BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM HUTECH DAI HOC KY THUAT CONG NGHE TP.HCM
DE CUONG LUAN VAN THAC SY _— NGHIÊN CỨU VÀ ĐẺ XUẤT GIẢI PHÁP
SẢN XUẤT SẠCH HƠN CHO NGÀNH CÔNG NGHIỆP GIẦY TRÊN ĐỊA BÀN TÍNH BÌNH DƯƠNG
HVTH: LÊ THỤC LAM MSHV: 09260536
GVHD: TS VO LE PHU
Tp Hồ Chi Minh, 06/2010
Trang 2NHAN XET CUA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Tp HCM, Ngày tháng năm 2010
Trang 3NHAN XET CUA HOI DONG XET DUYET
Trang 4MỤC LỤC MỤC LỤC ).9s8)10099.190/0A54050v.00000277 V Ð.90s0)00959.1408:79ic vi M.9J:8190/990.1905)0 500107 vi 1 GIOT THIEU 72 1 ha n 1
1.2 Tính cấp thiết của đề tài St 1 H111 1011111111111 11 0101111111 11111111111 2 2 MỤC TIỂU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨPU 5
2.1 Muc ti6u cia 6 tai ccc cccccccccccscscscscscsescsesesesescsesesscsesecseesesecsusecececsseseceseeeseseasesececens 5
2.2 Nội dung nghiÊn CỨU - n0 1000010010011 11103311110 111110030 1 110015 11660110000 0730 5 2.3 Phương pháp luận và phương pháp nghiên CỨU c5 555 cc22 1323555522552 6 SN Ngoc, -09) (00 0n 6 2.3.2 Phirong phap nghién CUU ccccccccssssssecessssescesseseecesssesessssseecseseseeeeenenes 9
3 TÔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU 565cc Ekcexerrkd 11
cái n2 02 qiiñĂăĂẮNA 11
3.2 Tổng quan ngành công nghiệp sản xuất bột giấy và giẫy -c-ccccceccecec 11 3.2.1 Giới thiệu công nghệ sản Xuất G65 St tk EEEEkEEkckekerkekrred 11
3.2.2 Tình hình ơ nhiễm nước thải của ngành giấy -. 556cc seczeeered 13
3.3 Giới thiệu về xây đựng mức chuẩn (Benchmarking) - «Sex cv 14
3.3.1 Mục đích của việc xây dựng định chuẩn St cecn che sssrsed 14
Trang 53.4.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới -.- - 56 St E1 EEEekekrkerkei ló 3.4.2 Tình hình nghiên cứu trong HƯỚC - - c5 c1 1 1£ 11125112 18
Trang 6DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TAT
BOD Nhu cầu oxy sinh học COD Nhu cầu oxy hóa học
SS Chat ran lơ lửng
QCVN Quy chuẩn Việt Nam
Trang 7DANH MUC CAC BANG
Bang 1 Các nguồn thải từ các công đoạn và thiết bị khác nhau . 5-5-5: 13 Bảng 2 Các thông số nước thải trước khi xử lý bên ngoài của các nhà máy giấy 14 Bảng 3 Kết quả thu được sau một năm thực hiện SXSH tại nhà máy giấy và bột giấy
Ashoka, Ấn Độ - tt 111111111111 11 1511111111111 11 1111111115111 11 1151111151111 E153 xe rrd 17
Bảng 4 Tiến độ thực hiện đề tài Làn TH TT HH HH HH go 20
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1 Sơ đồ các bước thực hiện sản xuất sạch hơn - ¿c5 Set SE EErseee: 7 Hình 2 Sơ đồ tóm tắt 18 nhiệm vụ trong đánh giá sản xuất sạch hơn - -: 8
Hình 3 Sơ đồ công nghệ tổng quát sản xuất bột giấy và giấy từ gõ 12
Trang 81 GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vẫn đề
Công nghiệp giấy là ngành công nghiệp có vị trí quan trọng trong nên kinh tế quốc dân của Việt Nam và có tốc độ tăng trưởng khá cao trong những năm vừa qua (từ năm 1990 đến 1999, tốc độ tăng trưởng bình quân là 16% / năm; ba năm gần đây,
2004, 2005, 2006 tốc độ tăng trưởng là 20% / năm, 5 năm tiếp theo tốc độ tăng trưởng dự báo là 28% / năm) (Hải Băng, 2007) Sản phẩm của ngành chiếm ưu thế rất lớn
trong thị trường tiêu thụ Mặc dù hiện nay các phương tiện thông tin lưu trữ và liên lac
phát triển mạnh và có mặt ở hầu hết các quốc gia như mạng Internet, máy tính, điện
thoại nhưng giấy vẫn luôn là sản phẩm không thể thay thế được ở bất kỳ quốc gia
nào Giấy là sản phẩm cần thiết và không thể thiếu đối với ngành giáo dục, bao chi, in
ấn, hội họa và cả trong nhiều nhu cầu tiêu dùng hàng ngày khác của con người như khăn giấy, giấy vệ sinh, thùng chứa Đặc biệt ngày nay giấy còn được khuyến khích trong việc sử dụng làm bao bì, giấy gói để thay thế cho túi nilon ở một số quốc gia trên thế giới
Tuy nhiên, ngành công nghiệp sản xuất bột giấy và giấy cũng là một trong những ngành cơng nghiệp có mức độ ô nhiễm trầm trọng nhất và dễ gây tác động đến con người và môi trường xung quanh do độc tính nước thải Độc tính của các dòng
nước thải từ các nhà máy sản xuất bột giấy và giấy là do sự hiện điện một hỗn hợp
phức tạp các dịch chiết trong thân cây như nhựa cây, các axit béo, lignin, và một số sản phâm phân hủy của lignin đã bị clo hóa có độc tính sinh thái cao, có nguy cơ gây ung thư, và rất khó phân hủy trong môi trường Nồng độ của một số chất từ dịch chiết có khả năng gây ức chế đối với cá Khi xả trực tiếp nguồn nước thải này ra kênh rạch sẽ
hình thành từng mảng giấy nỗi lên trên mặt nước, làm cho nước có độ màu cao và hàm
Trang 9khoảng 9 — 11, có các chỉ số BOD, COD cao (có thể lên đến 700 mg/1 đối với BOD và
2.500 mgi1 đối với COD) Đặc biệt, ngoài lignin, nước thải cịn có cả kim loại nặng,
phẩm màu, xút, chất rắn lơ lửng (Trần Hồng Phượng, 2007) Tất cả các chất này đều
độc hại đối với sức khỏe con người, sinh vật, và môi trường
Vì vậy, một bài tốn khó đặt ra cho ngành giấy là phải xử lý tốt các chất thải
phát sinh trong quá trình sản xuất, mà đặc biệt quan trọng là nước thải, nhằm giảm
thiêu ô nhiễm, bảo vệ môi trường và tiết kiệm tài nguyên 1.2 Tính cấp thiết của đề tài
Ngành công nghiệp sản xuất bột giấy và giấy là một trong những ngành tiêu hao lượng tài nguyên nước rất lớn, và do đó lượng nước thải ra cũng rất đáng kể Bên cạnh đó, chất lượng nước thải của ngành này cũng là một vấn đề hết sức cấp bách do mức độ ô nhiễm cao Việc xử lý nước thải ngành giấy đang là mối quan tâm của tất cả các doanh nghiệp sản xuất giấy trên thế giới nói chung và tại Việt Nam nói riêng Hiện nay nước ta có gần 500 doanh nghiệp sản xuất giấy, nhưng chỉ có khoảng 10% doanh nghiệp xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn môi trường cho phép, còn hầu hết các nhà máy giấy đều chưa xây dựng hệ thống xử lý nước thải hoặc đã xây dựng nhưng vẫn xử lý không đạt tiêu chuẩn thải ra nguồn tiếp nhận (Trần Hồng Phượng, 2007) Nguyên nhân là đo công nghệ sản xuất giấy ở nước ta còn rất lạc hậu và hạn chế so với trình độ tiên tiễn của các nước trên thế giới Để sản xuất ra một tắn giấy thành phẩm, các nhà máy ở Việt Nam phải sử dụng khoảng 100 - 350 mỶ nước, trong khi các nhà máy sản xuất giấy hiện đại trên thế giới chỉ sử dụng 7 - 15 mỶ nước/tấn giấy (Trần Hồng Phượng, 2007) Sự khác biệt rõ ràng này cho thấy không chỉ gây lãng phí nguồn nước đầu vảo, tăng chi phí xử lý nước thải mà còn đưa ra nguồn tiếp nhận một lượng nước thải khơng lồ Vì vậy mà việc phải giảm thiểu được lượng nước thải của các nhà máy sản xuất bột giấy và giây hiện nay là vấn đề rất được quan tâm
Trang 10tâm của nhiều tổ chức doanh nghiệp sản xuất Với tốc độ cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa
như hiện nay, các doanh nghiệp phải phát triển sản xuất sao cho phù hợp để tiết kiệm nguồn tài nguyên, bảo vệ môi trường, và đảm bảo sức khỏe của cộng đồng mới có thể
hội nhập được với nền kinh tế thế giới Trước vấn đề này, các cơ sở sản xuất nhận ra
cần phải có một cách tiếp cận mới nhằm ngăn ngừa ô nhiễm môi trường và tăng hiệu quả sử đụng nguồn nguyên vật liệu, phải hướng đến sản xuất bền vững thơng qua việc tìm ra các giải pháp tối ưu để đạt được hiệu quả kinh tế cao nhất đồng thời góp phân bảo vệ môi trường, giảm thiểu các tác động đến môi trường do quá trình sản xuất gây ra Hiện nay đã có nhiều doanh nghiệp áp dụng SXSH và đã đạt được những hiệu quả
nhất định, mang lại cả lợi ích kinh tế lẫn lợi ích môi trường
Hiện nay trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu về việc áp dụng các giải pháp SXSH cho ngành sản xuất bột giấy và giẫy nhằm giảm thiểu những tác động xấu cho môi trường, tiết kiệm được lượng nước đầu vào và giảm tải lượng ô nhiềm
Ngành sản xuất bột giấy và giấy có nhiều thuận lợi trong việc áp dụng các giải
pháp SXSH, do khâu sản xuất bột giấy — khâu gây ô nhiễm nhiêu nhất (chiếm khoảng
80% tải lượng ơ nhiễm) — có nhiều cơ hội trong việc thay đổi nguyên liệu thô, cải tiễn công nghệ và tuần hồn nước Ước tính có thể giảm chi phí từ 9 — 18,5 USD/tấn giấy
thành phẩm nếu các doanh nghiệp thực hiện SXSH bằng các giải pháp sau: e _ Thực hiện tốt các giải pháp quản lý nội vi,
e Thay đổi công nghệ,
e Giam 1% hóa chất sử dụng,
e© _ Tiết kiệm khoảng 20 — ó0m' nước,
e_ Giảm năng lượng hơi từ 0,2 — 0,6 tan,
e_ Giảm lượng hóa chất tây trăng 2 — 10kg, và
e© Tăng năng suất bột giấy 5 — 7%
Trang 11Như vậy kết quả cho thấy vừa đạt lợi ích kinh tế (tiết kiệm nước, năng lượng,
chi phí ), vừa đạt lợi ích mơi trường (giảm được lượng nước thải, giảm lượng hóa chất độc hại trong nước thải đầu ra )
Việt Nam tính đến nay đã có một số cơng trình nghiên cứu về áp dụng SXSH cho ngành giấy, tuy nhiên phạm vi áp đụng cịn nhỏ hẹp và có nhiều hạn chế do trình
độ kỹ thuật Nếu áp dụng các biện pháp SXSH một cách đúng đắn, có hệ thống, thì
theo tính tốn như trên, nếu tính tơng sản lượng của ngành là 1,38 triệu tấn vào năm
2010 thì chi phí tiết kiệm được là rất lớn (Trần Hữu Quế, 2009), ngoài ra cịn những lợi
ích to lớn về môi trường nhờ việc giảm tiêu hao các nguồn tài nguyên
Tỉnh Bình Dương là một trong những tỉnh có mức sản xuất cơng nghiệp tăng vọt qua các năm (trong ba năm 2006, 2007, 2008, giá trị sản xuất cơng nghiệp tăng bình qn 23,9%/năm (Ngoại Thương, 2009); 6 tháng đầu năm 2010 tăng 19% (Hồ Văn, 2010)) Nhưng đi kèm với tốc độ phát triển đó là những tiêu cực về mặt môi trường do nước thải gây ra, trong đó đặc biệt đáng lưu tâm là nước thải ngành giấy và dệt nhuộm Việc đưa ra những giải pháp hợp lý nhằm tiết kiệm nước và giảm thiểu ô nhiễm do nước thải ngành giấy là vấn đề đáng quan tâm của tỉnh Bình Dương hiện nay, vì hầu hết các nhà máy sản xuất giấy ở Bình Dương chỉ sử dụng phương pháp kiểm soát cuối đường ống, vừa không đạt hiệu quả lại tốn kém Để ngành giấy trên địa bàn tỉnh có thê sản xuất bền vững thì cần phải có một cách tiếp cận tốt hơn, đó là khai thác các cơ hội SXSH để giảm thiểu ô nhiễm tại nguồn Cách tiếp cận này không chỉ mang lại hiệu quả về nguồn lực, giảm chỉ phí sản xuất, mà cịn góp phần giảm một lượng đáng kế nước
thải, từ đó giảm thiểu được chỉ phí xử lý
Chính vì những mục đích như vậy mà đề tài luận văn “Nghiên cứu và đề xuất giải pháp sản xuất sạch hơn cho ngành công nghiệp giấy trên địa bàn tỉnh Bình
Trang 122 MỤC TIỂU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Mục tiêu của đề tài
Đánh giá hiện trạng sản xuất và mức độ ô nhiễm của nước thải của ngành giấy tại Bình Dương
Đề xuất các giải pháp SXSH nhằm tiết kiệm nước trong ngành công nghiệp giấy tại Bình Dương
2.2 Nội dung nghiên cứu
Đề đạt được các mục tiêu trên cần giải quyết các vẫn đề sau:
+ Hiện trạng sản xuất hiện nay của các nhà máy giấy tại Bình Dương: e_ Công nghệ sản xuất của nhà máy như thế nào?
e© Lượng nước sử đụng để sản xuất một tấn giấy thành phẩm là bao nhiêu?
e Lượng nước thải ra là bao nhiêu?
e_ Thành phần nước thải là gì? Mức độ ô nhiễm như thế nào?
+ Các giải pháp SXSH khả thi nào có thể áp dụng cho nhà máy để tiết kiệm nước? Và áp dụng cho công đoạn nao là tôi u nhát?
Đê trả lời được các câu hỏi đó, các nội dung nghiên cứu mà đê tài cân thực hiện bao gom:
1) Nội dung 1: Khảo sát và đánh giá nhu câu sử dụng nước của các nhà máy giấy tại Bình Dương
e Thu thập tải liệu về quá trình sản xuất, nguyên vật liệu và lượng nước
tiêu thụ của các nhà máy giấy trên địa bàn tỉnh Bình Dương
Ƒ A
Trang 132) Nội dung 2: Đánh giá thành phần nước thải và các giải pháp quản lý và xử lý nước thải của các nhà máy giấy trên địa ban tinh Binh Duong
e Khảo sát và điều tra (bằng phiếu điều tra, xem phụ lục) hiện trạng quản lý và xử lý nước thải tại các nhà máy giấy trên địa bàn tỉnh Bình Dương e_ Lấy mẫu nước thải và phân tích các chỉ tiêu ô nhiễm tại các nhà máy giấy
và bột giấy đã lựa chọn khảo sát
3) Nội dung 3: Đánh giá các cơ hội SXSH tại các nhà máy giấy đã khảo sát e©_ Dựa trên tính tốn cân bằng lượng nước đầu vào và đầu ra để tìm ra các
công đoạn sản xuất lãng phí nước và gây ơ nhiễm nhất
e_ Xem xét các cơ hội SXSH có thể áp đụng cho các công đoạn trên
e© _ Dựa trên định chuẩn ngành giấy tại các nước trên thế giới và so sánh về
công nghệ, hiệu suất, hiệu quả áp dụng SXSH để thiết lập định chuẩn cho
SXSH áp dụng trong ngành giấy tại Bình Dương, từ đó lựa chọn giải pháp SXSH tối ưu nhất cho nhà máy có các số chỉ thị sản xuất sạch tốt
nhất
4) Nội dung 4: Đề xuất các giải pháp SXSH để tiết kiệm nước cho các nhà máy giấy tại Bình Dương
e Dé xuat các giải pháp SXSH để giảm thiểu lượng nước thải cũng như ô
nhiễm do nước thải ngành giấy và bột giẫy gây ra
e_ Phân tích các lợi ích kinh tế và môi trường đạt được đề đánh giá tính khả thi của các giải pháp đã đề xuất
2.3 Phương pháp luận và phương pháp nghiên cứu 2.3.1 Phương pháp luận
Phương pháp nghiên cứu là những nguyên tắc và cách thức hoạt động khoa học nhằm
Trang 14rằng, các nghiên cứu khoa học cân phải có những nguyên tắc và phương pháp cụ thể, mà dựa theo đó các vấn đê sẽ được giải quyết
Nghiên cứu và đề xuất giải pháp sản xuất sạch hơn cho ngành công nghiệp giẫy
trên địa bàn tỉnh Bình Dương nhằm tiết kiệm nước là nghiên cứu mối quan hệ từ quá
trình sản xuất cho đến thải bó và xử lý Từ mối quan hệ này đánh giá được những cơ
hội SXSH có thể áp dụng để thực hiện mục tiêu tiết kiệm nước
Các giải pháp SXSH phải được xây dựng theo 6 bước và I8 nhiệm vụ được trình bày theo các sơ đồ sau:
1 Khởi động
¿ Phän tính các cơrgn
sf doan san xuat
6 Duytrisan xuat
sach hdn
4 Phattrién các
sơ hội sản xuất
sach han 5 Thực hiện các giải nháp sản xuất sach hữn 4 Lựa chạn các giải
phap san xuat
sach hữn
Trang 15
BƯỚC 1: BẮT ĐẦU
Nhiệm vụ l1: Thành lập nhóm SXSH
Nhiệm vụ 2: Liệt kê các bước công nghệ Nhiệm vụ 3: Xác định các công đoạn gây thải
>
wr
BUOC 2: PHAN TÍCH CÁC BƯỚC CƠNG NGHỆ Nhiệm vụ 4: Lập sơ đồ công nghệ sản xuất
Nhiệm vụ 5: Xây dựng cân bằng vật chất và năng lượng Nhiệm vụ 6: Tính tóan các chi phí dịng thải
Nhiệm vụ 7: Xác định nguyên nhân gây thải
BƯỚC 3: ĐÈ XUẤT CÁC CƠ HỘI SXSH
Nhiệm vụ 8§: Hình thành các cơ hội SXSH Nhiệm vụ 9: Lựa chọn các cơ hội SXSH
BƯỚC 4: LỰA CHỌN CÁC GIẢI PHÁP SXSH Nhiệm vụ 10: Đánh giá khả thi về kỹ thuật
Nhiệm vụ 11: Đánh giá khả thi về kinh tế
Nhiệm vụ 12: Đánh giá các khía cạnh mơi trường Nhiệm vụ 13: Lựa chọn các giải pháp
BƯỚC 5: THỰC HIỆN CÁC GIẢI PHÁP SXSH Nhiệm vụ 14: Chuẩn bị thực hiện
Nhiệm vụ 15: Thực hiện các giải pháp SXSH Nhiệm vụ 16: Giám sát và đánh giá kết quả
BUOC 6: DUY TRI SAN XUẤT SẠCH HƠN
Nhiém vy 17: Duy tri cac giai phap SXSH
Nhiệm vụ 18: Lựa chọn các công đoạn tiệp theo
Trang 16
2.3.2 Phương pháp nghiên cứu
Các phương pháp sẽ thực hiện để đạt được những mục tiêu và nội dung trên:
1) Nội dung 1: Khảo sát và đánh giá nhu cầu sử dụng nước của các nhà máy giấy tại Bình Dương
> Phương pháp thu thập thông tỉn
e Thu thập các tài liệu tổng quan về ngành công nghiệp sản xuất bột giấy và giấy, về hiện trạng nước thải của ngành giấy
e Thu thập thông tin về một số nhà máy giấy trên địa bàn tỉnh Bình Dương
như công nghệ sản xuất, năng suất, nguồn nguyên nhiên liệu đầu vào, lượng nước sử dụng, lượng nước thải đầu ra, hiện trạng ô nhiễm do nước thải và tình hình quản lý và xử lý nước thải
e Thu th4p tài liệu trong và ngoài nước về công nghệ xử lý nước thải ngành giấy hiện nay cũng như quá trình áp dụng các giải pháp SXSH vào sản
xuất, và về định chuẩn cho ngành giấy ở các nước trên thế giới
> Phương pháp điều tra thực địa
e Tham quan một số nhà máy giấy, thu thập thông tin, số liệu, tài liệu, và
xem xét hoạt động, tìm hiểu quy trình cơng nghệ cho các công đoạn sản xuất tại nhà máy
e Phỏng vấn và phát phiếu điều tra cho các công nhân viên tại nhà máy khảo sát
e Tính tốn cân bằng nhu cầu sử dụng và xả thải nước tại các nhà máy khảo sát
2) Nội dung 2: Đánh giá thành phần nước thải và các giải pháp quản lý và xử lý nước thải của các nhà máy giấy trên địa bàn tỉnh Bình Dương
> Phương pháp lấy mẫu va phân tích mẫu
e Lây mâu nước thải tại các nhà máy đê phân tích và kiêm tra các chỉ tiêu ô
Trang 17e Các chỉ tiêu phân tích: pH, SS, COD, BOD;, kim loại nặng, độc học
(LCao ) Các chỉ tiêu này sẽ được phân tích bằng phương pháp Standard Methods
> Phương pháp so sánh
e_ Đối chiếu các kết quả phân tích mẫu nước với Quy chuẩn Việt Nam về
nước thải (QCVN 24/2009/BTNMT)
3) Nội dung 3: Đánh giá các cơ hội SXSH tại các nhà máy giấy đã khảo sát > Phương pháp phân tích hệ thống
e Phân tích hoạt động — khía cạnh — tác động
e_ Phân tích LCA: để có thể xác định được công đoạn nào gây tác động đến môi trường nhất
e Phân tích nguyên nhân — hậu quả (CED): Dựa trên quá trình khảo sát trực
tiếp của nhà máy và các số liệu thu thập được để đánh giá hiện trạng và
hệ thống lại tất cả các nguyên nhân tiềm năng gây ô nhiễm hiện tại của nhà máy thông qua sơ đồ CED
e Phân tích SWOT: Phân tích các điểm mạnh, yếu của nhà máy từ quá trình tìm hiểu để rút ra kết luận và những cơ hội, thách thức để xây đựng hồ sơ SWOT nhằm định hướng chiến lược cho nhà máy
> Phương pháp thống kê và xử lý số liệu
e Sử dụng trong quá trình thu thập, xử lý các sô liệu về tình hình sử dụng nước và lượng nước thải ra cùng các chỉ tiêu ơ nhiễm Q trình này cho phép thông kê được các sô liệu từ các nhà máy khảo sắt
Trang 184) Nội dung 4: Dé xuất các giải pháp SXSH để tiết kiệm nước cho các nhà máy giấy tại Bình Dương
> Phương pháp chuyên gia
e Tham vấn từ các chuyên gia về SXSH nhằm hoàn thiện các giải pháp
SXSH đề xuất
3 TONG QUAN VE LINH VUC NGHIEN CUU 3.1 Giới thiệu chung về SXSH
UNEP định nghĩa: “Sản xuất sạch hơn là quá trình ứng dụng liên tục một chiến lược tổng hợp phịng ngừa về mơi trường trong cdc qua trình cơng nghệ, các sản phẩm, và các dịch vụ nhằm nâng cao hiệu suất kinh tế và giảm thiểu các rủi ro đổi với
con nguoi va moi trường.”
e_ Đối với quá trình sản xuất: SXSH bao gồm bảo toàn nguyên liệu và năng
lượng, loại trừ các nguyên liệu độc hại và giảm lượng và tính dộc hại của
tat cả các chất thải ngay tại nguồn thải
e_ Đối với sản phẩm: SXSH bao gồm việc giảm các ảnh hưởng tiêu cực trong suốt chu kỳ sống của sản phẩm, từ khâu thiết kế dến thải bỏ
e_ Đối với dịch vụ: SXSH dưa các yếu tố về môi trường vào trong thiết kế
và phát triển các dịch vụ
Mục tiêu của SXSH là tránh tạo ra chất thải ngay từ đầu và tránh ô nhiễm bằng cách sử dụng tài nguyên, nguyên vật liệu và năng lượng một cách có hiệu quả nhất
Điều này có nghĩa là thay vì bị thải bỏ sẽ có thêm một tỷ lệ nguyên vật liệu nữa được
chuyên vào thành phẩm
3.2 Tổng quan ngành công nghiệp sản xuất bột giấy và giấy
3.2.1 Giới thiệu cơng nghệ sản xuất
Quy trình sản xuất giấy sử dụng nguyên liệu gỗ hay một số thực vật khác như
Trang 19Phương pháp kiềm, trung tính, axIt
Xử lý hóa (b6t soda, sulfat, sunfit) u ; „
A 1EA R Tây trăng
Nguyên liệu Bột
(go, tre, rom, >| giay
0, ba mia ) Phương pháp mài, nghiền thô
" Phương pháp nhiệt cơ Dịch đen
Xử lý cơ Phương pháp hóa nhiệt cơ rye wa ——> (thu hơi hóa chat) À* +1 Á
„ ¬ Clo, C]Oa, NaOCl,
Phoi Phan tan Bot O3, O2, H202
trộn |* và kk ay
phu gia Nghiên ay
bot trang
— Nước thải (xử lý) Gia keo bè
A mat, can oa 2
> Xco ay >| lang (ép »| Gidy thanh pham
“Po oey quang),
cuon, cat
Nước trắng <—
Hình 3 Sơ đồ cơng nghệ tổng quát sản xuất bột giấy và giấy từ gỗ
Công đoạn sản xuất bột giấy: là giai đoạn tách thành phần xơ sợi từ nguyên liệu øÕ hay các nguyên liệu khác bằng phương pháp hóa học hay cơ học Tùy theo yêu cầu cụ thể mà bột giấy có thể không hoặc được tây trắng ở mức độ khác nhau
Công đoạn sản xuất giấy: là giai đoạn tạo hình tờ giấy từ bột giấy — cịn gọi là cơng đoạn xeo giấy Ở công đoạn này sẽ có một số xử lý cơ học (như quá trình nghiền) hay hóa học (như sử dụng một số phụ gia) để phát triển liên kết xơ sợi nhằm có được những tính chất cần thiết cho một sản phẩm giấy
Trang 203.2.2 Tình hình ơ nhiễm nước thải của ngành giấy
Ngành công nghiệp sản xuất bột giẫy và giấy là ngành tiêu thụ lượng nước lớn và đo đó cũng thải ra một lượng nước thải đáng kể Các nguồn thải chính trong q trình sản xuất có thể tóm tắt trong bảng sau:
Bảng 1 Các nguồn thải từ các công đoạn và thiết bị khác nhau
Công đoạn/ thiết bị Nguồn điền hình
Bã vỏ ướt
Bóc vỏ ướt
Nước vận chuyên gỗ
Làm sạch rơm, cỏ ướt Nước rửa vụn nguyên liệu Chuẩn bị nguyên liệu thơ
Ngưng tụ dịng thơi
Ngưng tụ từ các bình nhựa thơng
Rị rỉ và rơi vãi các dich den
Nước làm lạnh đệm từ các máy tinh chế
Tuyển bột không tây
Các vật thải chứa nồng độ sợi, sạn hay cát cao
Nước lọc từ quá trình làm đặc bột
Nghiền bột
Tẩy Nước tây chứa chlorolignin
Rò rỉ và rơi vãi hóa chất và chất phụ gia
Sàn và nước rửa sàn
Rơi vãi bột giấy
Các chất thải chứa sợi, sạn hoặc cát
Nước thải chứa sợi Dòng tràn nước trắng
R ° A cA A `
Chuân bị nguyên liệu đầu vào
và máy xeo
Xá nội hơi
Các khâu hỗ trợ Các mức thải tái tạo từ máy làm mêm sợi yn as aes SR
Nước ngưng tụ
Dịch loãng từ các cặn máy tuyên Dịch loãng từ máy tuyến bùn
Nước làm mát đệm và hơi nước ngưng tụ Nước ngưng tụ có chất bân
Thu hồi hóa chất
Trang 21
Trong quy trình sản xuất giẫy có sử dụng các chất phụ gia như các hợp chất định cỡ hay láng phủ, làm tăng quá trình tạo ra BOD Quá trình xeo giấy thường có hàm lượng chất răn lơ lửng cao và một lượng các chất hữu cơ hòa tan Các chất ô nhiễm
dạng lơ lửng hầu hết là sợi, hay thành phân sợi (dạng mịn), thành phần chất độn và phụ
gia, chất bân, cát , và các chất gây ô nhiễm ở đạng hòa tan chứa các chất gỗ keo, thuốc nhuộm, hồ và các chất phụ gia khác Tổng lượng nước thải và tải lượng ô nhiễm của nhà máy giấy đực trình bày trong bảng sau:
Bảng 2 Các thông sô nước thải trước khi xử lý bên ngoài của các nhà máy giây
Các nhàmáy ¡ Các nhà máy Í cso nha máy
Thông sô | Đơn vị lớn hiện đại pen : quy mô trung bình nhỏ và cũ 3 SA
Lưu lượng | m/tân 40 — 70 80 — 100 150 — 300
BOD; kg/tân 10 — 20 30 — ó0 90 — 330
COD kg/tân 30 — 50 80 — 200 -
Ss kg/tân 10 15 —30 30 — 50
(Nguon: UNEP, nd) 3.3 Giới thiệu về xây dựng mức chuan (Benchmarking)
3.3.1 Mục đích của việc xây dựng định chuẩn
Xây dựng định chuẩn nhằm so sánh các đặc điểm khác nhau của một doanh
nghiệp có các cơng ty tốt nhất (hay tôi nhất) trong dây chuyền kinh doanh của doanh
nghiệp đó, gần đây xây dựng định chuẩn nhằm giúp xác định hiệu quả thực hiện môi
trường của các doanh nghiệp
e Xây dựng định chuẩn cho phép nhà máy so sánh được các phương diện
nhất định, trong các khâu vận hành của nhà máy mình với các nhà máy
khác sử dụng nguyên liệu, thiết bị tương tự Từ đó chỉ ra chính lĩnh vực
cần phải xem xét chỉ tiết trong nghiên cứu đánh giá sản xuất sạch
e_ Xây dựng định chuẩn còn có thể giúp nhà máy đề ra các mục tiêu có định lượng và sau đó tính tốn tương đối được những tiến bộ đạt được so với
Trang 223.3.2 Các số chỉ thị về sản xuất sạch hơn cho ngành giấy
Các sô chỉ thị sản xuât sạch cung câp các thông tin vêc hiệu quả thực hiện của
các nhà máy trong một sô khâu vận hành
e Phân lớn các sô chỉ thị này liên quan đên phân đâu vào nào đó ở công
đoạn chê biên như: tiêu thụ nguyên liệu sợi, nước, năng lượng, hơi nước,
các hóa chât
e Ở các cơng đoạn khác thì các sô chỉ thị sản xuât sạch liên quan đên phát sinh các chât thải đê có được các đầu ra theo mong muôn, như: BOD,
COD, các chât rắn lơ lửng, các khí ơ nhiễm
Đê có thê tiên hành so sánh giữa các nhà máy cân hiệu rõ quy trình sản xuât, trong đó đặc biệt quan tâm các vân đê chính sau:
e_ Mức tiêu thụ nước ngọt cụ thể: Các nhà máy sản xuất bột giấy và giấy có
mức tiêu thụ lượng nước rất lớn, việc sử dụng nước ngọt để sản xuất nếu
không được kiểm soát sẽ gây tốn tài nguyên nước, chi phí nước sử đụng, đồng thời thải ra một lượng đáng kể nước thải độc hại Do đó việc giảm
thiểu lượng nước ngọt tiêu thụ trong sản xuất là rất cần thiết
e_ Độ kín của hệ thống: là tỉ lệ nước xả ra từ hệ thống trên lượng nước được
tuần hoàn, quay trở lại hệ thống Trong thực tế có thể tính bằng cách lẫy tỉ lệ lượng nước xả ra trên tông lượng nước sử dụng
e Mức tiêu thụ năng lượng cụ thể: có thê là hơi nước (nhiệt) hay năng
lượng điện, đây là một số chỉ thị tốt về hiệu quả thực hiện sản xuất sạch
của một nhà máy về lĩnh vực năng lượng Phải sử dụng năng lượng ở mức tơi thiểu tính theo đơn vị sản lượng khi ứng dụng sản xuất sạch e_ Tải lượng ô nhiễm cụ thể: được tính cho từng chất gây ô nhiễm, tạo ra
một chỉ thị tốt về hiệu suất sử dụng tài nguyên Các thông số quan trọng
Trang 23e_ Hiệu suất quy trình cơng nghệ: cho biết tông mức thất thoát trong hệ thống, hoặc ở từng bộ phận, từ đó giúp ước tính được khả năng có thể cải thiện Gồm 4 thông số quan trọng sau:
v Sản lượng thực tế của nhà máy, tính theo kg bột giấy sản xuất
ra trên kg nguyên liệu
wx Hiệu suất tây soda, tính bằng kg Na;SO¿ cần để tạo chất cho một tấn bột giấy Kraft được sản xuất
Y Tén thất sợi trong sản xuất giấy, tính bằng kg sợi tổn hao trên một tân giây được sản xuât
Hiệu suất nồi hơi, tính bằng nhiệt đầu ra hữu dụng trên một
đơn vị nhiệt đầu vào
3.4 Tổng quan tình hình nghiên cứu
Với mục đích hướng tới giảm thiểu và cải thiện chất lượng nước thải ngành giấy trong quá trình sản xuất, giúp góp phần bảo vệ môi trường và giảm nhẹ gánh nặng về van dé ô nhiễm cho các nhà sản xuất yên tâm hoạt động, từ lâu trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu về hiện trạng nước thải ngành giấy, và về các công nghệ, các giải pháp để xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn cho phép Không những thế, nhiều nhà nghiên cứu đã và đang tìm các giải pháp để sản xuất sạch, giảm thiểu tối đa lượng chất thải cho ngành sản xuất giấy và bột giấy, mà đáng quan tâm nhất là nước thải Có thê nói ngày nay SXSH được các nhà sản xuất đặc biệt quan tâm do tính hiệu quả của nó 3.4.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Ngày nay, sản xuất sạch hơn đã và đang xâm nhập rất nhiều vào lĩnh vực sản xuất cả trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng Nhiều giải pháp, công nghệ SXSH đã được ứng dụng hiệu quả
Trang 24liệu đã đưa ra các cơ hội SXSH tại một số cơng đoạn của q trình sản xuất bột giấy và giấy Bên cạnh đó UNEP cịn trình bày chỉ tiết các cản trở đối với sản xuất sạch và đưa ra các cách giải quyết những cản trở đó Đặc biệt quan tâm là UNEP trình bày về khái
niệm xây dựng mức chuẩn và các số chỉ thị về sản xuất sạch Đây là một khái niệm khá
mới mẻ, đòi hỏi nhiều thời gian nghiên cứu, nhưng lại giúp cho các doanh nghiệp có
thể đánh giá đúng mức về tình hình sản xuất hiện tại để có thể áp dụng các giải pháp
SXSH phù hợp Tài liệu đã minh họa một trường hợp áp dụng SXSH điển hình tại nhà máy giấy ở Ân Độ và đã đạt được kết quả to lớn về môi trường và kinh tế, được tóm tắt dưới bảng sau:
Bảng 3 Kết quả thu được sau một năm thực hiện SXSH tại nhà máy giấy và bột giấy
Ashoka, An D6
Thông số Trước Sau Thay đổi (%) Công suất (tan/ngay) 36 42 + 17
Lưu lượng (m/ngày) 153 92 - 40
COD (kg/tấn) 700 498 - 29
TS (kg/tan) 980 700 - 40
Chi phi (tram nghin Rubi/nam)
Xử lý dòng thải 116 97 - 17 Hóa chất 155 144 -7 Nang luong 430 393 - 8,6 (Nguon: UNEP, nd) Aquatech (1997) đã từng trình bày vẫn đề mức chuẩn cho việc áp dung SXSH
trong một báo cáo trình cho Tập đồn bảo vệ môi trường Australia Aquatech nhận
định mức chuẩn có tiềm năng tạo điều kiện đánh giá khách quan các kết quả của SXSH Mức chuẩn cho phép so sánh hiệu suất giữa các ngành công nghiệp với nhau trong
Trang 25cùng một khu vực thực hiện theo một thời gian nhất định Aquatech đã thực hiện
SXSH và áp dụng các chỉ số đo mức chuẩn, theo đó hiệu suất ngành giấy của Australia
được so sánh với các nước cụ thê khác như Canada, Mỹ, và Đức Kết quả là có thể rút ra được các nhận xét về các mặt ưu, khuyết của từng công đoạn sản xuất, từ đó có giải
pháp cải tiễn quy trình sản xuất hay thay đôi công nghệ sản xuất phù hợp
Ngoài ra còn nhiều dự án áp dụng SXSH khác cho ngành giẫy ở các nước Trung Quốc, Canada
3.4.2 Tình hình nghiên cứu trong nước
Tại Việt Nam, chương trình SXSH hiện đã được phổ biết khá rộng rãi Nhiều nhà máy đã ứng dụng SXSH và đạt được lợi ích kinh tế - môi trường cao, như nhà máy
giấy Linh Xuân, hay công ty giấy Xuân Đức, Vĩnh Huê Bên cạnh đó cũng có nhiều nghiên cứu nhằm tìm kiếm các giải pháp SXSH thích hợp và đạt hiệu quả cao
Viện công nghiệp giấy và xenlulô có nhiều đề tài về chủ đề này như:
e_ “Nghiên cứu sản xuất bột giấy bằng công nghệ sạch hơn đôi với nguyên liệu là cây ngắn ngày” — Đề tài cấp bộ năm 1996
e_ “Nghiên cứu công nghệ tẩy trăng bột giấy sử dụng ôxy — kiểm” — Đề tài
cấp nhà nước năm 2000 — 2001
e “Nghiên cứu công nghệ sản xuất bột giấy, lignin và đường xyloza từ nguyên liệu bã mĩa và rơm lúa sử dụng môi trường dung môi hữu cơ và chất xúc tác” — Đề tài cấp bộ năm 2001
Trang 26SAN XUẤT SẠCH y ` Tuần hoàn nước đen và nước trắng trong khâu tây rửa bột, tay va pha loãng bột e Tuần hoàn bột tồn lưu trong các hốc e Thu hồi và tuần hoàn hơi nước ngung ty e Thu hồi và tuần hoàn soi tir IƯỚC
trang bang cach lap cac hệ thống duy trì hiệu suất ( San xuat dung dich sunphat từ dịch đen e Sử dụng sợi ngắn/thải làm bìa e Tao biogas
tir chat thai
hữu cơ e Sử dụng phế liệu từ khâu làm sạch nguyên liệu làm nhiên
\ liệu nôi hơi
(, Sản xuất các loại giấy có sản lượng ( CaO e Sản xuất giấy không tây thay cho \ giấy tây
TAI CHE SAN PHAM CAT TIEN NGUON THAI GIAM ;
|
Vv N \ y
Thu hoi va Tạo ra Bảo dưỡng Thay đối quy
tái sử dụng phé pham tot hang trinh
tai cho cé ich ngay
( Sửa chữa tất ca ro ri e Đóng chặt các van/Vịi khi không sử dụng e Che các sàn lọc rung, tránh rơi vãi e Loại bỏ cặn vẫn trong sàng lưới và vòi phun \ TIƯỚC |
Thay đổi nguyên liệu đầu
vào: ;
> Dùng thuốc nhuộm không độc
> Tây băng hydrogen peroxide
Kiêm sốt quy trình tơt hơn:
> Tối ưu hóa quy trình nấu
> Tinh chế ớ mức én định bột
cao nhất có thể
> Dùng các hóa chất phụ trợ
q trình lưu để tận dụng tối
đa thuốc nhuộm
Cải biến thiết bị:
> Lắp vòi phun nước hiệu quả > Có bề thơi kích cỡ hợp lý,
tránh rơi vãi bột
> Cung cấp máy nghiền bột vụn > Dung bộ thu gơm sợi có áp lực
cao trong máy làm sạch ly tâm
> Dùng các bộ điện dung để
nâng cao hệ số điện năng > Cung cấp các bộ nạo hốc có
kích cỡ hợp lý
> Lắp bộ điều chỉnh bộ ôn định Thay đôi công nghệ: > Cái biến quy trình nghiền bột > Cân nhắc các quy trình nghiền
bột thay thế
> Cải biến quy trình rửa và khử
nước
> Dùng các quy trình tây thay thế, như tây oxy/tây ozone
Hình 4 Sơ đồ tóm tắt các giải pháp thực hiện SXSH cho ngành giẫy
Trang 27TIEN DO THUC HIEN DE TAI
Tiến độ của luận văn dự kiến thực hiện như sau:
Bảng 4 Tiến độ thực hiện đề tài
Tháng (năm 2010) 4 5 | 6
Dự kiến nội dung
thực hiện
Thực hiện đề cương luận văn
Nhận dạng và thu thập tài liệu về nhu
câu sử dụng nước và mức độ ô nhiễm
nước thải của các nhà máy giấy tại Bình
Dương (thực hiện ít nhất là 3 nhà máy)
Khảo sát thực địa và xác định các quá trình sản xuất, nguyên vật liệu, lượng nước tiêu thụ, lượng nước thải phát sinh
và tình hình xử lý tại các nhà máy lựa
chọn
Lay mẫu nước thải tại các nhà máy va
phân tích
Đánh gia so bộ thành phân nước thải và xác định bản chât của từng loại ơ nhiềm
Tính tốn cân bằng khối lượng về tiêu
thụ nước, phát sinh nước thải và các chất
ô nhiễm, từ đó đánh giá các cơ hội
SXSH để tiết kiệm nước
Lựa chọn các giải pháp kỹ thuật thích hợp đê tiết kiệm nước
Hoàn thiện luận văn
Trang 28
5 BO CUC DU KIEN CUA LUAN VAN
Lời cảm ơn Mục lục
Danh sách các từ viết tắt, bảng biểu, hình vẽ
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU
1.1 Đặt vẫn đề
1.2 Tính cấp thiết của đề tài
1.3 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
1.4 Nội dung nghiên cứu của đề tài 1.5 Phương pháp nghiên cứu của đề tài
CHƯƠNG 2: TONG QUAN VE SAN XUAT SẠCH HƠN
2.1 Dinh nghia SXSH
2.2 Các bước thực hiện SXSH
2.3 Lợi ích của SXSH
CHƯƠNG 3: TỎNG QUAN NGÀNH CÔNG NGHIỆP GIẦY
3.1 Giới thiệu công nghệ sản xuất
3.2 Tình hình ô nhiễm nước thải của ngành giấy
CHƯƠNG 4: TINH HINH SAN XUAT CUA CAC NHA MAY GIAY TAI
BINH DUONG
4.1 Công nghệ sản xuất của các nhà máy giấy lựa chọn khảo sát 4.2 Đánh giá mức độ ô nhiễm nước thải
Trang 29CHƯƠNG 5: XAY DUNG MUC CHUAN CHO NGANH GIAY TAI BINH
DUONG
5.1 Giới thiệu chung về xây đựng mức chuẩn
5.1.1 Mục đích của việc xây dựng mức chuẩn 5.1.2 Các số chỉ thị về sản xuất sạch hơn
5.2 Xây dựng mức chuẩn cho ngành giấy tại Bình Dương
CHƯƠNG 6: ĐÁNH GIÁ CÁC CƠ HỘI SXSH CHO NGÀNH GIẦY TẠI
BÌNH DƯƠNG
6.1 Xác định các công đoạn lãng phí nước
6.2 Đánh giá cơ hội SXSH cho từng công đoạn sản xuất
CHƯƠNG 7: ĐÈ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP SXSH CHO NGÀNH GIẦY TẠI BÌNH DƯƠNG NHẰM TIẾT KIỆM NƯỚC
7.1 Lựa chọn công đoạn ấp dụng SXSH
7.2 Đề xuất các giải pháp SXSH cho công đoạn đã lựa chọn
7.3 Phần tích các lợi ích đạt được
7.3.1 Lợi ích kinh tế
7.3.2 Lợi ích môi trường
CHƯƠNG 8: KẾT LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ
8.1 Kết luận
8.2 Kiến nghị
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Trang 30TÀI LIỆU THAM KHẢO
Aquatech (1997) A Benchmark of Current Cleaner Production Practices Report submitted to Cleaner Industries Section — Environment Protection Group — Environment Australia, Septemble 1997
Doãn Thái Hòa (2005) Bảo vệ môi trường trong công nghiệp bột giấy và giấy
Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội
Hải Bằng (2007) Cơ hội đầu tư đài hạn vào ngành giấy (online), viewcd
15/06/2010, from: <
http://vneconomy.vn/70715P0C7/co-hoi-dau-tu-dai-han-vao-nganh-giay.htm>
Hồ Văn (2010) GDP ó tháng đầu năm 2010 tang 12,9% (online), viewed
15/06/2010, from: <
http://www.baobinhduong.org.vn/newsdeta1ls.aspx?newsid=l I26 1>
Ngoại Thương (2009) Phát huy thiên thời — dia lợi - nhân hịa, Bình Dương tiếp tục phát triển nhanh và bền vững (online), viewed 15/06/2010, from: <
http://ngoaithuong vn/news/tinchuyende/1574/1/print.htm1>
Nguyễn Phan Toàn (2010) Nhu cầu về SXSH trong ngành giấy (online),
viewed 18/06/2010, from: <http://www.giaythinhphat.com/news/view/14>
Nguyễn Thị Ngọc Bích (2003) Kỹ thuật xenlulô và giấy Nhà xuất bản Đại học
Quốc gia, Thành phố Hồ Chí Minh
Trần Hồng Phượng (2007) Ô nhiễm từ ngành công nghiệp giấy và giải pháp
(online), viewed 15/06/2010, from: <
http://www.thiennhien.net/news/139/ARTICLE/3 137/2007-09-23 html>
Trần Hữu Quế (2009) Sản xuất sạch hơn ở ngành giấy, cơ hội tiết kiệm cho
Trang 31http://cp4bp.org/site/index.php?option=com_content&view=article&catid=1%3Anews
&id=86%3 Asn-xut-sch-hn-nganh-giy-c-hi-tit-kim-cho-doanh-
nghip&Itemid=27&lang=en>
Trung tâm Công nghệ và Quản lý môi trường CEFINEA (1996) Báo cáo khoa hoc: Nghiên cứu thực nghiệm xác định cơng nghệ thích hợp xử lý nước thải công nghệ giấy và bột giấy CEFINEA, TP HCM
UNEP - IE and CEST (1998) Cleaner Production in Pulp and Paper Mills UNEP - IE and CEST (nd) Tai liệu hướng dẫn sản xuất sạch trong các nhà máy Bột giấy và Giấy Trung tâm Khoa học và Công nghệ Môi trường, trường Đại học