3.4.1 Giới thiệu
Để hiểu rõ hơn về nội dung của chương này, phần này giúp cho người đọc biết “làm thế nào để hiểu và sử dụng hiệu quả tài liệu này?”. Những công nghệ, mức phát thải/mức tiêu thụ từ quy trình sản xuất sẽ được trình bày ở chương này qua các bước sau:
• Các vấn đề môi trường chính đối với các nhà máy nhà máy giấy và bột giấy
sulphite như sau: vấn đề sử dụng nước, lượng nước thải (COD, BOD, chất rắn lơ lửng, N, P,…), quá trình tiêu thụ năng lượng (hơi nước và điện), chất thải rắn từ quy trình sản xuất như bùn, tro,… khí thải từ máy phát điện, lò hơi (SO2, NOx, CO2, bụi), tiếng ồn, hơi nước và một số mùi khác. Sau đó mới đến các tác động khác xung quanh nhà máy.
• Kiểm tra các máy móc thiết bị để biết thêm về các tác động liên quan đến môi trường.
• Xác định các vấn đề tốt về môi trường để làm cơ sở dữ liệu cho các nước Châu Âu và thế giới học hỏi.
• Kiểm tra quá trình hoạt động của máy móc ở các điều kiện khác nhau để áp dụng nhằm đạt được hiệu quả cao nhất cả về mặt chi phí, quá trình sản xuất vận hành, … khi sử dụng các công nghệ hiện tại.
• Lựa chọn các công nghệ tốt nhất mà quá trình phát thải, thải bỏ hoặc mức độ tiêu thụ thấp nhất như đã đề cấp ở 2(11) và phụ lục IV của Chỉ thị.
Các chuyên gia đánh giá của Cục Châu Âu IPPC và nhóm làm việc với công nghệ có vai trò quan trọng như là công cụ chìa khóa hướng dẫn từng bước cho ta những thông tin cụ thể.
Trên cơ sở của quá trình đánh giá các công nghệ, cũng như mức phát thải và tiêu thụ có thể chấp nhận được xem như là sử dụng công nghệ tốt nhất (BAT). Chương này giúp ta hiểu về vấn đề sử dụng công nghệ tốt nhất liên quan đến quá trình phát thải và mức độ tiêu thụ năng lượng. Nó được trình bày trong chương này được xem như là phù hợp với toàn bộ ngành này. Chương này giúp chúng ta hiểu và thuận lợi hơn trong quá trình lắp đặt và vận hành các công nghệ. Công nghệ này mô tả cho chúng ta thấy về sự cân bằng giữa chi phí và lợi ích kinh tế hơn trong việc xác định kỹ thuật tốt nhất (BAT). Tuy nhiên, chúng ta xem xét việc phát thải hay cả mức tiêu thụ và cũng có thể không hiểu như vậy. Một vài trường hợp nó có thể là công nghệ tốt nhất cho việc phát thải và mức tiêu thu nhưng nó mang ý nghĩa liên quan đến chi phí hay qua một số phương tiện truyền thông. Chúng không được xem như là thích hợp như BAT cho lĩnh vực này trong toàn bộ chương.
Quá trình phát thải và mức tiêu thụ liên quan với việc dùng BAT được thể hiện ở nhiều tài liệu tham khảo đặc biệt.
Khái niệm về việc “ứng dụng công nghệ tốt nhất” được mô tả ở trên được phân biệt từ “mức có thể đạt được” áp dụng ở mọi nơi của tài liệu này. Nó được mô tả như một đỉnh cao của một phần công nghệ và được kết hợp từ nhiều công nghệ kỹ thuật, nó được hiểu như là công nghệ tốt nhất được duy trì, ứng dụng, áp dụng trong quy trình sản xuất hiện hành.
Nó có thể được sử dụng khắp nơi, các chi phí liên quan khác là cơ sở để mô tả công nghệ sử dụng hiện tại ở công nghệ này.
Chương này thể hiện các công nghệ tốt nhất hiện có giúp tham khảo hay dựa vào đó đánh giá công nghệ hiện tại, từ đó có thể lắp đặt các thiết bị mới tốt hơn. Trong
trường hợp dựa vào đó để xác định công nghệ tốt nhất ở điều kiện lắp đặt hay thiết lặp các quy tắc chung thể hiện ở điều 9(8). Và cũng có thể dự đoán khi lắp đặt thiết kế các công nghệ mới áp dụng tốt hơn ở mức công nghệ tốt nhất hiện có. Nó cũng được xem như là hướng tới lắp đặt công nghệ tốt nhất hiện có để hiệu quả hơn cả về mặt kỹ thuật, kinh tế trong các trường hợp.
Trong khi các BREFs không đưa ra tiêu chuẩn rõ ràng, nhưng họ mong muốn đó là một tài liệu hướng dẫn cung cấp một số thông tin cho ngành công nghiệp sản xuất giấy và bột giấy để đạt hiệu quả về mức độ phát thải cũng như mức độ tiêu thụ khi sử dụng các công nghệ đặc biệt này. Các giá trị giới hạn thích hợp cho việc xác định các mục tiêu thích hợp với chỉ thị liên quan đến ngăn ngừa giảm thiểu ô nhiễm (IPPC) và yêu cầu luật địa phương.
Quy trình sản xuất bột giấy sulphite không phải là một quy trình đơn lẻ mà nó gồm nhiều quá trình thường phụ thuộc vào nhau. Vì vậy, nó luôn sự kết hợp với các công nghệ sẳn có tốt nhất của nhà máy sản xuất giấy và bột giấy. Thứ tự ưu tiên và việc lựa chọn công nghệ phụ thuộc vào từng điều kiện từng nhà máy.
Công nghệ sẳn có tốt nhất dưới đây, nếu không có quy định thì việc áp dụng nó vào nhà máy mới sản xuất là tốt. Trong nhà máy giấy và bột giấy, việc áp dụng công nghệ này ở một nhà máy mới và hiện tại sẽ thực tế hơn. Thì lúc đó quá trình áp dụng các thiết bị này thực tế hơn là thay thế ở quy mô toàn bộ. Việc xây dựng hay phát triển lại quy trình sản xuất, sản phẩm phụ thuộc vào điều kiện công ty và tình hình thực tế của nhà máy. Đây là một quy trình phổ biến được áp dụng ở các nước.
3.4.2 Kỹ thuật tốt nhất cho nhà máy nhà máy giấy và bột giấy sulphite
Dưới đây là các công nghệ hoặc kết hợp các công nghệ được coi như kỹ thuật tốt nhất (BAT) phù hợp hay có thể không phù hợp đối với các nhà máy bột giấy sulphite tích hợp hay không tích hợp. Tiếp theo dưới đây là danh sách BAT tuy chưa đầy đủ và các công nghệ khác hoặc kết hợp các công nghệ tương tự (tốt hơn) để đạt hiệu quả hơn. Các kỹ thuật này có thể thấp hơn hay được xem là công nghệ mới nổi hay kỹ thuật sẳn có không được mô tả trong tài liệu này. Giành cho các nhà máy tích hợp về sản xuất giấy và bột giấy sulphite. Tham khảo ở mục 6.4 hướng dẫn chi tiết về BAT cho quá trình sản xuất giấy. Nếu không có quy định khác thì có thể tham khảo các số liệu khác năm trước.
Hướng dẫn chung
1. Đào tạo, hướng dẫn và tạo động lực cho các nhân viên và thợ máy làm việc trong nhà máy giấy và bột giấy hiểu được. Vì vậy, việc đào tạo các giúp các nhân viên nhận thức được và có thể giảm quá trình phát thải và tránh tăng chi phí.
2. Có cái nhìn lạc quan hơn trong quá trình kiểm soát quy trình sản xuất. Có thể giảm nồng độ các chất ô nhiễm hay duy trì lượng phát thải ở mức thấp, yêu cầu cải tiến quy trình, công nghệ sản xuất.
3. Sử dụng hiệu quả các loại thiết bị máy móc của nhà máy sản xuất giấy và bột giấy ở mức cao nhất, thực hiện công tác bảo trì máy móc.
4. Hệ thống quản lý môi trường: phải xác định rõ các khía cạnh (vấn đề) môi trường của nhà máy. Đồng thời phổ biến toàn bộ nhà máy về mục tiêu và phương pháp đo đạc, quy trình thực hiện, danh sách các vấn đề cần kiểm tra và một số tài liệu liên quan về môi trường nhằm nâng cao nhận thức toàn nhà máy.
Các biện pháp giảm thiểu lượng nước thải phát sinh:
1. Công đoạn làm khô
2. Mở rộng delignification một phần trong quy trình khép kín bằng cách kết hợp với quá trình nấu và oxy delignification. Phải được kiểm soát quy trình để thấy sự khác biệt về các chỉ số kappa trong bột giấy bisulphite magie và bột giấy magnefit sau khi mở rộng quá trình nấu.
3. Công đoạn rửa các phần dịch đen hiệu quả cao hơn và tái sử dụng lại nước bằng cách lọc các dịch đen đó. Đưa qua quá trình tẩy trắng sao cho nước thải ra có nồng độ COD < 5kg COD/T.
4. Giám sát, ngăn ngừa và giảm thiểu lượng nước thải phát sinh.
5. Giảm bớt một phần hay toàn bộ các công đoạn tẩy trắng bằng magie bằng quá trình nấu. Công nghệ đang hướng dẫn làm mất đi một phần độ trắng của sản phẩm và nó không được xem như là kỹ thuật tốt nhất hiện có (BAT). Đối với sản phẩm giấy thì độ sáng của nó quan trọng vì vậy kỹ thuật này không được xem là kỹ thuật tốt nhất.
7. TCF tẩy trắng. Để tẩy trắng bột giấy sulphite ta dùng hóa chất tẩy trắng tránh dùng hóa chất có chứa chlorine. Hóa chất sử dụng tẩy trắng phổ biến nhất là peroxide vì nó tẩy trắng nhanh và hiệu quả cao.
8. Trung hòa nhằm giảm nồng độ rượu trước khi cho bay hơi.
9. Tái sử dụng các chất có nồng độ đậm đặc trong quy trình hay tách quá trình xử lý sinh học riêng.
10. Sử dụng các bể chứa đủ lớn để chứa các chất có nồng độ đậm đặc cao hay các nước nóng ở quy trình sản xuất.
11. Tiến hành xử lý sơ cấp nước thải.
12. Xử lý nước thải bằng sinh học hiếu khí hoặc sử dụng công nghệ tương tự mà đạt được chất lượng nước thải đầu ra hiệu quả hơn.
Thêm vào đó có thể kết hợp giữa các biện pháp xử lý và xử lý thứ cấp. Xử lý sinh học là công nghệ tốt nhất được áp dụng cho nhà máy sản xuất bột giấy sulphite. Xử lý biện pháp sinh học bao gồm các công đoạn như qua bể điều hòa, bể aerotank, lắng thứ cấp và bể chứa bùn… thì hiệu suất xử lý cao. Lượng bùn hoạt tính của nước xử lý phải dưới 0.15 kg BOD/(kg MLSS*d) và thời gian lưu ở bể sinh học hiếu khí thích hợp thì công nghệ này được xem như là công nghệ tốt nhất. Chúng có thể đạt hiệu quả xử lý cao và quy trình xử lý ổn định. Trong quá trình xử lý cần lưu ý đến các vấn đề của hệ thống xử lý như lưu lượng, nồng độ chất thải, hàm lượng vi sinh vật nhằm đảm bảo cho công nghệ xử lý tốt nhất.
Khi áp dụng các công nghệ hiện có tốt nhất phải phù hợp cho nhà máy giấy và bột giấy sulphite tích hợp hay không tích hợp để đạt hiệu quả cao. Đối với các nhà máy tích hợp, thì phương pháp liên quan (chương 3) và thêm vào đó nó được mô tả cụ thể ở nhà máy sản xuất giấy (chương 6) có thể tham khảo thêm.
Tuy nhiên, có một số công nghệ chỉ thích hợp cho chủ yếu nhà máy sản xuất giấy tích hợp ví dụ như:
• Hiệu quả trong quá trình tách hệ thống nước cho nhà máy giấy và bột giấy.
• Sử dụng nước pha loãng cho các loại bột giấy giữa nhà máy giấy và bột giấy. Bảng 3.15: Chất lượng nước thải của một số nhà máy khi áp dụng kết hợp BAT khi xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học.
Ví dụ Nhà máy bột giấy
Báo cáo các thông số nước thải sau xử lý sinh học (trung bình hàng năm)
Phương pháp xử lý COD Kg/Adt BOD5 Kg/Adt AOX Kg/Adt TSS Kg/Adt Tổng P Kg/Adt Tổng N Kg/Adt Lưu lượng m3/Adt Gratkon AU
Mangnefite 39 2.6 -,- (TCF) 2.8 0.028 0.018 50 Kỵ khí + hiếukhí với bùn hoạt tính Nhà máy 1, DE 22 0.9 -,- (TCF) 1.8 0.04 0.28 61 Kỵ khí + hiếu khí với bùn hoạt tính Nhà máy 2, DE 23 0.5 -,- (TCF) n./a 0.04 0.3 80 Kỵ khí + hiếu khí với bùn hoạt tính Nhà máy 3, DE 36 1.55 -,- (TCF) n./a 0.015 0.085 55 Kỵ khí + hiếu khí với bùn hoạt tính Nhà máy 4, DE
113 n./a -,- (TCF) n./a n./a n./a n./a Keo tụ, tạo bông, lọc và bùn hoạt tính Neusiedler Kematen, AU 30 1.7 -,- (TCF) 1.7 0.047 0 053 48 Hiếu khí
n/.a: Không phát hiện được (TSS là thông số không kiểm soát được đối với nhà máy bột giấy DE bởi vì nó liên quan một phần đến COD)
1) Tổng Nito đối với nhà máy bột giấy và giấy ở Đức bao gồm Nito hữu cơ) 2) Nước làm nguội và nước rửa của nhà máy được tách riêng.
3) Tính giá trị. Nhà máy tích hợp với công suất 26000 bột giấy sulphite và 17117 hộp giấy gấp. Theo kinh nghiệm cho thấy quá trình xử lý nước thải giảm 70 % hàm lượng COD trong nước.
Bảng 3.15: Ví dụ về chất lượng nước thải sau xử lý bằng công nghệ sinh học của một số nhà máy giấy và bột giấy ở Châu Âu (Nguồn 1997)
Danh sách một số nhà máy được lựa chọn để làm cơ sở dữ liệu và nó không đây đủ và hoàn chỉnh. Danh sách này được cung cấp bởi các thành viên TWG. Phương pháp này được sử dụng phổ biến các quốc gia.
Dưới đây là các thông số của nước thải sau khi thiết kế, xây dựng và vận hành xử lý thì chất lượng nước sau xử lý bằng phường pháp sinh học như sau:
COD kg/ADt 20 - 302 BOD kg/ADt 1 - 2 TSS kg/ADt 1.5 – 2.0 AOX kg/ADt (-) Tổng Nito kg/ADt 0.02 – 0.05 Tổng Phospho kg/ADt 0.15 – 0.5
Lưu lượng dòng chảy M3/ADt 40 – 554
Chú ý:
1) Mức xả thải phụ thuộc và không phụ thuộc tùy vào công đoạn tảy trắng của nhà máy giấy
2) Vì chỉ số kappa cao sau khi nấu cho quy trình này thì có 35 kg COD/Adt. 3) Nước làm lạnh và nước rửa ở các công đoạn khác không thu gom chung. 4) Quy trình sử dụng nước tích hợp cho nhà máy không bao gồm nhà máy bột
giấy sulphite
Bảng 3.16: Nồng độ một số chất thải sau áp dụng công nghệ xử lý xử lý sinh học tốt nhất.
Áp dụng cho một số nhà máy giấy và bột giấy tích hợp đê ktham khảo. Quá trình phát thải được phân loại (chương 6 của sản xuất giấy).
Giải thích thêm về bảng 3.16:
• Nhu cầu oxy hóa học (COD): Nồng độ COD phụ thuộc vào loại và lưu lượng nước thải được xử lý (Ví dụ: quá trình cô đặc hơn nồng độ cao hơn quá trình khác), nó phụ thuộc vào cấu trúc và khả năng xử lý của hệ thống xử lý nước thải cũng như quá trình theo dõi vận hành hệ thống xử lý để hoạt động hiệu quả. Để quá trình xử lý sinh học hiếu khí làm giảm nồng độ COD trong quá trình xử lý xuống 55% thì phải thường xuyên kiểm tra, giám sát. Do đó, quá trình tẩy trắng giấy sulphite nồng độ COD có thể đạt từ 20-30 kg COD/ADt. Nồng độ COD của nhà máy thải ra là 400 – 600 mg COD/l. Nồng độ COD sau xử lý sinh học hiếu khí phụ thuộc vào khả năng xử lý và làm việc của hệ thống xử lý.
• Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD5 hay 7): quá trình xử lý nhằm mục đích giảm nồng độ BOD (95% BOD) của nước thải. Khi hàm lượng chất hữu cơ cacbon, phospho, nito được cân bằng và lượng lớn oxy được cấp vào đủ đảm bảo sinh vật hoạt động. Trong trường hợp có sự xáo trộn hoặc có một vài thông số vượt chỉ tiêu đề ra, thì nồng độ BOD ở trong nước thải bắt đầu tăng lên. Điều này có nghĩa là cần phải điều chỉnh lại các thông số hay tiến hành kiểm tra lượng vi sinh trong hệ thống xử lý. Nồng độ BOD thải ra phụ thuộc vào quá trình vận hành của hệ thống xử lý
Nồng độ BOD sau xử lý có thể đạt tới 20 – 30 mg/l. Phụ thuộc vào lưu lượng nước
thải có thể đạt tới 1 kg BOD5/ADt (Ở 20 mg/l và Q = 55 m3/ADT) và 1.7 kg
BOD5/ADt (ở 30 mg/l)
• Tổng chất rắn lơ lửng TSS: Nước thải sau khi qua bể lắng thì sạch hơn. Hàm lượng chất rắn lơ lửng có thể đạt từ 20 -30 mg/l. Với nồng độ chất rắn lơ lửng