SẢN XUẤT SẠCH HƠN TRONG NGÀNH GIẤY

Quy trình sản xuất bột giấy bằng phương pháp nghiền cơ học là quy trình có hiệu quả thu hồi xenluylô cao nhưng tiêu tốn nhiều năng lượng và không loại bỏ hết lignin, khiến chất lượng giấy không cao.

1 BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG CĐ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TP.HCM LỚP: 03CĐKTMT1 BÀI TIỂU LUẬN SẢN XUẤT SẠCH HƠN TRONG NGÀNH GIẤY GVGD: PHẠM THỊ DIỄM PHƯƠNG NHÓM: NGUYỀN TÀI TRỊ NGUYỄN ĐÌNH HỢP PHẠM THỊ LỆ XUÂN 2 1 Giới thiệu chung 1.1 Ngành giấy và bột giấy của Việt nam 1.2 Quy trình sản xuất giấy 1.3 Hiện trạng chất thải 2 Sản xuất sạch hơn– nhu cầu và phương pháp luận 2.1 Giới thiệu về Sản xuất sạch hơn (SXSH) 2.2 Nhu cầu về SXSH 2.3 Phương pháp luận đánh giá sản xuất sạch hơn 2.4 Các kỹ thuật SXSH 3 Các cơ hội SXSH trong nhà máy giấy và bột giấy 3.1 Các cơ hội SXSH trong khu vực chuẩn bị nguyên liệu thô 3.2 Các cơ hội SXSH trong khu vực sản xuất bột giấy 3.3 Các giải pháp SXSH cho khu vực chuẩn bị phối liệu bột và xeo 3.4 Giải pháp SXSH cho công đoạn thu hồi hóa chất 3.5 Các cơ hội SXSH cho khu vực phụ trợ 4 các lợi ích và thành tựu của chương trình sxsh 3 1 Giới thiệu chung Giấy là một sản phẩm của nền văn minh nhân loại với lịch sử lâu đời hàng nghìn năm. Thành phần chính của giấy là xenluylô, một loại polyme mạch thẳng và dài có trong gỗ, bông và các loại cây khác. Trong gỗ, xenluylô bị bao quanh bởi một mạng lignin cũng là polyme. Để tách xenluylô ra khỏi mạng polyme đó người ta phải sử dụng phương pháp nghiền cơ học hoặc xử lý hóa học. Quy trình sản xuất bột giấy bằng phương pháp nghiền cơ học là quy trình có hiệu quả thu hồi xenluylô cao nhưng tiêu tốn nhiều năng lượng và không loại bỏ hết lignin, khiến chất lượng giấy không cao. Dư lượng lignin trong bột giấy làm cho giấy có màu nâu, vì vậy muốn sản xuất giấy trắng vàng chất lượng cao thì phải loại bỏ hết lignin. Thường người ta oxy hóa lignin bằng clo nhưng phương pháp này đều gây ô nhiễm môi trường. Vì vậy các nhà hóa học đã tích cực nghiên cứu các quy trình thân môi trường để áp dụng cho việc tẩy trắng giấy. 4 1.1 Ngành giấy và bột giấy của Việt nam Theo thống kê của Hiệp hội giấy Việt Nam, ngành giấy đạt tốc độ tăng trưởng cao và liên tục trong những năm vừa qua. Từ năm 1990 đến 1999, tốc độ tăng trưởng bình quân là 16%/năm, 3 năm sau đó (2000, 2001 và 2002) đạt 20%/năm. Dự báo tốc độ tăng trưởng 5 năm tiếp theo là 28%/năm. Hiện tại, bên cạnh khó khăn về chủ động nguồn bột giấy, ngành giấy Việt Nam đang đối mặt với các thách thức về quy mô, trình độ công nghệ và các vấn đề về xử lý môi trường.Đặc trưng của ngành giấy Việt nam là quy mô nhỏ. Nước thải, lignin là những vấn đề môi trường chính đối với ngành sản xuất giấy. Việc xử lý là bắt buộc trước khi thải ra môi trường. Bên cạnh đó, phát thải khí từ nồi hơi, chất thải rắn của quá trình nấu, bùn thải của hệ thống xử lý nước thải cũng là những vấn đề môi trường cần được quan tâm. 5 Bảng 1: Các bộ phận sản xuất và các quy trình vận hành tương ứng Bộ phận Danh mục nguyên liệu thô Các công đoạn sản xuất Chuẩn bị nguyên liệu Có nguồn gốc từ rừng (tre) Băm nhỏ, làm sạch, tách loại mảnh lớn, cát, v.v . Có nguồn gốc từ giấy thải Loại bỏ kim loại, dây, thủy tinh, gỗ, sợi vải, giấy sáp, v.v . Sản xuất bột Có nguồn gốc từ rừng (tre) Nấu, nghiền, rửa bột, nghiền đĩa, tẩy, làm sạch và cô đặc. Có nguồn gốc từ giấy thải Thường giống như đối với công đoạn xử lý nguyên liệu có nguồn gốc từ rừng Chuẩn bị phối liệu bột Có nguồn gốc từ rừng (tre) Nghiền đĩa, ly tâm, phối trộn, pha bột Có nguồn gốc từ giấy thải Nghiền đĩa, ly tâm, phối trộn, pha bột Xeo Có nguồn gốc từ rừng (tre) Tách nước, sấy Có nguồn gốc từ giấy thải Khu vực phụ trợ Có nguồn gốc từ rừng (tre) Hệ thống khí nén, hệ thống nồi hơi và thiết bị hơi nước, hệ thống cung cấp nước sản xuất. Có nguồn gốc từ giấy thải Thu hồi hóa chất Có nguồn gốc từ rừng (tre) Nồi hơi thu hồi, lò nung vôi, thiết bị bốc hơi Có nguồn gốc từ giấy thải Không có 6 Nước thải Hoá chất dư Nước thải Hoá chất dư Bụi Nước thải Nước thải Khói,bụi than Bụi Vụn tre,nứa,gỗ mềm… Chặt,băm,cắt Nấu Rửa Sàng Làm sạch Rửa Tẩy trắng Nghiền đĩa Làm sạch ly tâm Xeo giấy Hoàn tất Nước Hoá chất Nước Hoá chất Năng lượng Nước Nước Than Sức người Điện 2.Quy trình sản xuất giấy 7 1.3 Hiện trạng chất thải Nhà máy giấy và bột giấy sinh ra chất thải dạng nước thải, khí thải, và chất thải rắn. Loại phát thải nổi bật nhất là nước thải, tiếp đó là khí thải và chất thải rắn. 1.3.1 Nước thải Các nhà máy giấy và bột giấy sinh ra một lượng lớn nước thải và nếu khơng được xử lý thì có thể ảnh hưởng tới chất lượng nguồn tiếp nhận. Bảng 2 cho thấy các nguồn nước thải khác nhau trong một nhà máy giấy và bột giấy. Bộ phận Các nguồn điển hình Sản xuất bột giấy 9 Hơi ngưng khi phóng bột 9 Dịch đen bị rò rỉ hoặc bị tràn 9 Nước làm mát ở các thiết bị nghiền đĩa 9 Rửa bột giấy chưa tẩy trắng 9 Phần tách loại có chứa nhiều sơ, sạn và cát 9 Phần lọc ra khi làm đặc bột giấy 9 Nước rửa sau tẩy trắng có chứa chlorolignin 9 Nước thải có chứa hypochlorite Chuẩn bị phối liệu bột 9 Rò rỉ và tràn các hố chất / phụ gia 9 Rửa sàn Xeo giấy 9 Phần tách loại từ máy làm sạch ly tâm có chứa xơ, sạn và cát 9 Chất thải từ hố lưới có chứa xơ 9 Dòng tràn từ hố bơm quạt 9 Phần nước lọc ra từ thiết bị tách nước có chứa xơ, bột đá và các chất hồ Khu vực phụ trợ 9 Nước xả đáy 9 Nước ngưng tụ chưa được thu hồi 9 Nước thải hồn ngun từ tháp làm mềm 9 Nước làm mát máy nén khí Thu hồi hóa chất 9 Nước ngưng tụ từ máy hóa hơi 9 Dịch lỗng từ thiết bị rửa cặn 9 Dịch lỗng từ thiết bị rửa bùn 9 Nước bẩn ngưng đọng 9 Nước ngưng tụ từ thiết bị làm mát và từ hơi nước 8 1.3.2 Khí thải Một trong những vấn đề về phát thải khí đáng chú ý ở nhà máy sản xuất giấy là mùi. Quá trình nấu tạo ra khí H2S có mùi rất khó chịu, methyl mercaptant, dimethyl sulphide và dimethyl-disulphide. Các hợp chất này còn thường được gọi là tổng lượng lưu huỳnh dạng khử (TRS) Các hợp chất này được thoát ra từ quá trình nấu, khi phóng bột. Các hợp chất mùi phát sinh khác có tỉ lệ tương đối nhỏ hơn so với TRS và có chứa hydrocarbons. Một nguồn ô nhiễm không khí khác là do quá trình tẩy trắng bột giấy. Tại đây, clo phân tử bị rò rỉ theo lượng nhỏ trong cả quá trình tẩy. Tuy nồng độ ô nhiễm không cao nhưng loại phát thải này lại cực kỳ độc hại. 1.3.3 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 rắn của các công đoạn/hoạt động khác nhau phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như quy mô hoạt động, thành phần nguyên liệu thô, v.v . và rất khó ước tính 9 2 Sản xuất sạch hơn– nhu cầu và phương pháp luận 2.1 Giới thiệu về Sản xuất sạch hơn (SXSH  SXSH được định nghĩa là sự áp dụng liên tục chiến lược môi trường tổng hợp mang tính phòng ngừa trong các quy trình, sản phẩm, và dịch vụ nhằm nâng cao hiệu suất và giảm thiểu rủi ro cho con người và môi trường. ·  Với các quy trình sản xuất, SXSH bao gồm việc bảo tồn các nguyên liệu thô và năng lượng, loại bỏ các nguyên liệu thô độc hại, và giảm lượng và độ độc của tất cả các phát thải cũng như chất thải; ·  Với các sản phẩm, SXSH bao gồm việc giảm thiểu các tác động tiêu cực trong vòng đời sản phẩm, từ khi khai thác nguyên liệu thô cho tới khi thải bỏ cuối cùng;  Với các dịch vụ, SXSH là sự tích hợp các mối quan tâm về môi trường trong quá trình thiết kế và cung ứng dịch vụ. 10 2.2 Nhu cầu về SXSH  Phương pháp kiểm soát cuối đường ống truyền thống khi áp dụng cho các cơ sở sản xuất giấy và bột giấy quy mô vừa và nhỏ là rất tốt kém. Trong một số trường hợp, chi phí cho một trạm xử lý chất thải lên tới 20% tổng chi phí vốn của nhà máy và thiết bị. Ngoài ra phí vận hành hàng năm có thể lên đến 12-15% tổng doanh thu của ngành.  Vì vậy một phương pháp tiếp cận tốt hơn sẽ là khai thác các cơ hội SXSH để giảm thiểu ô nhiễm tại nguồn rồi tiến hành kiểm soát phần ô nhiễm còn lại. Tiếp cận này không chỉ mang lại hiệu quả về nguồn lực, giảm chi phí sản xuất, mà còn giảm thiểu cả chi phí xử lý dòng thải Nhu cầu do các quy định pháp luật  Nhu cầu do việc triển khai hệ thống quản lý môi trường (EMS)  Nhu cầu do mong muốn tiếp cận các cơ hội phát triển thị trường mới  Nhu cầu do mong muốn tiếp cận dễ dàng hơn tới các nguồn tài chính  Nhu cầu cần thiết cho việc cải thiện môi trường làm việc  Nhu cầu do vấn đề bảo tồn tài nguyên [...]... Sử dụng phần còn lại trong khâu làm sạch nguyên liệu thô làm nhiên liệu cho lò hơi 14 Cải tiến sản phẩ m -Sản xuất các loại giấy sản lượn g cao - Sản xuất giấy khôn g tẩy thay vì giấy tẩy trắng 3 Các cơ hội SXSH trong nhà máy giấy và bột giấy 3.1 Các cơ hội SXSH trong khu vực chuẩn bị nguyên liệu thô Cơ hội sxsh Lợi ích dự kiến Tác động tới môi Ghi chú trường Lưu trữ nguyên liệu trong điều kiện khô... phí,tăng lợi nhuận 20 Bảo tồn nguồn nước: Trong ngành công nghiệp sản xuất giấy và bột giấy ở Việt Nam tiềm năng tiết kiệm nước là khoảng từ 15-20%, điều này có thể mang lại tiết kiệm chi phí khoảng 275.000.000 VND mỗi năm Bảo tồn năng lượng: Công nghiệp sản xuất giấy và bột giấy là một ngành tiêu thụ nhiều năng lượng với chi phí chiếm từ 12-15% tổng chi phí sản xuất Tiềm năng tiết kiệm năng lượng thông... quả cao hơn và giảm tỉ lệ phát thải Thay đổi công nghệ: Thay thế công nghệ, trình tự trong quy trình và/hoặc cách thức tổng thể nhằm giảm thiểu lãng phí và phát thải trong quá trình sản xuất Tuần hoàn và tái sử dụng Thu hồi và tái sử dụng tại chỗ: tái sử dụng các nguyên liệu bị lãng phí cho công đoạn khác trong dây chuyền sản xuất hoặc cho một ứng dụng hữu ích khác trong công ty Sản xuất các sản phẩm... trong các vòi Cải tiến thiết bị Thay đổi công nghệ Thu hồi và tái sử dụng tại chổ Tạo ra sản phẩm phụ hữu ích -Sử dụng các chất màu không độc hại trong sản xuất giấy màu - Sử dụng phương pháp tẩy bằng peoxit hydro -Lắp đặt các vòi phun hiệu quả - Có bể phóng đủ lớn để tránh tràn bột giấy - Thêm thiết bị nghiền giấy đứt - Sử dụng máy rửa ly tâm cao áp tiêt kiệm bột -Cải tiến quy trình sản xuất bột giấy. .. kiệm bột -Cải tiến quy trình sản xuất bột giấy - Dùng nồi nấu đứng trong nấu bột - Xem xét quy trình sản xuất bột giấy khác - Sử dụng ép đai lưới kép -Tuần hoàn bột trong hố dài ở máy xeo - Thu hồi và tuần hoàn nước ngưng - Thu hồi và tuần hoàn bột từ nước -Sử dụng xơ ngắn/phế phẩm xơ để làm giấy bồi -Tối ưu hóa quá trình nấu - Sản xuất bột ở độ đồng đều cao nhất có thể - Sử dụng các chất hóa học hỗ... xung quanh Tiêu thụ điện năng tăng 15 Dễ triển khai 3.2 Các cơ hội SXSH trong khu vực sản xuất bột giấy Cơ hội sxsh Lợi ích dự kiến Tác động tới môi trường Nấu bằng amonium sunphite trung tính -Tạo khả năng sử dụng dịch -giảm lượng ô nhiễm đen như phân bón khoảng 80% - giảm thiết bị tẩy hoá chất SX bột giấy hiệu suất cao Sản lượng bột giấy cao 8590% Giảm hoá chất nấu Giảm TS và COD 5-10% Có thể áp dụng... bằng các nguyên liệu tái tạo, ít độc hại hơn hoặc dùng các vật liệu phụ trợ có tuổi thọ hữu ích dài hơn Kiểm soát quy trình tốt hơn: Theo dõi việc tuân thủ thông số vận hành của quy trình thiết kế, sửa đổi các quy trình làm việc, các hướng dẫn vận hành thiết bị để đạt hiệu quả cao hơn hơn, giảm lãng phí và phát thải 12 Cải tiến thiết bị: Cải tiến các thiết bị sản xuất và phụ trợ hiện có, ví dụ lắp thêm... thành một dạng nguyên liệu có thể được tái sử dụng hoặc tuần hoàn cho ứng dụng khác ngoài công ty Cải tiến sản phẩm:Các tính chất, mẫu mã và bao bì của sản phẩm có thể được điều chỉnh để giảmthiểu tác động môi trường khi sản xuất hoặc sau khi đã sử dụng (thải bỏ) 2.5 áp dụng kỹ thuật sxsh cho ngành giấy 13 Quản lý nội vi Thay đổi quy trình Tuần hoàn và tái sử dụng Thay đổi Kiểm nguyên soát quy trình liệu... tốt hơn Có thể giảm dược TS trong dòng thải Tăng tính hiệu quả của hồ Thiết bị điều chỉnh nồng dộ bột Tự động điều chỉnh nồng độ bột Giảm biên tải lượng TS Phù hợp với quy trình sx bột Sử dụng các hoạt chất Tiết kiệm chất màu cố định màu Giảm độc tính trong dòng thải Giảm độc tính trong dòng thải Dễ áp dụng Lắp đặt các bộ kiểm soát mức dung dịch và tường chắn cho các bể trung gian Giảm tổn thất sản. .. mảnh Tăng độ tinh khiết của nguyên liệu Chuyển mảnh tới nồi nấu bằng hệ thống gầu tải Không tràn và thất thoát mảnh trong khâu vận chuyển Hệ thống kiểm soát và loại bỏ bụi Giảm lượng bụi và thu hồi được bụi bán như sản phẩm phụ Máy tạo mảnh loại đĩa co 4-6 lưỡi Mảnh đều hơn, năng suất cao hơn Giảm TS và COD Dễ thực hiện Tiêu thụ điện năng Giảm TS và COD Bắt buộc đối với các nhà máy sx bột tẩy trắng Tăng