Bài báo cáo Hóa học gỗ và Celluloseuy: Quy trình sản xuất giấy carton và xử lí nước thải nhà máy giấy Carton được nghiên cứu nhằm mục đích tìm hiểu rỏ về quá trình sản xuất giấy carton và đề ra hướng xử lí nước thải nhằm làm giảm ô nhiễm môi trường trong ngành sản xuất giấy. Hi vọng tài liệu sẽ giúp ích cho các bạn trong quá trình học tập cũng như nghiên cứu của mình.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM TP.HCM KHOA LÂM NGHIỆP . Bài báo cáo mơn HĨA HỌC GỖ VÀ CELLULOSE Đề tài QUY TRÌNH SẢN XUẤT GIẤY CARTON VÀ XỬ LÍ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY CARTON GVHD : ThS. Đặng Thị Thanh Nhàn Nhóm 3 Lâm Hồng Đào MSSV: 14114356 Thi Phú Khải MSSV: 14114403 Trần Văn Toàn MSSV: 14115236 Trần Thị Mỹ Thơ MSSV: 14115125 Hồ Diễm Trinh MSSV: 14115400 TP.HCM, ngày 10 tháng 10 năm 2016 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1 SƠ LƯỢC VỀ GIẤY CARTON 2 CHƯƠNG 2 SƠ LƯỢC VỀ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT CARTON 8 CHƯƠNG 3– XỬ LÍ NƯỚC THẢI Ở NHÀ MÁY GIẤY CARTON 24 KẾT LUẬN DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1 Các loại sóng giấy Hình 2.Khn chữ chì in Typo 20 Hình 3. Một bản in Lito năm 1902, 33 x 24 cm 21 Hình 4. In lụa .23 DANH MỤC BIỂU ĐỒ DANH MỤC BẢNG Bảng 1 Cơng dụng một số loại bìa carton Bảng 2 Một số nhà máy sản xuất giấy carton Bảng 3 Thành phần nước thải của nhà máy Giấy 25 Bảng 4. Ước tính tải lượng chất thải ơ nhiễm sau khi áp dụng SXSH .35 Bảng 5. Bảng ước tính lượng chất thải ơ nhiễm khi áp dụng sản xuất sạch 36 DANH MỤC SƠ ĐỒ Hóa Học Gỗ & Cenllulose LỜI MỞ ĐẦU Giấy là sản phẩm khơng thể thiếu trong hoạt động xã hội của bất kỳ đất nước nào . Mặc dù phương tiện tin học trong thơng tin và lưu trữ phát triển mạnh , nhưng giấy vẫn ln là sản phẩm khơng thể thay thế được trong hoạt động giáo dục , in ấn , báo chí , văn học , hội họa ,… và đặc biệt trong các ngành cơng nghiệp Và khi nền kinh tế quốc gia phát triển , nhu cầu xã hội gia tăng thì nhu cầu bao bì từ giấy và nhu cầu về các loại giấy gia dụng sẽ càng gia tăng. Và trong nhu cầu ngày càng tăng về giấy , các nhà sản xuất càng cho ra mắt thị trường nhiều loại giấy khác nhau , trong đó có bìa carton dùng trong sản xuất cơng nghiệp và sinh hoạt của con người . Với sự phát triển xã hội và nhu cầu tiêu dùng càng tăng thì lượng chất thải được thải ra mơi trường cũng tăng theo , trong đó có chất thải của cơng nghiệp Giấy . Do đó , nhóm 3 đã chọn đề tài “ Quy trình sản xuất giấy carton và xử lí nước thải của nhà máy giấy carton “ nhằm mục đích tìm hiểu rỏ về q trình sản xuất giấy carton và đề ra hướng xử lí nước thải nhằm làm giảm ơ nhiễm mơi trường trong ngành sản xuất giấy Do cịn hạn chế về chun mơn nên tiểu luận sẽ khó tránh khỏi những sai sót mong cơ chỉnh sửa cho chúng em Hóa Học Gỗ & Cenllulose CHƯƠNG 1 SƠ LƯỢC VỀ GIẤY CARTON 1.1 Giới thiệu chung về giấy carton 1.1.1Định nghĩa Giấy : là sản phẩm xơ sợi xenlulo có dạng tấm , trong đó sợi và các phần sợi được liên kết với nhau tạo mạng khơng gian ba chiều . Carton (giấy carton) là một loại giấy trong ngành bao bì, có ít nhất 2 lớp với 1 lớp sóng và lớp lót, có trường hợp lên đến 9 lớp (5 lớp lót và 4 lớp sóng). Giấy bìa ( bìa carton nhiều lớp ) có thể định nghĩa khái qt là loại giấy dầy và cứng . Giới hạn phân biệt giữa bìa và giấy cũng khơng thật rõ ràng nhưng theo tiêu chuẩn ISO thì định lượng trên 224gr/m2 ( dưới 224gr/m2gọi là giấy) sản phẩm được gọi là bìa và có bề dầy khoảng 0.25mm 1.1.2 Vài điểm cơ bàn về giấy carton Cấu trúc của giấy carton gồm hai phần chính : Lớp giấy mặt và lớp sóng trung gian. Ngồi ra, một số giấy carton người ta cịn thiết kế thêm lớp giấy đáy Lớp mặt: Là lớp ngồi cùng, có màu trắng, vàng hoặc nâu, thường sử dụng các loại giấy phẳng, mịn và đẹp Lớp trung gian: Lớp giấy tạo thành từ lớp sóng giấy, rãnh. Được dán vào lớp mặt và đáy đóng vai trị như 1 tầng lớp đệm thùng carton Lớp đáy: Có thể là lớp giấy bình thường hoặc là 1 lớp giấy cứng hỗ trợ trong việc trợ lực Hóa Học Gỗ & Cenllulose Loại giấy được sử dụng chủ yếu trong sản xuất giấy carton: giấy Kraft và giấy carton thường Các loại giấy carton cơ bản: Giấy carton 2 lớp: tạo bởi một lớp mặt và một lớp sóng trung bình. Được dùng với mục đích gói đồ và cố định sản phẩm Giấy carton 3 lớp : được tạo bởi một lớp mặt, một lớp đáy và một lớp sóng trung bình. Đây là dạng thường gặp nhất trên thị trường Giấy carton 5 lớp: được tạo bởi một lớp giấy mặt, ba lớp giấy sóng và một lớp đáy. Dạng này được dùng cho các ứng dụng chịu lực cao, đặc biệt là dùng trong bao bì xuất khẩu Giấy carton 7 lớp: được tạo bởi một lớp giấy mặt, năm lớp giấy sóng và một lớp đáy. Dạng này chủ yếu chỉ được sử dụng trong các ngành cơng nghiệp địi hỏi tính chịu lực cao Các loại sóng phổ biến dùng trong giấy carton: Giấy carton với 3 loại sóng chính tạo nên các rãnh, vịng uốn lượn của giấy tấm carton: sóng A, sóng B, và sóng E Tùy theo mục đích sử dụng mà các loại tấm carton được thiết kế sử dụng các loại sóng khác nhau: Sóng A: Độ cao sóng giấy 4.7 mm – giấy tấm sử dụng sóng A chịu được lực phân tán tốt trên tồn bề mặt tấm giấy Sóng B: Độ cao sóng giấy 2.5 mm – giấy tấm sử dụng sóng B chịu được lực xun thủng cao Sóng E: Độ cao sóng giấy 1.5mm Hóa Học Gỗ & Cenllulose Chất lượng của tấm carton phụ thuộc chủ yếu vào các lớp sóng trung gian. Việc sản xuất các tấm carton chất lượng phụ thuộc nhiều vào dây chuyền cơng nghệ của doanh nghiệp sản xuất. Do đó, việc tìm kiếm một đơn vị sản xuất giấy tấm carton tốt là điều kiện cơ bản để bảo vệ sản phẩm cơng ty bạn Hình 1 Các loại sóng giấy 1.1.2.1 Carton sóng Loại này dùng để làm thùng chứa và vận chuyển hàng hóa . Cấu trúc của loại này là sự ln phiên của hai hay nhiều lớp phẳng và giấy sóng được dán lại với nhau trên máy tạo sóng . Mặt ngồi cùng gọi là lớp mặt được làm từ bột sunfat gỗ mềm khơng tẩy ( hoặc đơi khi có tẩy ) . Bột giấy được sử dụng làm lóp sóng có hiệu suất cao hơn so với lớp mặt và nó được nghiền ít hơn , cung cấp độ khối và độ cứng cho sản phẩm , thường là bột cơ và bột bán hóa của gỗ cứng , khoảng 15% là bột gỗ mềm . Bột làm lớp mặt được nghiền nhiều hơn để có được độ chịu lực và độ nhẵn 1.1.2.2 Giấy bìa nhiều lớp Loại này được sử dụng làm bao gói . Độ khối của bột cơ trong những lớp ruột làm cho bìa có độ cứng . Bột cơ do vậy là thành phần quan trọng trong sản xuất giấy bìa nhiều lớp . Tùy theo chức năng mà thành phần bột giấy của các lớp khác nhau có sự khác biệt như lớp mặt do thường phải qua q trình in nhiều Hóa Học Gỗ & Cenllulose màu nên được làm từ bột hóa tẩy trắng , hoặc có khi cịn được tráng phấn . Lớp mặt phía trong được làm từ hỗn hợp của bột hóa và bột cơ . Khi sử dụng làm bao gói thực phẩm , bột giấy phải khơng được chứa những tạp chất có khả năng thấm hay dẫn truyền làm thực phẩm có mùi lạ 1.1.2.3 Cơng dụng của một số loại bìa carton Bảng 1 Cơng dụng một số loại bìa carton Loại giấy Cơng dụng Giấy Duplex Loại bìa có ít nhất hai lớp , lớp ngồi cùng có chất lượng tốt nhất và thường có màu trắng , lớp dưới có màu bột khơng tẩy . Được tạo hình trên máy xeo dài hoặc xeo trịn ( ít nhất từ hai trục lưới ) Bao bì thực Loại bìa được sử dụng trong bao gói thực phẩm , có cấu trúc phẩm một hay nhiều lớp , thường làm từ bột chính phẩm đã tẩy trắng Carton sóng Loại bìa nhiều lớp dùng làm hộp chịu gấp Lớp ngồi cùng được làm bằng bột chính phẩm , những lớp khác ( lớp sóng và lớp thẳng nằm phía trong ) có thể làm từ bột giấy thu hồi Bìa ép Loại bìa nhiều lớp làm từ 100% bột thu hồi chất lượng thấp Giấy đế Loại giấy sẽ được dùng để tráng phấn hay áp dụng một xử lý bề mặt nào đó Hóa Học Gỗ & Cenllulose Bìa làm bao gói Loại bìa dùng làm các loại túi chịu lực cao như bao xi măng , chịu lực làm từ 100% bột hóa 1.3 Tình hình ngành giấy carton ở nước ta Cơ c ấu nhập khẩu gi ấy 2015 Giấy khác 35% Giấy bao bì 45% Giấy in 16% Giấy tissue 4% Biểu đồ 1 Cơ cấu nhập khẩu giấy 2015 Tốc độ và tiềm năng tăng trưởng tốt. Bao bì giấy là sản phẩm chính của ngành giấy Việt Nam, chiếm gần 70% tổng tiêu thụ tồn ngành và 45% tổng kim ngạch nhập khẩu giấy năm 2015. Với quy mơ dân số đơng và tiềm năng tăng trưởng mạnh của ngành tiêu dùng trong nước cùng với triển vọng xuất khẩu được đẩy mạnh nhờ TPP, ngành bao bì giấy có triển vọng tăng trưởng khá tốt trong các năm tới Cạnh tranh cao trong sản xuất bao bì thành phẩm tuy nhiên thiếu cung trong sản xuất giấy làm bao bì (giấy cơng nghiệp) Số lượng doanh nghiệp tham gia vào khâu sản xuất ra thành phẩm cuối cùng là bao bì giấy khá nhiều, với hơn 200 nhà cung cấp. Cạnh tranh giữa các doanh nghiệp này tương Hóa Học Gỗ & Cenllulose đối gay gắt, đặc biệt là giữa các doanh nghiệp trong nước với các doanh nghiệp FDI. Tuy nhiên, cạnh tranh trong phân khúc giấy cơng nghiệp (đầu vào để sản xuất bao bì giấy hiện tương đối thấp do số lượng doanh nghiệp ít và nguồn cung chưa đáp ứng đủ nhu cầu. Hiện khoảng 40% nhu cầu giấy cơng nghiệp vẫn phải nhập khẩu. Rào cản gia nhập ngành chủ yếu yếu tố vốn. Bao bì giấy là sản phẩm phụ trợ cho cơng nghiệp chế biến, khơng có tính đặc trưng và khác biệt lớn. Sản phẩm cũng khơng cần xây dựng kênh phân phối và khơng có rào cản về chính sách của Chính phủ. Rào cản gia nhập ngành chủ yếu yếu tố vốn, khi suất vốn đầu tư một nhà máy bao bì là khá lớn, địi hỏi doanh nghiệp phải có tiềm lực tài chính tốt. Đây cũng là ngun nhân khiến các doanh nghiệp vốn đầu tư nước ngồi đang thống lĩnh thị trường bao bì giấy Việt Nam Quy định cao về bảo vệ mơi trường trong sản xuất giấy cơng nghiệp. Ngành giấy là một trong những ngành sản xuất gây ơ nhiễm mơi trường nhất, đặc biệt là mơi trường nước. Việt Nam quy định khá khắt khe về các tiêu chuẩn mơi trường trong sản xuất giấy, trong đó một số tiêu chuẩn cịn cao hơn cả Châu Âu. Tuy nhiên, theo thống kê thì hiện nay 90% các doanh nghiệp trong ngành khơng có hệ thống xử lý nước thải hoặc có nhưng chưa đạt u cầu, chỉ thực hiện để đối phó. Thuế suất xuất nhập khẩu. Thuế nhập khẩu giấy phế liệu phục vụ sản xuất giấy cơng nghiệp hiện tại chủ yếu ở mức 0%. Thuế suất nhập khẩu giấy kraft phổ biến ở mức 15% và các loại giấy bìa khác ở mức 10%. Tuy nhiên, giấy nhập khẩu từ các nước thuộc ASEAN, ACFTA, ASEAN – Hàn Quốc, ASEAN – Úc – Newzealand theo các hiệp định FTA sẽ có mức thuế nhập khẩu 0% và từ ASEAN Ấn Độ mức 5%. Ngồi ra, sau khi Việt Nam gia nhập TPP thì thuế nhập khẩu giấy cơng nghiệp từ Nhật Bản (quốc gia có ngành cơng nghiệp giấy rất phát triển) cũng sẽ giảm xuống 0% Hóa Học Gỗ & Cenllulose Ngồi ra một ưu điểm khác nữa là sự thuận lợi trong việc điều khiển q trình và tính tốn kết quả 3.2.1.3. TOC ( Total organic carbon) Đây là chỉ số phản ánh lượng cacbon hữa cơ tổng cộng có trong 1 vật mẫu. Phương pháp được tiến hành bằng cách nạp một lượng xác định mẫu vào lị đốt ở nhiệt độ cao, tại đây, cacsbon hữu cơ bị oxy hóa đến CO2 dưới sự hiện diện của chất xúc tác. Lượng CO2 được đo bằng máy phân tích hồng ngoại. Để tránh sai số do phần cacbon vơ cơ, cần axit hóa và đuổi khí trước khi phân tích mẫu. Ưu điểm của phương pháp này là nhanh chóng, Tuy nhiên, TOC có giá trị nhỏ hơn lượng cacbon hữu cơ thực tế có trong mẫu do có một số hợp chất hữu cơ khơng bị oxy hóa 3.2.1.4. TOD ( Total oxygen demand ) Đây là chỉ số phản ánh lượng oxy tổng cộng cần thiết để oxy hóa các hợp chất hữu cơ và vơ cơ, chuyển chúng về trạng thái cuối cùng bền vững dưới sự hiện diện của chất xúc tác Pt trong lị đốt. TOD được xác định bằng cách khảo sát hàm lượng O2 hiện diện trong dịng khí mang nitơ Việc xác đinh TOC và TOD cần một số thiết bị hiện đại chưa có ở Việt Nam. Cịn việc xác định BOD và COD là những phương pháp rất đơn giản và kinh tế. Tuy nhiên, việc đo BOD cần đầu tư thiệt bị đắt tiền, thường chỉ có ở những đơn vị chun biệt hoạt động trong ngành mơi trường 3.2.2. Các chất hữu cơ tổng hợp Trong nhóm này có thể kể đến có bốn loại chính sau: thuốc tẩy, thuốc trừ sâu, dầu và dầu nhờn, hóa chất cơng nghiệp 28 Hóa Học Gỗ & Cenllulose Đặc điểm chung của nhóm này là: chúng là những chất độc hại đối với cơ thể sinh vật. Để xác đinh độ độc của chúng, ta tiến hành phương pháp thử sinh học với 2 thơng số sau: Xác định nồng độ chủa chất thải tại lúc cịn khoảng 50% sinh vật thử nghiệm cịn sống sót trong khoảng thời gian xác định. Đây là giới hạn khả năng chịu đựng trung bình. Ký hiệu TLm hay LD50 Xác định nồng độ chất thải tối đa mà tại đó khơng gây ảnh hưởng đối với sinh vật thử nghiệm trong vịng 96 giờ. Thường khi độc tính của nước thải trong khoảng bằng 0,05 – 0,1 TLm thì sẽ khơng gây hại cho mơi trường nước 3.2.2.1.Thuốc tẩy Ngồi độ độc, ta cịn quan tâm đến hiện tượng tạo bọt của chúng. Trong cơng nghiệp, thuốc tẩy thường được sử dụng để làm sạch các thiết bị cơng nghiệp. Trong q trình nấu bột giấy có thể có sự tạo thành những chất hoạt động bề mặt tự nhiên cũng mang tính chất tẩy rửa 3.2.2.2. Dầu và dầu nhờn Gây nên những vấn đề khó khăn do nó làm giảm sự thơng thống khí và truyền dẫn tia sáng của chất lỏng. Ngồi ra, nó cịn là tác nhân dễ bốc cháy Trong cơng nghiệp giấy xuất xứ của dầu trong nước thải là dầu bơi trơn và dầu chạy máy. Định lượng dầu bằng cách trích ly tách dầu ra khỏi nước thải với dung mơi là hexan. Sau đó cho hexan hóa hơi và ta đo được khối lượng của dầu 29 Hóa Học Gỗ & Cenllulose 3.2.2.3.Màu Thường có 2 khái niệm là màu thật và màu biểu kiến. Màu thật của nước thải được đinh nghĩa như là màu của nước sau khi đã loại bỏ độ đục ( chất cặn lơ lửng ). Màu biểu kiến khơng chỉ là màu do các chất hịa tan mà cịn là do bởi các vật chất lơ lửng trong nước Trong cơng nghiệp giấy và bột giấy, dịng nước thải có màu rất sậm, ngun nhân màu là do từ nhiều giai đoạn khác nhau trong quy trình sản xuất. Ví dụ như q trình sản xuất bột giấy theo phương pháp hóa học, lignin và các dẫn xuất của nó có trong gỗ bị hịa tan vào dung dịch nấu làm cho trong dung dịch có cường độ màu cao. Sự có mặt của màu sẽ có những bất lợi sau: Làm giảm sự truyền ánh sáng của tia sáng mặt trời do đó gây trở ngại cho q trình quang hợp tức làm giảm hoạt động sống của các quần thể sinh vật sơng dưới nước Làm mất màu tự nhiên của nước và như vậy làm mất vẻ mỹ quan của dịng nước Ảnh hưởng đến những sử dụng nước thải cơng nghiệp và đơ thi, như hao phí cho việc xử lý nước sẽ tăng lên, cũng như vơ số vấn đề phức tạp sinh ra khi thiết bị hệ thống cơng nghệ Các vật thể mang màu sẽ tao phức với kim loại như Fe, Cu tạo nên các chất lắng tủa có trạng thái như nhựa. Chất bã này như vậy sẽ lấy đi các kim loại có sẵn trong nước và điều này sẽ ảnh hưởng đến q trình trao đổi chất bình thường đến q trình trao đổi chất bình thường của các sinh vật sống trong nước và làm giảm hoạt động của nước 30 Hóa Học Gỗ & Cenllulose Ảnh hưởng đến hoạt động của cá và khả năng sinh sản của chúng BOD5 khơng đo được các vật thể mang màu mà chỉ có BOD20100 mới có thể đo 3.2.3. Các hợp chất vơ cơ và chất khống 3.2.3.1 Độ pH Độ pH của nước thải sẽ phụ thuộc vào loại phương pháp nấu bột, tẩy trắng bột và loại sản phẩm. Như pH thấp đối với bột sunfit vào cao đối với bột Kraft. Trong mọi trượng hợp pH đều được chỉnh đến khoảng 6 –8 trước khi sử lý sinh học hoặc thải ra môi trường, như vậy mới đảm bảo được sự tồn tại của các sinh vật sống trong nước 3.2.3.2. Kim loại nặng Kim loại nặng liên quan đến cơng nghiếp giấy là: Al, Cr, Cu, Ni, Ti, Fe, Hg, Zn…, chúng xuất thân tự: Hóa chất sử dụng trong q trình sản xuất bột Chất phụ gia trong q trình làm giấy Sản phẩm của sự rị rỉ thiết bị Tất cả các kim loại nếu có hàm lượng vượt q một số giấy hạn nào đó đều trở thành những độc tố và có thể đánh giá bằng chỉ số TL m. Phần lớn nồng độ các kim loại được xác định bằng phương pháp quang phổ hấp thu nguyên tử 3.2.4.Các chất cặn cáu Các chất rắn trong nước thải được phân thành 3 loại: 31 Hóa Học Gỗ & Cenllulose Chất rắn tổng cộng được định nghĩa như phần chất cịn lại sau khi làm hóa hơi nước thải ở 103105o C Chất rắn lơ lửng hay chất rắn có thể lọc được, được đánh giá qua chỉ tiêu TSS, đó là hàm lượng chất rắn lơ lửng có trong 1 đơn vị thể tích nước thải, định nghĩa là loại chất rắn có đường kính khoảng 1um và sẽ được giữ lại trên phễu lọc trung bình. Chất rắn lơ lửng có thể được chia thành chất có thể lắng được và chất khơng thể lắng được. Chất có thể lắ được sẽ lắng dưới đáy của dụng cụ bình cơn Inhoff sao 60 phút Chất rắn hịa tan : là chất rắn qua được phiễu lọc trung bình bao gồm chất keo – có kích thước 1103 µm – và chất rắn hịa tan thực sự có kích thước dưới 103 µm . Chất được xem là gây ơ nhiễm là những thành phần trong nước thải có thể lắng được và dẫn đến sự hình thành lớp bùn lắng ở đáy . Sự tích tụ của lớp bùn lắng này sẽ mang đến bất lợi như : Làm thay đổi thành phần của những sinh vật sống ở đáy Lớp bùn này sẽ lớp bớt nguồn oxy của lưu chất Các vi khuẩn kỵ khí sẽ gây nên các vấn đề về mùi do sự phân hủy lớp bùn và khí thốt ra từ sự phân hủy này sẽ làm cho bùn nổi lên bề mặt của lưu chất 3.2.5 Các tác chất gây bệnh Liên quan chủ yếu đến các vi sinh vật bệnh lý , nấm mem , vi khuẩn , vi rút mà chúng gây bệnh cho con người . Nếu nhà máy giấy và bột giấy có hệ thống cống rãnh riêng cho nước thải sinh hoạt và chúng được xử lý riêng thì sẽ khơng có ngun nhân nào cho sinh vật bệnh lý hiện diện trong dịng nước thải 32 Hóa Học Gỗ & Cenllulose cơng nghiệp . Các nhà máy sản xuất thường thiết kế hệ thống cống rãnh như thế. 3.2.6 Các chất dinh dưỡng cho cây Liên quan chủ yếu đến nito , phốt pho , kali và ion kim loại . Nước thải trong cơng nghiệp giấy thường có hàm lượng nito , phốt pho thấp và do vậy sẽ có một khó khăn nhỏ nếu ta khơng bổ sung thêm lượng nito , phốt pho trước khi xử lý bằng phương pháp sinh học 3.2.7 Các chất tải nhiệt Khi có một năng lượng nhiệt cấp vào nguồn nước làm cho nhiệt độ dịng nước tăng lên ta nói nước có sự ơ nhiễm về nhiệt . Hiện tượng này làm cho vận tốc trao đổi chất của các chất sống trong nước tăng lên và do đó địi hỏi lượng oxy lớn hơn trong nguồn nước . Ngồi ra , nhiệt độ tăng cũng làm giảm lượng oxy hịa tan trong nước ảnh hưởng đến sinh thái của con người 3.3 Phương pháp xử lí nước thải của nhà máy giấy carton 3.3.1 Sơ đồ xử lí nước thải của nhà máy giấy carton Ngun liệu : giấy tái chế ( giấy báo, carton cũ) Sơ đồ 2 Sơ đồ xử lí nước thải tương ứng Nước Hớt Trung TURB Metan Bùn thải váng, hịa có OCIR hóa hoạt chung bể thể CULA đệm đơng –TOR tính tụ Tuần hồn bùn sản xuất Tuần hồn từng phần nước đã lắng trong sản xuất Nước 33 Hóa Học Gỗ & Cenllulose Làm đặc bùn Khử nước Hệ thống cần một bể điều hịa . Xử lí hóa lí bằng đơng tụ kết bơng TURBOCIRCULATOR bằng cách phun nhơm sulfat và chất đa điện li vào bể nước thải và có thể loại bỏ được 9599% chất rắn huyền phù . Có thể thay Turbocirculator bằng máy tuyển nổi Sediflotazur Xử lí kị khí ( Metan hóa ) giảm được 6090% COD của tải khi vào bể phản ứng kị khí thay đổi từ 640kg COD/m 3.ngày . Metan được thu lại cho phép dùng làm chất đốt thay thế nồi hơi . Nước thải sau khi xử lí kị khí chưa đạt tiêu chuẩn thải vào nguồn nước thì phải xử lí tiếp theo bằng bùn hoạt tính để giảm BOD 5 được khoảng 90% và COD được 80% Trong quy trình cơng nghệ , sau khi xử lí hóa lí , tùy thành phần của nước thơ và hiệu quả xử lí ta có các sơ đồ xử lí sinh học khác : Với kĩ thuật bùn hoạt tính , tiếp theo có hoặc khơng có lọc sinh học Có thể thay kĩ thuật bùn hoạt tính bằng màng sinh học với các lọc sinh học Bùn sinh học sơ cấp được tuần hồn cho xử lí 3.3.2 Sản xuất sạch hơn Là việc sử dụng hiệu quả ngun liệu và năng lượng cũng như tính độc hại của tất cả các chất thải ngay tại nguồn thải 3.3.2.1 Các giải pháp giảm thiểu chất thải Giải pháp giảm thiểu chất thải tại nguồn, mục đích là tìm hiểu tận gốc nguồn phát sinh ơ nhiễm nhằm đánh giá, phân tích tìm hiểu q trình sản xuất cũng như việc quản lí của cơ sở sản xuất tránh phát sinh dịng thải khơng nên có 34 Hóa Học Gỗ & Cenllulose Giải pháp thay đổi cơng suất cấp khí cho lị hơi: vấn đề tiết kiệm nhiên liệu chưa thực sự được quan tâm, hầu hết lượng than được sử dụng khơng hiệu quả, do đó tồn tại sự lãng phí nhiên liệu kết quả là làm tăng nồng độ của các chất ơ nhiễm phát sinh trong q trình đốt. Vì vậy kiểm sốt được q trình đốt, tăng hiệu quả sử dụng lị hơi sẽ rất cần thiết Nâng cơng suất cấp khí lị hơi lên 706m3/h thì tiết kiệm được 1.470kg than/tháng, tương đương với 615.500 đồng/ tháng, do đó lượng than cần sử dụng sẽ giảm khoảng 24％ dẫn đến hàm lượng chất ơ nhiễm khí và bụi giảm 23％ Bảng 4. Ước tính tải lượng chất thải ơ nhiễm sau khi áp dụng SXSH STT Tác nhân nhiễm Trước áp dụng Khi SXSH SXSH Xi 76.5 74.7 Bụi 1.83 1.7 CO2 1452.04 1419 SO2 5.87 5.52 CO 0.14 0.125 áp dụng 3.3.2.2 Giải pháp tuần hồn nước ngưng Giả sử tuần hồn được 11.09 tấn nước ngưng cho tất cả 2 máy xeo(áp dụng cho quy mơ sản xuất 4.36 tấn/ngày) với định mức là 0.11Kwh/tuần nước, ước tính lượng điện tiết kiệm được là lo khơng tuần hồn được 11.09 tấn nước. Với phương pháp này lượng than tiêu thụ sẽ giảm được 34 ％ dẫn tới giảm lượng bụi và ơ nhiễm khơng khí phát sinh 35 Hóa Học Gỗ & Cenllulose Bảng 5. Bảng ước tính lượng chất thải ơ nhiễm khi áp dụng sản xuất sạch STT Tác nhân ô nhiễm Trước áp dụng Khi áp dụng SXSH SXSH Xi 76.5 73 Bụi 1.83 1.72 CO2 1452.04 1364.7 SO2 5.87 5.52 CO 0.14 0.13 3.3.2.3 Giải pháp khoa học kỹ thuật trong cơng đoạn xeo giấy Trong q trình tạo bột của cơng nghiệp xeo giấy, những chất hữu cơ (có thể chiếm tới 50 ％ thành phần ngun liệu như lignin, chất bán sợi, phụ gia chất khống, chất có thể chiết xuất, loại đa đường ) sẽ xuất hiện trong dịch thải và gây ơ nhiễm nặng đối với mơi trường nếu khơng kịp thời thu hồi được dịch đen Dịch đen, theo thuật ngữ ngành giấy, dịch thải chưng nấu, là nguồn tài ngun tái sinh trong q trình tạo bột xeo giấy, bao gồm 70 ％ chất rắn hữu cơ có thể thu hồi để tái sử dụng và 30 ％ chất rắn vơ cơ. Cũng vì thế mức độ ơ nhiễm từ nước thải cơng nghiệp xeo giấy tỉ lệ nghịch với khả năng thu hồi dịch đen Ngồi ra, trong q trình tạo bột xeo giấy, để tạo nên một sản phẩm đặc thù hoặc những tính năng đặc thù cho sản phẩm, người ta cịn sử dụng nhiều hóa chất và chất xúc tác. Những chất này nếu khơng được thu hồi hoặc xử lí mà xả thẳng ra sơng ngịi thì sẽ làm ơ nhiễm nặng nguồn nước Những chất ơ nhiễm chủ yếu của ngành tạo bột xeo giấy đối với các nguồn nước bao gồm: 36 Hóa Học Gỗ & Cenllulose Vật huyền phù: là những hạt chất rắn khơng chìm trong nước bao gồm chất vơ cơ, cát, bụi, quặng hoặc những chất hưu cơ như dầu, cặn hữu cơ Nhiều vật huyền phù xả xuống nguồn nước dần dần sẽ hình thành các “bãi sợi” và tạo ra q trình lên men, từ đó tiêu hao oxy hịa tan trong nước, tác động tới sự sống cịn của các sinh vật trong nước, phủ lấp khơng gian sinh tồn, gây cản trở các hoạt động bình thường Vật hóa hợp khó sinh hóa phân giải: bắt nguồn chủ yếu từ chất đường phân tử lớn và lignin trong nguyên liệu sợi. Những chất này thường có màu, do đó ảnh hưởng đến sự chiếu rọi của ánh sáng vào nguồn nước. Những vật chất này cũng có thể gây biến dị trong cơ thể sinh vật nếu bị hấp thu Các vật chất có độc: rất nhiều vật chất có độc đối với sinh vật hiện diện trong nước thải của cơng nghiệp giấy như colophan và axit béo khơng bão hịa trong dịch đen, dịch thải của đoạn tẩy trắng, dịch thải đoạn rút xút Bên cạnh các vật chất độc hại trên, nước thải của ngành cơng nghiệp giấy có thể làm ảnh hưởng trầm trọng đến trị số PH của nguồn nước, hoặc làm ngăn cản ánh sáng, tác động đến q trình quang hợp, từ đó làm mất sự cần bằng sinh thái trong mơi trường nước Xử lí ơ nhiễm cơng nghiệp trên thế giới thường được chia làm hai phần: xử lí trong nhà xưởng và xử lí ngồi nhà xưởng. Xử lí ngồi nhà xưởng gồm 3 cấp, có thể sử dụng vịng tuần hồn để thu hồi, tái tận dụng, xử lí các chất thải trước khi xả ra mơi trường. Xử lí trong nhà xưởng là có những biện pháp thiết thực xử lí hoặc làm giảm bớt ơ nhiễm phát sinh ngày trong q trình sản xuất Những biện pháp xử lí trong nhà xưởng nhìn chung có hiệu quả kinh tế rõ rệt, tiết kiệm năng lượng và nước, thu hồi khá triệt để những thành phần có ít. Trình độ xử lí chất thải nhà xưởng càng cao thì chi phí xử lí ngồi nhà xưởng càng thấp. Vì vậy hướng đi đúng đắn cho cơng nghiệp xeo giấy trong việc phịng 37 Hóa Học Gỗ & Cenllulose chống ơ nhiễm là tăng cường xử lí trong nhà xưởng bằng cơng nghệ khoa học kỹ thuật tiên tiến Xử lí dịch đen thường có 3 phương pháp: phương pháp thu hồi kiềm theo cơng nghệ tiên tiến nhất những năm gần đây, tuy nhiên hiệu quả rộng rãi khơng thật sự cao vì vốn đầu tư q lớn, phương pháp xử lí sinh hóa bằng hệ thống xử lí nước thải, cũng địi hỏi hệ thống kỹ thuật cao và sự chính xác tuyệt đối, và phương pháp thứ ba là thay đổi tính chất của lignin trong dịch đen Theo quy trình cơng nghệ này, dịch đen lỗng sẽ được chưng phát màng mỏng phun dội bằng hơi nước, sau đó thêm chất xúc tác để xử lí biến tính qua hồng hóa. Ở bước tiếp theo, khi tiếp tục được cấp nhiệt bằng than gián tiếp và làm khơ bằng li tâm cao tốc, thốt khí thải khơng gây ơ nhiễm, lignin hồng hóa đã được chiết xuất và trở thành bột khơ muối sulfonic lignin, chủ yếu dùng làm chất hút nước bê tơng, chất đơng cứng cát, chất dính Đây là một thiết kế cơng nghệ mang tính khả thi , có thể giảm vốn đầu tư cho việc xử lí dịch đen Quan trọng hơn, với lưu trình hồn thiện khơng có nước thải thốt ra( nước nóng thải có thể chuyển sang sử dụng ở cơng đoạn rửa tẩy) đây là một cơng nghệ có khả năng giúp ngành giấy tiến một bước dài trong những nỗ lực bảo vệ tài ngun mơi trường, nhất là tài ngun nước 3.3.2.4 Các biện pháp xử lí ơ nhiễm khơng khí Đối với cơng nghệ tái chế giấy ơ nhiễm khơng khí khơng phải là vấn đề nghiêm trọng tuy nhiên để xử lí triệt để vấn đề ơ nhiễm mơi trường chúng ta cần thực hiện các biện pháp: Giảm thiểu tiếng ồn cần thiết phải chỉnh và bảo dưỡng tốt các chi tiết truyền động của các thiết bị Thiết kế lắp đặt các chụp hút khí tại các vị trí phát sinh chất ơ nhiễm mơi trường , nâng chiều cao ống khói lị hơi 38 Hóa Học Gỗ & Cenllulose 3.3.2.4 Các biện pháp xử lí ơ nhiễm mơi trường nước Xử lí thu hồi xơ sợi: Nước thải từ các cở sở tái sinh giấy chứa nhiều xơ sợi và bột giấy có kích thước nhỏ bị lọt qua nước xeo, chỉ cần tách tận thu xơ sợi này ngay cả tại từng cơ sở sản xuất trước khi nhập dịng thải chung để xử lí, để tách xơ sợi và bột giấy trong nước thải có thể áp dụng các biện pháp sau: Xây dựng bể lắng: Đơn giản và hiệu quả nhất là xây dựng bể lắng ngang định kì nạo vét tận thu lượng xơ sợi lắng dưới bể, lựa chọn thiết kế điển hình bể lắng ngang chiều dài l=18m, bề rộng b=3m, thời gian lưu nước thải t=1h, số ngăn bể lắng N= 1, chiều cao bể H=3.5m. Kết quả có thể tận thu được 5060％ lượng bột giấy Kết hợp bể lắng và lọc túi: cho dịng nước thải chảy vào túi lọc và đặt nằm ngang ở ngay bể vào của các bể lắng, xơ sợi và bột giấy mịn được giữ lại trong túi. Khi một túi nào đó đã đầy xơ sợi thì đóng cửa nước thải vào ngăn đó và thay bằng túi mới, xơ sợi trong túi sau khi được tách nước sẻ tận thu đem trộn với ngun liệu đầu ở bể ngâm kiềm như vậy sẽ làm giảm được tiêu hao ngun liệu giấy vụng và giảm ơ nhiễm trong dịng thải giảm nhẹ khâu xử lí phía sau. Kết quả là 6065 ％ lượng xơ sợi nhưng khơng thuận lợi trong khâu vận hành vì phải thay thế túi lọc định kì và chọn loại giấy bọc phù hợp do bột giấy có thể chứa kiềm và một số loại hóa chất tẩy Kết hợp tuyển nổi và lắng: đây là biện pháp tách xơ sợi trong nước thải triệt để hơn. Ở đầu bể lắng được bố trí bộ phận phân phối để cấp khí vào nước thải có kích thước bột mịn(khoảng 0.2mm) xơ sợi và bọt khí sẽ bám xung quanh các bọt khí và nổi lên trên bề mặt, trên bề mặt bể lắng có bố trí bánh xe gạt xơ bột vào máng thu riêng, sau đó định kỳ đưa xơ tận thu về trộn với ngun liệu giấy vụn ở bể ngâm kiềm 39 Hóa Học Gỗ & Cenllulose KẾT LUẬN Ngành Cơng nghiệp sản xuất bao bì carton trong những năm gần đây đã có những bước tiến triển vượt bậc mở ra những cơ hội mới cho các doanh nghiệp trong ngành. Theo đó với mục tiêu phát triển đến năm 2020 , ngành bao bì carton đã đặt ra những mục tiêu mới về tốc độ tăng trưởng cũng như như những cải cách về chất lượng thành phẩm, đáp ứng tối đa nhu cầu của khách hàng trong và ngồi nước Được đánh giá là một trong những ngành cơng nghiệp có tiềm năng phát triển lớn trong tương lai, trong thời gian gần đây, vượt qua ngồi phạm vi ứng dụng trong bao gói và lưu trữ hàng hóa, người ta dường như chú trọng nhiểu hơn đến quy cách sản phẩm, các chỉ tiêu chất lượng cũng như mẫu mã thùng giấy carton nhằm mang đến những hiệu quả tích cực hơn cho lĩnh vực truyền thơng 40 Hóa Học Gỗ & Cenllulose TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] ThS . Nguyễn Thị Ngọc Bích ( 2010) ,“ Kỹ thuật xenlulo và Giấy” , Nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia Tp.HCM [2] PGS.TS. Lương Đức Phẩm , “Cơng nghệ xử lí nước thải bằng phương pháp sinh học”, Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam [3] Cơng ty cổ phần KARTA , “ Quy trình tạo giấy carton” , http://karta.vn/blog/quytrinhtaogiaycarton/ [4]Cấu trúc các lớp giấy carton , https://sites.google.com/site/thungcartonttvmjsc/hinhanhthungcarton [5] Bài luận “ Bao bì Giấy” , http://tailieuhoctap.vn/chitietsach/204nganhkhoa hockythuat/khoahocvatlieu/779464tieuluanmonhocbaobigiay 41 Hóa Học Gỗ & Cenllulose 42 ... 3.3 Phương pháp? ?xử? ?lí? ?nước? ?thải? ?của? ?nhà? ?máy? ?giấy? ?carton 3.3.1 Sơ đồ? ?xử? ?lí? ?nước? ?thải? ?của? ?nhà? ?máy? ?giấy? ?carton Nguyên liệu :? ?giấy? ?tái chế (? ?giấy? ?báo, ? ?carton? ?cũ) Sơ đồ 2 Sơ đồ? ?xử? ?lí? ?nước? ?thải? ?tương ứng Nước? ?... lượng chất? ?thải? ?được? ?thải? ?ra mơi trường cũng tăng theo , trong đó có chất? ?thải của cơng nghiệp? ?Giấy? ?. Do đó , nhóm 3 đã chọn đề tài “? ?Quy? ?trình? ?sản? ?xuất? ?giấy carton? ?và? ?xử? ?lí? ?nước? ?thải? ?của? ?nhà? ?máy? ?giấy? ?carton? ?“ nhằm mục đích tìm hiểu rỏ ... ảnh hưởng nghiêm trọng đến mơi trường nếu như nước? ?thải? ?khơng được? ?xử? ?lý phù hợp 3.1 Đặc trưng của? ?nước? ?thải? ?cơng nghiệp? ?Giấy? ?bột? ?giấy? ? Nước? ?thải? ?sản? ?xuất? ?bột? ?giấy? ? : Thành phần? ?nước? ?thải? ?bột? ?giấy? ?phụ thuộc vào ngun liệu? ?và? ?cơng nghệ