòng, giấy in báo hay giấy in tạp chí hoặc là các loại giấy khác cũng đều chứa rất nhiều các loại mực in khác nhau Các loại mực in này tuy có xuất

xứ rất khác nhau, theo yêu cầu sử dụng mà nhiều màu sắc và cường độ màu khác nhau được in lên bề mặt giấy, nhưng chủ yếu chúng vẫn là mực in offset lạnh và nóng

Để tải chế những loại giấy này, lượng hóa chất cần dùng là khá lớn Việc sử dụng nhiều hóa chất không chỉ làm tăng chi phí mà còn gây ảnh hưởng đến môi trường Chính vì vậy mà trong quá trình tái chế giấy, khâu quan trọng nhất là khử mực in khỏi sợi giấy Hiện nay, quá trình khử mực in được chia làm 2 loại :

CaCl2, Ca(OH)2Polyme

Bột đá

Bảng hóa chất thường sử dụng trong công nghệ tái chế giấy

Một trong các hoá chất khử mực quan trọng có có thể sử dụng cho tất cả các dạng nguyên liệu giấy loại kể cả giấy được làm từ bột cơ học mà nó chứa hàm lượng lignin cao – đó là silicat natri

Một quá trình khử mực giấy loại hoàn chỉnh thường phải đi qua 3 bước chính:

Bước 1 Tách mực ra khỏi giấy và bề mặt xơ sợi, giai đoạn này được thực hiện tại

các công đoạn nghiền thuỷ lực, đánh tơi Nhờ tác động của lực cơ học kết hợp với các hoá chất làm trương nở xơ sợi và các hoá chất khác, các mảnh keo-mực được tách ra khỏi bề mặt in và bề mặt các xơ sợi và tồn tại ở dạng hỗn hợp với bột giấy

Bước 2 Tách mực ra khỏi hỗn hợp bột, các hạt mực có các kích thướt khác được

tách ra dần dần khỏi hỗn hợp bột tại các công đoạn sàng chọn, làm sạch, rửa – cô đặc, tuyển nổi Để tăng khả năng và hiệu quả tách loại mực, các quá trình này thường được hỗ trợ thêm bởi hệ thống thiết bị phân tán

Bước 3.Tẩy trắng bổ sung, hốn hợp bột đã sạch mực từ giai đoạn 2 đã đạt được

độ trắng nhất định, gần với độ trắng của giấy chưa in, sau đó được đưa đi tẩy nhẹ

tại các máy tẩy Qua giai đoạn tẩy trắng, bột khử mực đạt được các chỉ tiêu cho nguyên liệu và được chứa trong tháp bột để cung cấp cho sản xuất giấy.

VAI TRÒ CỦA SILICAT NATRI

Trong quá trình nghiền và đánh tơi bột

Nhờ các tác động cơ học tại công đoạn nghiền giấy loại trước tiên được nghiền thành xơ sợi Tiếp đó, nhờ sự đảo trộn, sự va đập thuỷ lực và các tác động kết hợp giữa các hoá chất – silicat natri, xà phòng, chất kiềm, chất hoạt động bề mặt và các hoá chất khử mực khác đã lôi kéo mực và các hoá chất phi xơ sợi ra khỏi bề mặt xơ sợi

Trong quá trình này, silicat natri góp phần làm sạch bột nhờ các tính chất chống bám bẩn trở lại và các tính chất của hệ huyền phù có được do silicat natri hoạt động giống như chất phân tán và chất đệm Điều đó cho phép silicat natri giữ các loại mực và các mảnh tạp chất khác lơ lửng trong dung dịch nhiều hơn phần có thể tái bám bẩn trở lại xơ sợi bột giấy, nơi mà chỉ cần một lượng rất nhỏ các chất bẩn cung dễ dàng làm biến màu trong quá trình rửa và tuyển nổi tiếp sau

Làm tác nhân giặt rửa

Silicat natri cũng giúp để phân tán mực in, các mảnh keo và các tạp chất trong quá trình nghiền bột, rửa bột và các quá trình khử mực tiếp sau Cũng giống hầu hết các loại bột giặt và các chất làm sạch, silicat hoà tan hỗ trợ cho sự dính ướt, phân tán, sự tạo huyền phù và nhũ tương các chất bẩn Silicat cũng làm tăng khả năng tách loại mực trong hệ thống kiềm so với khi sử dụng xút độc lập

Trong quá trình tuyển nổi

Tuyển nổi là quá trình cơ – hoá mà bản thân quá trình này có thể tách loại các mảnh mực có lựa chọn từ dung dịch bột loãng Bột được bơm khí vào trong sự có mặt của xà phòng để tạo bọt Các mảnh mực và các chất bẩn bám vào các bong bóng trong lớp bọt để sau này được cùng nổi lên và được tách ra khỏi hệ thống bằng các thiết bị chuyên dùng Bẳng cách này, mực được tách ra một cách tinh vi hơn và đạt đến hơn nửa lượng so với khi mực được tách ra khỏi bột ở công đoạn rửa

Với sự có mặt của xà phòng, axit béo, phụ gia silicat thúc đẩy sự đông tụ các mảnh mực nhỏ thành các đám mực đủ lớn phù hợp với việc tuyển nổi Kinh nghiệm cho thấy rằng, khi sử dụng silicat từ trong quá trình nghiền thuỷ lực thì lượng mực còn sót lại trong bột sau tuyển nổi sẽ giảm đáng kể Khi vắng mặt

peroxit, silicat có thể làm cho bột sau khử mực tăng tới 6 % đơn vị độ trắng ISO, còn khi có sử dụng 1,0% peroxit kết quả này có thể đạt tới trên 12%.

Trong giai đoạn tẩy bổ sung

Một vài nhà máy sử dụng giai đoạn tẩy bổ sung để phục hồi lại độ trắng của bột

đã bị thât thoát trong các công đoạn nghiền thuỷ lực và tách loại mực Tẩy bổ sung bột sau tuyển nổi có thể sự dụng được cả 2 phương pháp đó là oxi hoá (peroxit) và khử (hydrosunphat) Trong quá trình tẩy bổ sung, silicat chỉ sử dụng với peroxit để làm tăng hiệu quả tẩy của nó chứ không sử dụng với hydrosunphit Thông thường, để đạt được độ trắng của bột sản phẩm cao, quá trình tẩy bổ sung

có thể sử dụng cả hai giai đoạn – tẩy trắng với peroxit, sau đó tẩy với hydrosunphit Cả hai giai đoạn này đều thích ứng với nguyên liệu chứa bột cơ học

có hàm lượng lignin cao Việc ưu tiên lựa chọn công nghệ tẩy trắng theo hướng nào là hoàn toàn tuỳ thuộc vào các yếu tố khách quan như kỹ thuật, môi trường và giá cả

2 Khử mực bằng phương pháp sinh học

Enzym được sử dụng để cải thiện khả năng tách mực của giấy loại Enzym hiện nay được dùng nhằm vào một hay vài cơ chất có trong mực bảo lưu trong bột giấy sau giai đoạn cuối cùng Những chất này gồm xenlulo, pectin, hemixenlulo, đặc biệt là xylan, amylo, amylopectin và các cacbonhydrat khác Chúng tồn tại hầu hết trên bề mặt và bên trong cấu trúc giấy loại hay ở giữa giấy và mực bằng các tinh bột chứa trong chất tráng phủ hay ép gia keo bề mặt mốt vài chất trong số đó

đã có sẵn trong gồ như xenlulo, pectin, hemixenlulo … các chất khác thường được thêm vào trogn quá trính sản xuất giấy để tăng độ bền khô và là chất độn keo dính có giá thành thấp trong quá trình xử lý bề mặt giấy

Trong khi phương pháp khử mực bằng hóa chất đối với giấy in, giấy viết thường gặp trở ngại với mực in laser hay các loại giấy in offset do sự bám dính của các phân tử màu và bề mặt giấy quá mạnh thì phương pháp sinh học có thể giải quyết điều này Enzym thường được sử dụng là α – amylaza và BIO-DE (tổng hợp của xylanaza) Ở pH 6-10, α- amylaxa chủ yếu tác động vào tinh bột Quá trình gia keo bằng tinh bột là để giảm độ xốp, nâng cao độ nhẵn, độ bền và ngăn chất mầu thấm sau vào giấy Vì vậy khi có tác dụng phá hủy tinh bột của α- amylaza thì quá trình khử mực bằng tuyển nổi và rửa sẽ được thuận lợi hơn

Enzym BIO-DE 30 là loại enzym được dùng riêng cho khử mực giấy loại có thành phần phức tạp, dùng để thay thế các hóa chất khử mực truyền thống hay để tăng hiệu quả của hệ thống khử mực bao gồm các giai đoạn sàng, tuyển nổi, rửa

Nó phù hợp cho quá trình khử mực với mực in phân tán và không phân tán, đặc biệt thích hợp với khử mực giấy in laser Khi sử dụng enzym BIO-DE 30 trong quá trình tuyển nổi và rửa khử mực giấy loại cho ra bột giấy có hàm lượng cặn thấp hơn so với phương pháp khử mực thông thường Enzym có hiệu quả ở pH 6÷9, nhiệt độ từ 25÷600C, thích hợp cho hầu hết các quá trình khử mực đang được sử dụng các hóa chất truyền thống như NaOH, Na2SiO3, DTPA, H2O2, chất hoạt động bề mặt

Enzym này có một số ưu điểm như sau:

- Bột trắng và sáng hơn

- Giảm lượng hoá chất tẩy mà bột vẫn đạt độ trắng cao, giảm thiểu chất thải độc hại

- Bột không bị hồi màu do kiềm do tiến hành trong môi trường trung tính

- Cải thiện độ thoát nước các quá trình như cô đặc, rửa

- Tăng hiệu quả nghiền, có tác dụng cải thiện độ bền và tiết kiệm năng lượng

3 Xử lý nước thải ngành giấy

STT Thông số Đơn vị Giá trị C

Cơ sở chỉ sản xuất giấy (B1)

Cơ sở có sản xuất bột giấy (B2)

1 pH 6 – 9 5,5 – 9 5,5 – 9

2 BOD5 ở 20 OC mg/l 30 50 100

3 COD Cơ sở mới mg/l 50 150 200

Cơ sở đang hoạt động mg/l 80 200 300

4 Tổng chất thải rắn lơ lửng

(TSS) mg/l 50 100 100

5 Độ màu Cơ sở mới Pt-Co 20 50 100

Cơ sở đang hoạt động Pt-Co 50 100 150

6 Halogen hữu cơ dễ bị hấp

thụ (AOX) mg/l 7,5 15 15