3. Mô hình sản xuất cũ với sử dụng tài nguyên và xử lý chất thải
3.4.Quy trình sản xuất
a/ Quy trình sản xuất bột:
Điều chế bột giấy là quá trình xử lý nguyên liệu (gỗ) làm cho liên kết trong nội bộ cây bị rời ra thành dạng xơ sợi gọi là bột giấy. Phương pháp được áp dụng trong sản xuất bột giấy tại nhà máy Hoàng Văn Thụ là phương pháp xút. Nguyên liêu tre, nứa, vầu được chặt mảnh theo kích thước 20-95 mm nhờ hệ thống chặt mảnh. Các mảnh tre, nứa được chuyển từ máy chặt mảnh theo hệ thống băng tải đến các xe goòng và chuyển vào hệ thống nồi nấu. Với công nghệ trên, định mức nguyên, nhiên liệu cho sản xuất 1 tấn bột giấy như sau:
+ 4 tấn nguyên liệu tre, nứa, vầu + 200 - 220 kg xút
+ 10 - 20 kg lưu huỳnh + 5 tấn hơi nước bão hòa
Nguyên liệu sau khi được đưa vào nồi nấu được bổ sung xút, lưu huỳnh, nước theo định lượng, nồi nấu được đóng lại và vận hành theo quy trình quay. Hơi nước bão hòa là nguồn cung cấp nhiệt cho nồi nấu, áp lực hơi nước bão hòa tối đa trong nồi nấu là 6kg/cm3. Thời gian nấu mỗi mẻ ở nồi cầu từ 6-8 giờ (3 mẻ/ngày) và thời gian nấu ở nồi trụ là 10-12 giờ (2 mẻ/ngày). Nguyên liệu tre, nứa, vầu sau khi được nấu chín được phóng hoặc đổ vào các két chứa sơ bộ. Tại két chứa sơ bộ, dịch đen đặc được tách ra khỏi bột. Bột còn lại được tiến hành rửa sơ bộ và sau đó đưa vào các máy rửa khuếch tán để thực hiện rửa triệt để. Bột đã rửa sạch được dẫn vào các máy nghiền. Tại đây tùy theo yêu cầu kỹ thuật sản xuất từng loại giấy sẽ áp dụng chế độ nghiền phù hợp. Sau khi được bổ sung thêm chất keo, bột tinh được tháo xuống các phuy chứa của các máy xeo.
b/ Quy trình sản xuất giấy:
Tại các phuy chứa bột, một lượng bột tối thiểu được dự trữ để duy trì sản xuất liên tục. Sau khi pha loãng, bột nước được bơm chuyển về hòm điều
tiết, tiếp tục pha loãng và điều chỉnh lưu lượng ổn định thì bột nước mới được dẫn qua sàng bằng và sàng đứng cát rồi lại qua sàng tinh. Sau khi lọc sạch cát, sạn, những sợi dài bột nước được đưa qua hòm bột chảy để lên lưới đồng. Sau khi qua hệ thống ép ướt băng, giấy được dẫn vào sấy. Giấy khô được cuộn thành từng cuộn có trọng lượng theo yêu cầu.
Sau khi cắt hoặc cuộn lại, loại bỏ những phần không đạt yêu cầu thì tiến hành nhập kho thành phẩm, tới đây kết thúc quy trình sản xuất.
3.5. Vấn đề sử dụng tài nguyên và các vấn đề môi trường nổi cộm:
Do máy móc, trang thiết bị trong dây chuyền sản xuất của nhà máy đã quá cũ kỹ, hỏng hóc thường xuyên nên không tránh khỏi sự rò rỉ nguyên – nhiên liệu trong quá trình sản xuất, dẫn đến hao phí nguyên – nhiên liệu. Từ đó làm giảm năng suất và lợi ích kinh tế của nhà máy.
Bảng 3.3: Bảng tổng kết kết quả hoạt động sản xuất kinh doanh 1994 – 1999:
Tên chỉ tiêu Đơn vị Năm 1994 Năm 1995 Năm 1996 Năm 1997 Năm 1998 Năm 1999 Sản lượng Tấn 2.990 3.600 3.680 3.613 3.652 3.874
Doanh thu Tỷ đồng VN Hòa vốn 109 51 51 85 195,5
Nộp ngân sách Triệu đồng VN 833,949 790 391,283 391,283 438 890 Lao động Người 432 427 438 438 438 428 Thu nhập BQ Nghìn đồng/người/ tháng 265 365 450 450 450 619
(Nguồn: Báo cáo sản xuất kinh doanh của Nhà máy Giấy Hoàng Văn Thụ).
a/ Nước thải:
Ở nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ, với dây chuyền sản xuất cũ kỹ này thì vấn đề môi trường nổi cộm nhất là vấn đề ô nhiễm nước thải sản xuất. Đặc biệt là do dây chuyền này dây chuyền sản xuất giấy từ nguyên liệu tươi nên phải trải qua công đoạn nấu bột (nước thải dịch đen), và nước thải từ công
đoạn này là loại nước thải có độ ô nhiễm nặng nhất, khó xử lý và gây ô nhiễm môi trường lớn nhất.
Kết quả phân tích thành phần nước thải trong các công đoạn sản xuất của nhà máy cho thấy: Nước thải dịch đen có mức độ ô nhiễm cao nhất, chỉ số COD xác định được ở mức 50280 mg/l với dịch đen đậm đặc và 15480 mg/l với nước sơ bộ tiếp theo. Hàm lượng lignin trong nước thải dịch đen cũng rất cao và xác định được ở mức 7225 mg/l và trong nước rửa tiếp sau hàm lượng lignin đã giảm đi nhưng vẫn còn ở 1840 mg/l. Nhu cầu BOD5 trong nước thải khá cao, giá trị này được xác định ở mức 2400 mg/l cho nước rửa lần 1 và 4800 mg/l cho nước rửa những lần tiếp theo. Từ kết quả phân tích BOD cho thấy nước thải chứa một lượng lớn các chất hữu cơ có khả năng phân hủy bởi vi khuẩn hiếu khí trong thời gian ngắn (hàm lượng BOD ≈ 30 ÷ 40% COD).
Nước thải từ công đoạn xeo giấy có mức độ ô nhiễm thấp hơn. Giá trị pH của nước thải từ các phân xưởng xeo giấy giao động trong khoảng 8,9 ÷ 9,25. Hàm lượng các chất lơ lửng trong nước thải xeo dao động ở mức 233 ÷ 324 mg/l. Hàm lượng COD trong nước xeo giấy ở mức thấp và giao động trong khoảng 290 ÷ 600 mg/l. Lượng lignin trong nước thải phân xưởng xeo không cao và dao động trong khoảng 25 ÷ 100 mg/l.
Do cấu trúc hệ thống thoát nước của nhà máy, nước thải từ các phân xưởng sản xuất được tập trung tới cống thải chung và sau đó được thải trực tiếp vào sông Cầu. Nước thải của nhà máy không qua bất kỳ khâu xử lý nào. Nước thải nhà máy tải cửa đổ ra sông Cầu có mức độ ô nhiễm cao, chỉ số COD lên tới 1830 mg/l (gấp hơn 18 lần tiêu chuẩn thải TCVN 5945-1995 loại B), chỉ số BOD5 lên tới 500 mg/l (gấp 10 lần tiêu chuẩn thải TCVN 9545- 1995 loại B), hàm lượng lignin trong nước thải cũng ở mức 130 mg/l.
Với công suất 13 tấn/ngày và dịnh mức sử dụng nước 350 m3/tấn thì mỗi ngày nhà máy thải vào sông Cầu lượng nước thải khoảng 4500 m3. Nước thải mang theeo một lượng lớn các chất hữu cơ và vô cơ có nguồn gốc từ quá trình sản xuất. Theo kết quả đo đạc và tính toán thì mỗi ngày nhà máy giấy
Hoàng Văn Thụ thải vào sông Cầu một lượng các chất hữu cơ tương đương với 823,5 kg COD, trong đó tải lượng các chất hữu cơ khó phân hủy sinh học (lignin) được thải cùng với nước thải ở mức 585 kg/ngày.
Bảng 3.4: Tải lượng chất thải từ nhà máy đến sông Cầu
Loại chất thải
Lưu lượng nước thải TB (cm3/ngày) Nồng độ chất thải (mg/l) Tổng lượng chất thải (kg/ngày) COD 4500 1830 8235 BOD5 4500 500 2250 Lignin 4500 130 585
Bảng 3.5: Kết quả phân tích thành phần nước thải trên kênh thải chính
Thông số Đơn vị Nước thải NM tại cửa chính NM Nước thải NM tại cống cạnh PX lò Nước thải NM tại cửa xả ra sông Cầu Nhiệt độ oC 26.0 24.4 26.7 pH 10.10 9.81 9.27 DO Mg/l 0.0 0.7 0.5
Màu Đen Trong Hơi đen
TSS Mg/l 46 90 24 Độ kiềm Mg/l 440 210 430 COD Mg/l KXĐ KXĐ 1830 BOD5 Mg/l KXĐ KXĐ 500 Tổng Nitơ Mg/l 19.04 2.8 10.92 Tổng Phốtpho Mg/l 17.95 8.375 13.08 NH3 Mg/l 11.76 1.792 6.44 Lignin Mg/l KXĐ KXĐ 130 Tổng dầu mỡ Mg/l 3.4 4.2 2.6 Ca2+ Mg/l 58.7 82.60 52.8 Mg2+ Mg/l 6.14 6.12 6.17 K+ Mg/l 25.31 2.43 24.24 Na+ Mg/l 288.9 13.53 261.9 Tổng Fe Mg/l 0.39 0.30 0.45 Mn2+ Mg/l 0.15 0.07 0.12 Zn2+ Mg/l 0.03 < 0.01 0.02 Hg2+ µg/l 0.003 0.002 0.003 As+ µg/l < 2 < 2 < 2 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Pb+ Mg/l < 0.07 < 0.04 < 0.09 Cd+ Mg/l < 0.02 < 0.02 < 0.02 Cu2+ Mg/l 0.05 < 0.01 0.05 Ni2+ Mg/l 0.13 0.11 0.13 S2- Mg/l 0.64 0.42 0.48 SO42- Mg/l 158 124 140
(Nguồn: Trung tâm nghiên cứu, đào tạo và tư vấn môi trường - ĐTM nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ, 2003)
b/ Chất thải rắn:
Với dây chuyền sản xuất trên, ngoài nước thải sản xuất, chất thải rắn từ quá trình sản xuất cũng rất đáng quan tâm. Chất thải rắn phát sinh trong quá trình sản xuất của nhà máy giấy chủ yếu từ các hoạt động sau:
+ Xử lý nguyên liệu thô (quá trình chuẩn bị mảnh cho nấu bột). + Phế thải rắn loại ra trong quá trình tái sử dụng giấy loại. + Bột giấy thu gom từ các bể lắng.
+ Xỉ than sinh ra từ do đốt than. + Rác thải sinh hoạt.
* Chất thải rắn phát sinh trong xử lý nguyên liệu thô:
Chất thải rắn phát sinh trong giai đoạn này chủ yếu là mùn, vỏ lá cây, các cây nguyên liệu không đạt tiêu chuẩn cho sản xuất. Theo thống kê chất thải rắn phát sinh thường chiếm 10% nguyên liệu thô. Với công suất 2000 tấn bột/năm thì lượng tre nứa tiêu thụ mỗi ngày khoảng 27 tấn và ước tính lượng chất thải rắn sinh ra khoảng 2 -2,5 tấn/ngày. Chất thải rắn phát sinh trong công đoạn này chủ yếu là các chất hữu cơ (mùn sinh ra do chặt mảnh, các nguyên liệu thô không đạt tiêu chuẩn...). Chất thải rắn phát sinh trong công đoạn này được sử dụng để làm chất đốt.
* Chất thải rắn phát sinh từ lò hơi đốt than:
Chất thải phát sinh từ lò đốt chủ yếu là xỉ than. Lượng xỉ than sinh ra hàng ngày phụ thuộc rất lớn công sản xuất hơi của lò hơi. Theo số liệ thống
kê thì hảng ngày có một lượng khoảng 2 tấn xỉ than được thải ra. Xỉ than thường chứa một lượng các kim loại nặng độc hại như As, Cd, Pb có nguồn gốc tự nhiên. Lượng xỉ than này được thu gom và bán cho nhân dân khu vực để làm vật liệu xây dựng (đúc gạch xỉ và làm đường).
* Bùn, xơ sợi:
Bùn, bột thải thu hồi từ hệ thống bể lắng hiện có của nhà máy. Lượng bột thất thoát từ các khâu sản xuất hàng năm khoảng 600 tấn, trong đó khoảng 300 tấn được thu hồi từ hệ thống bể lắng, khoảng 150 tấn được sử dụng để sản xuất bìa cac-tông và lượng còn lại được sử dụng làm chất đốt. Lượng chất thải rắn (bột giấy) không quản lý được cuốn theo nước thải đổ ra sông Cầu. Bột giấy mang theo cùng với nước thải có pH cao là nguyên nhân xuất hiện bọt tại cửa xả nước thải của nhà máy vào sông Cầu và vệt bọt loang trên mặt nước sông Cầu phần hạ lưu cửa xả. Sự phát tán của bọt nước do gió là nguyên nhân gây ô nhiễm bụi ở khu vực dân cư lân cận nguồn tiếp nhận nước thải. * Các loại chất thải khác:
Nhà máy đã sử dụng một lượng lớn giấy loại để phục vụ cho sản xuất. Trong quá trình xử lý giấy loại đã thải ra một lượng lớn các chất thải rắn. Thành phần các chất thải rắn phát sinh trong công đoạn này chủ yếu là đinh ghim, nylon lẫn trong giấy loại. Lượng chất thải rắn sinh ra trong công đoạn này biến động, mỗi tháng khoảng 1 ÷ 2 tấn và được thu gom để chôn lấp tại bãi rác của Thành phố Thái Nguyên.
Một lượng rác cũng đáng kể nữa là rác thải sinh hoạt. Với lực lượng lao động 438 người, lượng rác sinh hoạt ước tính mỗi ngày khoảng 150 ÷ 200 kg. Rác thải sinh hoạt chủ yếu là thức ăn, rau, vỏ hoa quả... được công ty môi trường Thái Nguyên thu gom, chôn lấp tại bãi chôn lấp rác thải sinh hoạt.
4. Mô hình sản mới với những cải tiến công nghệ4.1. Dây chuyền sản xuất 4.1. Dây chuyền sản xuất
Nguyên liệu giấy dược nạp vào bể nghiền thủy lực nhờ hệ thống băng tải. Tại đây đồng thời nước được bơm vào (cả nước mới lẫn nước tuần hoàn) với lượng lớn và hệ thống sẽ đánh tơi thành hỗn hợp bột có nồng độ khoảng 4,5% sau đó được bơm về bể chứa bột thô. Tại bể thủy lực một số thành phần tạp chất đã bị loại ra bởi hệ thống sàng thủy lực của máy.
Bột từ bể bột thô được bơm qua hệ thống lọc cát nồng độ cao để loại bỏ cát, sạn sau đó được đưa vào hệ khuếch tán nóng (nếu nguyên liệu là OCC) hoặc chỉ cần đánh tơi nếu nguyên liệu là UKP (Bột Kraft không tẩy). Sau khi qua hệ khuếch tán nóng hỗn hợp được cho vào bể bột.
Bột tiếp tục được bơm bể bột qua hệ thống nghiền đĩa, tại đây bột được nghiền sao cho phù hợp với chỉ tiêu kỹ thuật cho giấy xi măng, sau đó được đưa vào bể hỗn hợp. Tại đây bột được gia keo nhựa thông, có tác dụng chống thấm nước, làm bền cho sản phẩm đồng thời bột được pha loãng xuống nồng độ 2,5 – 3% và được khuấy đều nhờ các hệ thống máy khuấy đặt trong bể.
Hỗn hợp sau khi được gia keo nhựa thông và pha loãng sẽ được bơm vào bể máy. Tại đây bột được pha loãng tự động, nồng độ bột tại bể máy là 2,4% và được gia phèn (với mục đích để kết tủa nhựa thông). Từ bể máy, bột được chuyển qua hệ thống lọc cát nồng độ thấp theo nguyên lý Cyclone để loại bỏ các tạp chất nặng hơn bột. Sau đó bột được chuyển qua hệ thống sàng cuối cùng trước khi lên lưới.
* Giải thích quy trình:
Nước rửa về bể nước trắng Nước sông
đã qua lắng Nguyên liệu OCC Băng tải Nghiền thủy lực 1 Bể bột thô Sàng lọc Khuếch tán nóng Bể bột Nghiền Bể bột sau nghiền
Nguyên liệu UKP Băng tải Nghiền thủy lực 2 Bể bột thô Sàng lọc Đánh tơi Bể bột Nghiền Bể bột sau nghiền Bể hỗn hợp Bể máy Lọc cát Sàng tinh Hòm tạo áp kín Lưới Công đoạn ép Sấy Ép quang Cuộn Cắt cuộn lại Kho sản phẩm Cát, giấy loại Bể keo nhựa Bể phèn Cát, giấy loại Nước rửa Bể nước trắng cát Nước rửa Nước bay hơi Bể thu hồi bột Bể chứa DAF Cát xả Nghiền thủy lực III Giấy đứt Giấy đứt Giấy đứt Giấy đứt Bể Parabol Nước đẩy cặn Nước rửa sàng
Nước rửa lưới Nước giặt Nước đẩy cặn
Bột sau khi qua sàng được cho vào hệ thống xeo. Hệ thống xeo bao gồm hòm tạo áp kín, suốt đỡ lưới, hòm hút và trục bụng. Đây là hệ thống tạo giấy đồng thời cũng là nơi phát sinh nước thải chủ yếu của toàn bộ dây chuyền sản xuất. Bột từ nồng độ thấp sau khi qua hệ thống tạo thành giấy, trên lưới bột được thoát hơi nước nhờ hệ thống két hút, giấy nằm trên lưới còn nước dưới lưới qua máng thu và đưa về bể nước trắng. Giấy ẩm trên lưới được cho qua hệ ép giấy, thường sử dụng 3 cặp ép giấy. Giấy qua hệ thống ép có độ ẩm khoảng 40% còn nước thải phát sinh cũng được qua máng thu và đưa về bể nước trắng.
Giấy sau khi ép được đưa vào sấy, năng lượng cấp cho lò sấy được lấy từ hơi bão hòa của nồi hơi. Hệ thống sấy gồm nhiều tổ sấy và giấy được sấy theo khúc tuyến đã được quy định. Giấy sau khi sấy đạt độ ẩm khoảng 8% cho qua ép quang và được cuộn lại thành cuộn lớn chuẩn bị cho công đoạn chế biến tiếp theo. Và cuối cùng giấy được cuộn lại theo kích thước của khách hàng đặt mua rồi cho vào kho thành phẩm.
Nước tại bể nước trắng một phần lớn được quay lại bổ sung cho các công đoạn nghiền thủy lực, sàng áp lực. Phần còn lại được đưa vào bể chứa để tuần hoàn tiếp và xử lý.
Bảng 3.6: Danh mục máy móc thiết bị thay thế, thêm mới chính:
STT Tên máy móc, thiết bị Đơn vị Số lượng (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Thiết bị nhập khẩu
1 Hệ thống cân bằng nguyên liệu đầu vào Bộ 01
2 Hệ thống máy xeo Bộ 01
3 Hệ thống xử lý nước thải Bộ 01
4 Nồi hơi Bộ 01
Thiết bị mua trong nước
5 Máy biến áp Bộ 02
6 Cần trục 10 tấn Chiếc 01
7 Xe ô tô phục vụ chuyên gia Chiếc 01
8 Xe ô tô tải 7 tấn Chiếc 01
9 Xe ô tô tải 2,5 tấn Chiếc 02
Nguồn: Báo cáo đánh giá tác động môi trường - Dự án đầu tư mở rộng dây