Hiệu quả của việc cải tiến công nghệ sản xuất đối với môi trường của nhà máy giấy hoàng văn thụ luận văn tốt nghiệp đại học

Lời cảm ơn Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, cố gắng nỗ lực thân, nhận quan tâm, hướng dẫn thầy cô giáo khoa Sinh học, Trường Đại học Vinh quan, phòng ban Sở Tài nguyên môi trường tỉnh Thái Nguyên nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ tạo điều kiện thuận lợi q trình thực đề tài Tơi xin gửi lời cảm ơn đến Th.S Lại Thị Nhu, cán phụ trách mảng môi trường nhà máy giấy Hồng Văn Thụ giúp đỡ tơi thời gian thực đề tài Đặc biệt, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Th.S Đào Thị Minh Châu, Khoa Sinh học, Trường Đại học Vinh tận tình hướng dẫn tơi suốt thời gian thực đề tài Cuối xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình, bạn bè, người thân động viên, giúp đỡ tạo điều kiện cho tơi hồn thành luận văn Vinh, ngày tháng năm 2011 Sinh viên Hoàng Văn Linh Mục lục Nội dung Trang Mở đầu Lý chọn đề tài Tính cấp thiết vấn đề Mục tiêu nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Giới hạn phạm vi nghiên cứu Chương TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Một số khái niệm Giới thiệu ngành giấy 2.1 Giới thiệu ngành giấy giới 2.2 Giới thiệu công nghiệp giấy Việt Nam Các kết nghiên cứu liên quan 3.1 Công nghệ giấy sản xuất ngành giấy 3.2 Các vấn đề môi trường phát sinh liên quan đến ngành giấy 3.2.1 Ơ nhiễm khơng khí 3.2.2 Ô nhiễm chất thải 3.2.3 Ô nhiễm tiếng ồn 3.2.4 Ô nhiễm môi trường nước 3.3 Các nghiên cứu cải tiến công nghệ cho bảo vệ môi trường Chương PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Đối tượng địa điểm nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu 2.1 Phương pháp thu thập tài liệu 2.1.1 Thu thập số liệu sơ cấp 2.1.2 Thu thập số liệu thứ cấp 2.2 Phương pháp phân tích thống kê, xử lý số liệu 2.3 Phương pháp tổng hợp, so sánh ……………………………… Chương NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Điều kiện tự nhiên xã hội khu vực xung quanh nhà máy 1.1 Điều kiện tự nhiên khu vực 1.1.1 Vị trí địa lý, địa hình 1.1.2 Đặc điểm khí hậu 1.1.3 Đặc điểm thủy văn sơng ngịi khu vực Thái Ngun 1.1.3.1 Dịng chảy năm 1.1.3.2 Chế độ dòng chảy 1.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội 1.2.1 Dân số phát triển dân số 1.2.2 Tài nguyên 1.2.3 Lao động 1.2.4 Tình hình phát triển kinh tế 1.2.5 Về văn hóa – xã hội Giới thiệu nhà máy Hoàng Văn Thụ Mơ hình sản xuất cũ với sử dụng tài nguyên xử lý chất thải 3.1 Dây chuyền sản xuất 3.2 Nguyên liệu 3.3 Trang thiết bị 3.4 Quy trình sản xuất 3.5 Một số vấn đề sử dụng tài ngun mơi trường Mơ hình sản với cải tiến công nghệ 4.1 Dây chuyền sản xuất 4.2 Nguyên liệu sản xuất 4.3 Các đổi công nghệ sản xuất 4.3.1 Về nguyên liệu sản xuất 4.3.2 Về máy móc, trang thiết bị Ý nghĩa việc cải tiến công nghệ môi trường Kết luận kiến nghị Kết luận Kiến nghị DANH MỤC BẢNG VÀ HÌNH Bảng, biểu, hình Trang Bảng 3.1: Nhiệt độ trung bình tháng năm Bảng 3.2: Độ ẩm khơng khí trung bình tháng năm Bảng 3.3: Tổng kết kết hoạt động sản xuất kinh doanh 1994 – 1999 Bảng 3.4: Tải lượng chất thải từ nhà máy đến sông Cầu Bảng 3.5: Kết phân tích thành phần nước thải kênh thải Bảng 3.6: Danh mục máy móc thiết bị thay thế, thêm Bảng 3.7: Nhu cầu nguyên liệu, nhiên liệu, lượng Bảng 3.8: Chất lượng mơi trường khơng khí khu vực sản xuất (25/3) Bảng 3.9: Kết phân tích khí độc hại, bụi, ồn (25/3) Bảng 3.10: Chất lượng môi trường nước thải (25/3) Bảng 3.11: Kết phân tích nước thải (18 /5) Bảng 3.12: So sánh việc sử dụng tài nguyên lượng thải Hình 3.1: Sơ đồ dây chuyền sản xuất cũ nhà máy (trước năm 2001) Hình 3.2: Sơ đồ dây chuyền sản xuất nhà máy (năm 2001) Hình 3.3: Quá trình thu hồi bột nhà máy Hình 3.5: Lượng nước sử dụng nước thải hai hệ thống sản xuất DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BOD (Biochemical oxygen Demand) Nhu cầu oxy sinh hoá COD (Chemical Oxygen Demand) Nhu cầu oxy hóa học OCC (Old Corrugrated Container) Giấy hòm hộp SXSH Sản xuất ĐTM Đánh giá tác động môi trường TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam Thu nhập BQ Thu nhập bình quân Bộ TN&MT Bộ Tài nguyên Môi trường QCVN Quy chuẩn Việt Nam MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Trong vài năm gần đây, tượng thiên tai bão, lũ, mưa lớn vào mùa mưa, mùa hè nắng nóng…thường xun diễn với tần số cường độ lớn so với năm trước Đặc biệt tượng băng hai cực tan ra, nước biển dâng cao, trái đất nóng lên vấn đề mơi trường nóng bỏng mà ngun nhân chủ yếu hoạt động người gây ra, người phát thải nhiều khí nhà kính trình sản xuất, đốt nhiều nhiên liệu làm thu hẹp nhiều diện tích rừng Việt Nam ngày phát triển lên, kinh tế ngày động hơn, mở cửa hội nhập với giới nên hàng hóa ngày phong phú đa dạng hơn, đáp ứng tốt nhu cầu người Nhưng kèm theo nhiều vấn đề môi trường lớn, không gây nhiều thiệt hại lớn mà nảy sinh vấn đề phức tạp để lại hậu qủa lâu dài Nếu quan tâm đến lợi trước mắt mà không quan tâm mức kịp thời đến vấn đề mơi trường, khơng có biện pháp hữu hiệu để giảm thiểu, hạn chế tác động hoạt động phát triển phi bền vững lên mơi trường sống đến lúc người phải hứng chịu lấy hậu gây Nền sản xuất công nghiệp nước ta ngày phát triển, số lượng nhà máy, xí nghiệp ngày tăng, nhiên số nhà máy, xí nghiệp có hệ thống dây chuyền sản xuất đảm bảo tiêu chuẩn môi trường, đảm bảo tiêu chuẩn xả thải theo quy định lại Theo đánh giá Cục Mơi trường (2009), 140 khu công nghiệp Khu chế xuất Việt Nam có tới 100 khu khơng có khu xử lý chất thải quy định, chất thải thải môi trường Điều đem lại lợi nhuận cho nhà máy lại gây mát 10 lần cho mơi trường sống Cũng cịn tiếp tục xả thải "trộm" mơi trường ý thức trách nhiệm môi trường nên nhà máy, khu cơng nghiệp thường quan tâm đến việc cải tiến công nghệ chất lượng mơi trường q trình sản xuất, Sản xuất bảo vệ môi trường Để khắc phục, phịng chống có hiệu vấn đề mơi trường xảy cần có biện pháp cụ thể cho ngành, lĩnh vực khác Một biện pháp sử dụng phổ biến Việt Nam nhiều nước Thế giới việc thay đổi công nghệ sản xuất lỗi thời, lạc hậu, thay đổi cách thức sản xuất, thay đổi nguồn nguyên - nhiên liệu… nhằm bảo vệ với môi trường Nhà máy giấy Thái Nguyên mang tên người anh hùng Hoàng Văn Thụ, nhà máy thực tốt việc thay đổi công nghệ, cải tiến dây chuyền sản xuất, xử lý chất thải từ sản xuất thực tốt công tác đảm bảo môi trường theo quy định nhà nước Vì thế, từ hè năm 2010 thăm nhà máy, em có dự kiến tìm hiểu việc cải tiến công nghệ sản xuất nhà máy giấy để xem việc thay đổi đưa lại cho nhà máy, cho môi trường xung quanh lợi ích so với dây chuyền, cơng nghệ sản xuất trước Và làm luận văn, em định chọn đề tài “Hiệu việc cải tiến công nghệ sản xuất môi trường nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ” Tính cấp thiết vấn đề * Tình hình mơi trường ngày bị ô nhiễm không Việt Nam mà tất nước Thế giới Ở Việt Nam, ô nhiễm môi trường không xảy vài nơi mà xảy nhiều khu vực, nhiều nơi nơi có làng nghề, nhà máy, xí nghiệp… Nhình chung, trình độ cơng nghệ giấy Việt Nam lạc hậu Điều dẫn đến gây ô nhiềm môi trường trầm trọng làm giảm lực cạnh tranh ngành giấy Hiện nước ta có phương pháp sản xuất bột giấy phương pháp cử dụng hóa chất, phương pháp - lý, phương pháp tái chế giấy loại Đây phương pháp sử dụng nhiều hóa chất, lượng tạo sản phẩm giấy in báo, sản phẩm khơng địi hỏi chất lượng cao… Cơng nghệ sản xuất bột giấy bao gồm công nghệ bột sulfat tẩy trắng, công nghẹ sản xuất bột theo phương pháp nhiệt cơ, phương pháp xút khơng thu hồi hóa chất, công nghệ sản xuất theo phương pháp kiềm lạnh công nghệ lạc hậu, dẫn tới vấn đề môi trường Bột giấy nước ta sản xuất chủ yếu nhà máy giấy Bãi Bằng (Thị trấn Phong Châu – Phù Ninh – Phú Thọ) phương pháp nấu kiềm Công ty giấy Bãi Bằng có sản lượng bột giấy chiến khoảng 30% sản lượng bột giấy toàn ngành Bột giấy nấu từ gỗ bồ đề, mỡ, bạch đàn, keo…(khoảng 50%) tre nứa (khoảng 50%), theo phương pháp sulfat (dịch nấu hỗn hợp dung dịch NaOH Na2S) Dịch đen sau nấu thu hồi, cô đặc đốt Tổng lượng Clo dùng cho tẩy trắng khoảng 100 kg/1 bột Lượng xút khoảng 30 kg/tấn bột Nếu tính ngày người ta sản xuất khoảng 150 bột giấy tẩy trắng riêng khâu tẩy người ta sử dụng thải khoảng 15 Clo hợp chất nó, 40-50 xút Thêm vào khoảng 15 hợp chất hữu bị hịa tan q trình tẩy trắng theo nước thải Như vậy, thấy mức độ tác động tới môi trường công đoạn đáng kể Nhà máy giấy Bãi Bằng nhà máy có quy mơ sản xuất có quy mơ lớn, máy móc tương đối đại có nguồn vốn lớn nên nhà máy áp dụng tiền khoa học kỹ thuật sử dụng quay vòng nước trắng sử dụng chất tuyển thu hồi xơ sợi chất phụ gia, tận thu xơ sợi tuyến nước thải công ty làm giảm đáng kể tình trạng nhiễm mơi trường Tuy nhiên, điều đáng nói ngồi số nhà máy giấy có đầu tư cơng nghệ nhà máy giấy Bãi Bằng ít, nhiều nhà máy giấy khác sản xuất theo phương pháp cơng nghệ “khơng mơi trường” Đó cơng nghệ nấu bột giấy từ loại nguyên liệu khác NaOH nhiệt độ cao (1700C), khơng có thu hồi hóa chất Tồn dịch đen sau nấu (hỗn hợp hóa chất thành phần nguyên liệu hòa tan) thải thẳng mơi trường Các xí nghiệp sản xuất giấy theo cơng nghệ có nước thải với hàm lượng BOD COD cao, vượt xa tiêu chuẩn cho phép Ở hầu hết địa có sở sản xuất giấy điểm nóng mơi trường cơng nghiệp Đó cơng ty giấy Bãi Bằng nhà máy giấy Việt Trì Phú Thọ, cơng ty giấy Đồng Nai, công ty giấy Tân Mai – Đồng Nai, công ty giấy Vĩnh Huê, công ty giấy Linh Xn (TP Hồ Chí Minh), cơng ty giấy Hải Phịng, Thanh Hóa…Ngồi ngun nhân cơng nghệ sản xuất có độ nhiễm cao, ngun nhân quan trọng khâu xử lý chất thải hạn chế, hầu hết sở khơng có hệ thống trang thiết bị xử lý chất thải Các chất thải tạo thành sản xuất hoàn thải trực tiếp môi trường xung quanh Về phương diện này, lịch sử 35 năm phát triển ngành giấy Việt Nam để lại gánh nặng môi trường đáng kể Trong bối cảnh sản xuất kinh doanh mang nhiều khó khăn doanh nghiệp khơng có khả đầu tư trang thiết bị xử lý chất thải đổi công nghệ để giảm thiểu nhiễm Thậm chí có sở sản xuất nhận tài trợ quốc tế xây dựng hệ thống xử lý nước thải không đủ khả mặt kinh tế để vận hành hệ thống Chưa tính đến cơng nghệ lạc hậu gây lãng phí nguyên liệu, tăng cao chi phí sản xuất làm giảm lực cạnh tranh ngành giấy * Giả sử, nhà máy đầu tư dây chuyền, trang thiết bị (tiên tiến) lại vấn đề môi trường sản xuất không quan tâm, bảo vệ lâu dài dẫn tới vấn đề mơi trường Đó cố bất ngờ xuất q trình sản xuất làm thất ngun nhiên liệu chất thải mơi trường, nhà máy khơng có biện pháp phòng ngừa hay xử lý kịp thời dẫn đến cố môi trường Hoặc sau thời gian vận hành, máy móc giảm hiệu suất, chất thải sinh nhiều dẫn đến không đảm bảo yêu cầu môi trường Do đó, ngồi việc đổi 10 Tinh bột catrionic Nhiên liệu (than) Năng lượng Tấn 0,000 Tinh bột catrionic Tấn 0,0001 Tấn 1000Kw 0,786 0,726 Nhiên liệu (than) Năng lượng Tấn 1000Kw 0,786 0,726 Nguồn: Báo cáo đánh giá tác động môi trường - Dự án đầu tư mở rộng dây chuyền sản xuất giấy xi măng công suất 30.00 tấn/năm (tháng 10/2007) 4.3 Các đổi công nghệ sản xuất 4.3.1 Về nguyên liệu sản xuất Công suất dây chuyền sản xuất 15000 tấn/năm Nguyên liệu sản xuất dây chuyền sản xuất sử dụng giấy tái chế, bìa hộp nội địa nhập ngoại khơng sử dụng nguồn nguyên liệu tre, nứa trước Do bỏ qua khâu nấu bột gỗ dây chuyền cũ không thải dịch thải từ trình nấu bột – yếu tố gây ô nhiễm môi trường lớn hệ thống dây chuyền sản xuất cũ trước Sử dụng nguồn nguyên liệu giấy tái chế vừa phong phú nguồn nguyên liệu (thu mua nước nhập nội) vừa giảm tác động ô nhiễm môi trường đảm bảo hiệu kinh tế trình sản xuất 4.3.2 Về máy móc, trang thiết bị: - Ngoài hệ thống dây chuyền nhập ngoại hoàn toàn từ Đức bảng 3.6 máy móc thiết bị nhập nước giảm lượng thất thoát nguyên – nhiên liệu sản xuất - Trong dây chuyền sản xuất cịn có q trình thu hồi bột hình: 56 Nước sản xuất Bể điều hòa Bể bột Cát, sạn Gầu múc Xơ sợi Nước Cống thải Bể chứa nước chảy tràn Nước pha loãng nước rửa hệ thống Bể chứa Bể chứa Máy xeo Hình 3.3: Quá trình thu hồi bột nhà máy giấy Hoảng Văn Thụ Tất nước thải có chứa bột chất rắn khác đưa tập trung bể điều hòa, sau bơm lên bể bột Tại bể bột có tách pha rắn pha lỏng tác dụng hóa chất Pha rắn lên bề mặt bể xơ sợi tách gầu múc liêu tục, bột đưa xuống bể chứa bơm sử dụng lại máy xeo Pha rắn khác bao gồm cát, sạn lắng xuống đáy thải cống theo định kỳ Pha lỏng nước sau tách bột bơm bể chứa nước chảy tràn qua vách ngăn bể chứa sau quay lại dây chuyền làm nước pha lỗng nước rửa cho tồn hệ thống Để làm bột tách hai pha rắn – lỏng cần có hóa chất polimer chứa thùng bơm trộn với dung dịch bột nước trình bơm nước lên bể bột Dưới tác dụng polimer bột giấy bơng kết lên nhờ khí nén tạo bọt từ máy nén khí Thơng qua hệ thống phân tán khí tạo thành hạt bọt nhỏ Bọt có sức căng bề mặt lớn bám vào màng bột lên mặt nước vớt gầu múc 57 Hệ thống có cấu tạo đơn giản, có độ bền cao chế tạo vật liệu không rỉ Hệ thống dễ thao tác có hiệu cao việc tách pha rắn pha lỏng áp dụng rộng rãi giới Hiệu thu hồi đạt 95-98%, lượng thải không đáng kể - Ngồi hệ thống dây chuyền sản xuất cịn có hệ thống xử lý nước thải sản xuất đảm bảo nước qua xử lý đảm bảo thông số TCVN nước thải sản xuất công nghiệp * Sơ đồ mặt hệ thống xử lý nước thải (Có hình kèm theo sau trang 58) * Giải thích sơ đồ: Nước thải sản xuất bơm từ nước mặt sông Cầu vào hồ chứa Công ty với khối lượng 320 m3/ngày đêm Nước thải từ cống tập trung đưa qua bể lắng cát số (1) để tách cát tạp chất nhẹ (bể có kết cấu ngăn tạp chất nổi) Tại pha thêm phèn với lượng kg/giờ, nước thải đưa vào bể điều hòa (2) để điều hòa lưu lượng tách phần bột giấy, chứa vào bể số (4) để bơm sản xuất cattong lạnh xeo thủ công (8) Phần nước sau tách xơ sợi chất hữu hòa tan cao tiêu chuẩn bơm từ hố bơm (3) lên bể trộn (5), bổ sung 0,75 kg đạm 0,2 lít axit sunfuric Khoảng 50% lượng bùn vi sinh bơm quay lại bể lắng (9) Nước thải từ bể trộn (5) bổ sung khí lắng sơ bể lắng (6), sau tiếp tục qua hệ thống xử lý sinh học (7), trì sục khí từ đáy bể qua hệ thống đĩa phân phối khí Nước thải đưa qua bể lắng (9) phần nước mặt chảy tràn theo ống dẫn vào bể đối chứng (10), phần bùn phần hồn bể trộn (5) để ổn định vi sinh, phần lại thải sân phơi bùn đem chôn lấp trồng 58 Tại hồ đối chứng thả cấy bèo, góp phần làm chất lượng nước tốt Trong thời gian tới nước hồ bơm (12) bơm tuần hoàn trở lại sản xuất Như lượng thải sơng Cầu Hệ thống xử lý nước thải lãnh đạo nhà máy quan tâm, đạo việc thực xử lý nước thải sản cho đảm bảo đạt tiêu chuẩn xả thải quy định Bộ TN&MT Mặc dù chi phí đầu tư cho vần đề xử lý nước thải sản xuất tốn (ước tính khoảng 50 triệu đồng/tháng) trình xử lý nước thải tiến hành liên tục suốt trình sản xuất nhằm đảm bảo chất lượng nước thải Hệ thống sản xuất cũ ngồi vấn đề nước thải sản xuất gây nhiễm nghiêm trọng khơng có hệ thống xử lý ô nhiễm hệ thống sản xuất thay có hệ thống xử lý nước thải đồng bộ, xử lý nước thải đạt yêu cầu Đồng thời, lãnh đạo nhà máy thực biện pháp kiểm tra chất lượng nước thải định kỳ nhờ Trung tâm quan trắc mơi trường tỉnh Thái Ngun Nhờ đóng góp việc bảo vệ môi trường mà nhà máy nhận giải thương hiệu sản phẩm với chất lượng sống bảo vệ thiên nhiên môi trường năm 2010 59 * Một số kết đánh giá chất lượng nước thải định kỳ nhà máy: Bảng 3.8: Chất lượng mơi trường khơng khí khu vực sản xuất (25/3/2010) STT Tên tiêu Đơn vị Ghi chú: dBA mg/m3 mg/m3 mg/m3 dBA Ồn NO2 SO2 CO Bụi Kết KK-3.04-1 KK-3.04-2 90,7 73,6 < 0,05 < 0,05 0,13 1,85