Hiện trạng công nghệ sản xuất

Phần 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

4.1. Khái quát về Công ty cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ

4.1.3. Hiện trạng công nghệ sản xuất

* Đặc điểm công nghệ của công ty

- Công ty cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ đã đưa vào hoạt động dây chuyền sản xuất thứ 3 với công nghệ Nhật bản. Với nhiều chủng loại sản phẩm, đáp ứng được với nhiều yêu cầu về chủng loại sản phẩm của khách hàng. Cùng với dây chuyền sản xuất giấy xi măng chất lượng cao của Đức và dây chuyền sản xuất giấy làm lớp đế, lớp mặt hòm hộp carton.

- Công nghệ sản xuất, vận hành của cơ sở

+ Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ hiện đang hoạt động với 3dây chuyền xeo giấy, 1 xưởng sản xuất dăm mảnh, 1 hệ thống lò hơi đốt sinh khối, công nghệ cụ thể như sau:

+ Dây chuyền 15.000 tấn/năm (còn gọi là dây chuyền xeo IV): dây chuyền đã có báo cáo ĐTM được phê duyệt tại Quyết định số 405/QĐ-KCM ngày 25/9/2011 của Sở Khoa học công nghệ và môi trường Thái Nguyên về việc phê chuẩn báo cáo đánh giá tác động môi trường Công ty giấy Hoàng Văn Thụ. Sản phẩm của dây chuyền là giấy bao gói ximăng được sản xuất từ bột Kraft không tẩy.

+ Dây chuyền sản xuất dăm mảnh: Công suất 4000 tấn sản phẩm/tháng, sản phẩm là mảnh gỗ có kích thước 2.5 x 3.5cm. Toàn bộ sản phẩm của dây chuyền dăm mảnh được Công ty xuất bán cho các đơn vị có nhu cầu sử dụng trong nước và xuất ủy thác cho Nhật. Các máy móc chính của dây chuyền gồm: máy bóc vỏ, máy băm dăm, băng tải và sàng rung.

+ Dây chuyền Duplex: Công suất 10.000 tấn sản phẩm/năm (dây chuyền, thiết bị công nghệ của Nhật Bản đã qua sử dụng) (còn gọi là dây chuyền xeo VI).

- Mô tả quy trình công nghệ

+ Nguyên liệu là giấy bìa cacton cũ và bột thải của các dây truyền sản xuất (bột thải của dây chuyền sản xuất giấy ximăng công suất 15.000 tấn/năm hiện có và bột thải từ dây chuyền sản xuất giấy ximăng công suất 31.000 tấn/năm) được vận chuyển bằng băng tải đưa vào hệ thống nghiền thủy lực. Sau quá trình nghiền được bơm sang bể chứa. Tại bể thủy lực có thiết kế hệ thống cẩu trục động đưa công nhân xuống vớt rác phát sinh sau quá trình nghiền thủy lực (chủ yếu là giấy nilon) lên và chuyển đổ ra phía ngoài xưởng sản xuất qua một cửa nhỏ. Phía bên ngoài bố trí xe đẩy sẵn

sàng chứa lượng nước thải sản xuất này và đưa đi chứa tại bãi chứa chất thải rắn sản xuất của công ty.

+ Hỗn hợp bột giấy được tiếp tục bơm vào hệ thống nghiền tinh (nghiền đĩa). Bột sau nghiền đĩa được bơm vào bể chứa rồi bơm sang bể hỗn hợp.Tại bể này hỗn hợp bột giấy sẽ được bổ sung phẩm màu để đảm bảo màu sắc của giấy thành phẩm đồng đều. Sau khi được pha trộn phẩm, hỗn hợp bột nước được đưa qua sàng để tách lọc cát. Sử dụng hệ thống lọc cát cyclon, cát tách khỏi hỗn hợp bột giấy được xả xuống bể chứa nằm dưới sàn của hệ thống sàng. Hỗn hợp bột giấy sau khi được tách sạch cát sẽ được bơm lên dây chuyền xeo.Quá trình xeo được kết hợp với quá trình sấy sử dụng nhiệt cấp từ lò hơi đốt sinh khối của Công ty. Sản phẩm là giấy ở cuối dây chuyền xeo được cuộn tròn quanh trục cuộn, sau đó được cắt cuộn và được cẩu trục vận chuyển sang khu vực cuộn lại và cắt thanh nan. Cuộn giấy thành phẩm được đưa về nhập kho thành phẩm nằm phía cuối của dây chuyền xeo

Hình 4.2: Sơ đồ công nghệ dây chuyền xeo giấy Duplex (Xeo VI)

Kho nguyên liệu

Bể hỗn hợp

Băng tải

Sàng Xeo giấy

Nghiền thủy lực

Bể chứa

Nghiền tinh( nghiền đĩa)

Nhập kho thành phẩm Lề hòm hộp chất lượng

cao

Cuộn lại, cắt cuộn Nghiền tinh

Sấy khô, cuộn

Bể chứa Đinh, ghim,

băng dính, cát…

Điện, nước

Nước thải

Tiếng ồn, thanh nan, giấy thải

+ Dây chuyền tận thu bột thải ra môi trường thuộc hệ thống xử lý nước thải tại Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ để sản xuất giấy hòm hộp công suất 6.000 tấn/ năm (dây chuyền thiết bị công nghệ tiên tiến của Thiên Tân - Trung Quốc) (còn gọi là dây chuyền xeo V)

Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất như sau:

Hình 4.3: Sơ đồ công nghệ dây chuyền tận thu bột thải của hệ thống xử lý nước thải

- Nguyên liệu chính là bột thu hồi từ bể xử lý nước thải sản xuất của Công ty hỗn hợp. Sau khi bổ sung dầu thông và phẩm, muối carbonat sẽ được đưa lên dây chuyền xeo. Sản phẩm là giấy ở cuối dây chuyền xeo được cuộn

Lề tạp Băng tải

Bể bột thải

nghiền bột

Sàng lọc

Tiếng ồn, thanh nan, giấy thải

Nước thải Điện

Nghiền thủy lực

Bể hỗn hợp

Nhập kho thành phẩm

Bơm tuần hoàn

Đinh, ghim, băng dính.

cắt…

Cuộn lai.

cắt

Điện, nước Xeo giấy

tròn quanh trục cuộn, sau đó được cắt cuộn và được cẩu trục vận chuyển sang khu vực cuộn lại và cắt thanh nan. Cuộn giấy thành phẩm có đường kính khoảng 0,8m và dài khoảng 2,2m. Cuộn giấy thành phẩm được đưa về nhập kho thành phẩm nằm phía cuối của dây chuyền xeo V này.

- Hệ thống lò hơi đốt năng lượng sinh khối (BIOMASS) công suất thiết kế 12,5 tấn hơi/h.

- Để phục vụ hoạt động sản xuất giấy, công ty đã đầu tư một lò hơi với công suất sinh hơi 12,5 tấn hơi/h, công nghệ của Việt Nam, nguyên liệu đầu vào là nguồn phế thải từ các xưởng chế biến gỗ như vỏ cây, mùn cưa, củi, gỗ vụn,… (trong đó có một phần là vỏ cây và phế thải phát thải từ dây chuyền chặt dăm mảnh của công ty).

Danh mục thiết bị vận hành sản xuất trong nhà máy được ghi trong phụ lục 1.1.

Dưới đây là một số hình ảnh máy móc, thiết bị của Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ.

Hình 4.4. Máy cuộn

Hình 4.5. Máy xeo

Hình 4.6. Băng tải

4.2. Quy trình xử lý nước thải của Công ty cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ 4.2.1.1. Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt

- Toàn bộ lượng nước thải sinh hoạt phát sinh từ hoạt động của cán bộ, công nhân viên của Công ty là nước thải sinh hoạt thông thường chủ yếu chứa các chất lơ lửng (TSS), các hợp chất hữu cơ (BOD, COD), các chất dinh dưỡng (N,P) và các vi sinh vật được thu gom và xử lý bằng hệ thống các bể tự hoại. Nước thải sinh hoạt có thành phần chứa nhiều các tạp chất hữu cơ dễ phân hủy. Lượng nước thải sinh hoạt này được xử lý trong các bể tự hoại và sau đó xả ra hệ thống thoát nước chung của nhà máy. Bể tự hoại là công trình đồng thời làm 2 chức năng: lắng và phân hủy cặn lắng. Nước trong bể được bố trí chảy qua lớp bùn kị khí (trong điều kiện động) để các chất hữu cơ được tiếp xúc nhiều hơn với các loại vi sinh vật trong lớp bùn. Nước thải trước khi xả ra môi trường được đưa qua lớp vật liệu lọc bằng cát, sỏi. Cặn lắng được giữ lại trong bể từ 6 - 8 tháng, dưới ảnh hưởng của các vi sinh vật kị khí , các chất hữu cơ bị phân hủy, một phần tạo thành các chất khí, một phần tạo thành các chất vô cơ hòa tan.

- Nước thải sinh hoạt có hàm lượng hữu cơ cao khi xâm nhập nguồn tiếp nhận (sông Cầu) có thể gây ra các hậu quả xấu như:

+ Tăng hàm lượng dinh dưỡng trong nước, tạo điều kiện phát triển mạnh cho các loại vi sinh vật như nấm, tảo trong nước kể cả vi sinh vật gây bệnh. Với nguồn nước được sử dụng tưới tiêu, vi sinh vật sẽ phát tán một cách gián tiếp qua các sản phẩm rau quả gây bệnh về đường tiêu hóa.

+ Một số trường hợp nước thải giàu Nitơ và Photpho có thể gây nên hiện tượng tảo nở hoa (phú dưỡng) làm nước có màu xanh xẫm, đáy nhiều bùn do xác tảo, qua thời gian dài gây bồi lắng nặng nề đáy nước.

+ Tăng độ đục với các tạp chất trong nước thải.

+ Làm giảm lượng oxy hòa tan trong nước do các vi sinh vật có trong nước sử dụng hết oxy để phân giải các hợp chất hữu cơ

+ Nước thải sinh hoạt khi phân hủy (nhất là trong điều kiện yếm khí) gây mùi khó chịu (do tạo ra NH3 và H2S) gây ảnh hưởng xấu tới mỹ quan.

- Công ty đã xây dựng tổng cộng 4 hệ thống bể tự hoại, mỗi bể có thể tích 10m3, vị trí tại các khu vực cụ thể sau:

+ Khu văn phòng

+ Khu xưởng sản xuất giấy + Khu dăm mảnh

+ Khu lò hơi

- Các bể được xây ngầm dưới các công trình, kết cấu đáy bê tông cốt thép, tường xây gạch đặc mác 200, trát vữa XM chống thấm, nắp là tấm đan bê tông cốt thép. Các bể đều chia thành 3 ngăn thông nhau.

Hình 4.7: Cấu trúc bể tự hoại.

4.2.1.2. Hệ thống thoát nước mưa chảy tràn

Nước mưa chảy tràn là nguồn thải có tính phân tán và không liên tục. Lưu lượng nước mưa chảy tràn biến động mạnh theo mùa. Nước mưa chảy tràn qua khu vực nhà máy sẽ cuốn theo đất, cát, dầu mỡ, cặn lơ lửng và hòa tan một số khí ô nhiễm khác như SOx,NOx, CO2,...trên toàn bộ diện tích của Công ty được chảy dồn về các cống thoát nước trong khuôn viên công ty. Các cống bố trí ngầm dưới mặt đất, chạy dọc theo đường nội bộ, xung quanh khu vực nhà xưởng và sát chân tường rào của công ty. Cổng xây gạch đặc, trát vữa xi măng, tổng

chiều dài của hệ thống cống rãnh thoát nước mưa là 1km; chiều rộng 0,6m và chiều sâu là 0,4m. Trên cống bố trí các hố ga giúp lắng cặn nước mưa, cách khoảng 40-50 m bố trí một hố ga, có tất cả 7 hố ga. Nước sau khi lắng cặn tại các hố ga được chảy tập trung vào hệ thống thoát nước chung của khu dân cư qua cống thải.

Nếu nguồn nước này không được quản lý tốt sẽ gây ra những tác động tiêu cực tới nguồn nước mặt, nước ngầm và đời sông thủy sinh trong khu vực tiếp nhận. Do công ty có diện tích khá lớn, xỉ thải lại đổ trong khuôn viên công ty nên khi trời mưa, nước mưa chảy tràn sẽ cuốn theo đất, cát, tro xỉ,…

vào hệ thống thoát nước của cống rãnh.

- Lưu lượng nước mưa lớn nhất tràn từ công ty được xác định theo công thức thực nghiệm sau:

Q = 2,78 x 10-7 x Ψ x F x h (m3/s)

(Theo PGS.TS. Trần Đức Hạ - Giáo trình Quản lý môi trường nước, NXB Khoa học và kĩ thuật, Hà Nội, 2002) [3].

- Trong đó: 2,78 x 10-7: hệ số quy đổi đơn vị F : Tổng diện tích mặt bằng của nhà máy (m2)

h : Cường độ mưa trung bình tại trận mưa tính toán, mm/h (h = 100mm/h).

Ψ : hệ số dòng chảy, phụ thuộc vào đặc điểm mặt phủ, độ dốc,.... Hệ số này được lựa chọn theo bảng dưới đây:

Bảng 4.1. Hệ số dòng chảy theo đặc điểm mặt phủ

Loại mặt phủ Ψ

Mái nhà, đường bê tông 0,80 - 0,90

Đường nhựa 0,60 - 0,70

Đường lát đá hộc 0,45 - 0,50

Đường rải sỏi 0,30 - 0,35

Mặt đất san 0,20 - 0,30

Bãi cỏ 0,10 - 0,15

(Nguồn: TCXDVN 51:2006)

- Khi trời mưa, nước mưa chảy tràn trên khu vực của nhà máy sẽ cuốn theo bụi, đất, chất cặn bã, dầu mỡ vào hệ thống thoát nước và chảy vào nguồn tiếp nhận (sông Cầu) gây tác động không nhỏ tới đời sống thủy sinh, gây ô nhiễm nguồn nước, tăng khả năng bồi lắng. Tuy nhiên tác động này diễn ra không thường xuyên và có thể khắc phục được nếu có biện pháp thu gom, lắng cặn hiệu quả.

- Tải lượng chất ô nhiễm trong nước mưa: Với nước mưa chảy tràn, mức độ ô nhiễm chủ yếu là từ nước mưa đợt đầu (tính từ khi mưa bắt đầu hình thành dòng chảy trên bề mặt đến 15-20 phút sau đó).

- Lượng chất bẩn sẽ theo nước mưa chảy tràn tới môi trường nước sông Cầu cũng như đảm bảo tưới tiêu thoát nhanh nước mưa, hạn chế tối đa tình trạng xảy ra ngập úng khi mưa lớn, Công ty cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ đã xây dựng hệ thống mương rãnh thoát nước mưa chảy tràn với tổng chiều dài là 1km, kích thước mương chiều rộng 0,6m và chiều sâu 0,4m. Các mương đều có nắp đậy và có bố trí cách 50m một hố ga thu nước và lắng cặn.

Nước mưa chảy theo hệ thống cống thoát nước của công ty thải ra mương thoát nước chung của khu vực tại phía cổng công ty.

- Bên cạnh đó, định kỳ các cống rãnh thoát nước này sẽ được công nhân của công ty nạo vét 1 tháng/lần. Bùn cống rãnh nạo vét sạch lên sẽ được sử dụng để bón cho cây trồng trong khuôn viên công ty.

* Tác động của nước mưa chảy tràn

- Chất rắn lơ lửng (TSS): Khi trong nước có hàm lượng chất rắn lớn làm cho nước bị biến màu và làm giảm khả năng hòa tan oxy trong nước, gây ảnh hưởng xấu đến nguồn nước tiếp nhận, ảnh hưởng đến hệ sinh thái của

nguồn nước, gây bồi lắng, tác động gián tiếp đến nhu cầu sử dụngnguồn nước cho các mục đích khác.

- Nhu cầu oxy hóa học, sinh hóa (BOD,COD): hai chỉ số ô nhiễm này làm giảm lượng oxy hòa tan trong nước, ảnh hưởng đến sự sống của các loài sinh vật có trong nước.

- Dầu mỡ: dầu mỡ khi vào nước loang thành màng mỏng và che phủ bề mặt của nước làm giảm sự tiếp xúc của nước với bề mặt không khí, giảm khả năng hòa tan oxy trong nước, cản trở quá trình quang hợp của thực vật trong nước, giảm khả năng thoát khí CO2 và các khí độc hại khỏi nước dẫn đến các sinh vật trong nước bị chết và khả năng tự làm sạch của nguồn mước giảm.

- Vi sinh vật gây bệnh: các vi sinh vật gây bệnh có trong nước thải theo dòng nước phát tán đi xa, các vi sinh vật này là nguyên nhân gây ra các bệnh về đường tiêu hóa như tả, lị, thương hàn,…

Nghiêm trọng hơn dạng thải này còn đưa vào nguồn nước một lượng đáng kể các kim loại nặng. Sự ô nhiễm cục bộ có thể gây chết các sinh vật dưới nước, giảm đa dạng sinh học.

4.2.1.3. Hệ thống xử lý nước thải sản xuất của công ty

- Hiện nay, Công ty cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ chỉ sản xuất giấy từ nguyên liệu là giấy tái chế (giấy vụn, bìa carton,…) nên nước thải gây ô nhiễm chủ yếu từ quá trình nghiền và xeo giấy. Công ty hiện nay đã có hệ thống xử lý nước thải sản xuất với công suất xử lý 1.300 m3/ngày đêm bằng công nghệ xử lý sinh học hiếu khí aeroten, nước thải sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn được bơm sử dụng tuần hoàn một phần, phần còn lại thải ra sông Cầu qua cửa xả nước thải của Công ty.

- Lượng nước thải sản xuất phát sinh có thể tính toán dựa trên cân bằng vật liệu trong quá trình sản xuất của Công ty để tạo ra 1tấn giấy được trình bày trong bảng sau:

Bảng 4.2. Cân bằng vật liệu cho dây chuyền sản xuất giấy xi măng cho 1000 kg sản phẩm.

Công đoạn

Vật liệu đầu vào Vật liệu đầu ra

Dòng nước thải Tên Số lượng

(kg) Tên

Số lượng

(kg)

1 2 3 4 5 6

Phân loại nguyên liệu

Giấy lề

1250 - giấy lề đã phân loại 1230 Nghiền thủy

lực

Giấy phế liệu 35 Bột sau nghiền thủy lực 1260 Nước trắng 30 m3 Nước sau nghiền thủy

lực 35 m3

Bể chứa

Bột sau nghiền

thủy lực 1272 Bột sau nghiền thủy lực 1272 Nước sau nghiền

thủy lực 35m3 Nước sau nghiền thủy

lực 35 m3

Bột sau nghiền

thủy lực 1272 Bột sau nghiền thủy lực 1272 Nước sau nghiền

thủy lực 35 m3 Nước sau nghiền thủy

lực 35 m3

Phèn 18,6

Nhựa thông 1,4

Bể chứa

Bột sau nghiền đĩa 1292 Bột sau nghiền đĩa Nước sau nghiền

đĩa 35 m3 Nước sau nghiền đĩa

Bể pha loãng

Bột sau

nghiền đĩa 1292 Bột đã pha loãng 1292

Nước sau nghiền

thủy lực 35 m3 Nước sau bể pha loãng 70 m3 Nước trắng 35 m3

Hòm lưới

Bột trước xeo 1292 Bột lên lưới 1033 Nước

trắng Nước trước xeo 70 m3 Nước lên lưới 70 m3 50

Lưới Bột lên lưới 1033 Giấy sau lưới 1000

Nước lên lưới 70 m3 Nước sau lưới 20 m3 Hút chân

không

Giấy sau lưới 1000 Giấy sau hút chân

không 980 Nước

trắng Nước lên lưới 20 m3 Nước sau hút chân 10

không 10 m3

Ép

Giấy sau hút chân

không 980

Giấy sau ép trung gian 945

Nước trắng Nước sau 9

hút chân không 10 m3

Giấy sau ép trung 945 Giấy sau ép ngực 945 Nước

gian trắng 0,1m3 Nước sau ép trung

gian 0,82 m3 Nước sau ép ngực 0,72 m3

Sấy 1

Hơi nước bão hòa Giấy sau sấy 1 945

Giấy sau ép ngực 945 Nước sau sấy 1 0,4 m3 Nước sau ép ngực 0,72 m3

Sấy 2

Giấy sau sấy 1 945 Giấy sau sấy 2 945

Nước sau sấy 1 0,4 m3 Nước sau sấy 2 0,08 m3 Hơi nước bão hòa 0,4 m3 Nước bay hơi 0,32

Cuộn Giấy sau sấy 2 945 Nước sau cuộn 0,08

Nước sau sấy 2 0,08 Giấy cuộn lại 920

Cắt cuộn Giấy sau cuộn 935

Nước sau cuộn lại 0,08 Nước sau cuộn 0,08

Đóng gói

Giấy cuộn lại 920 Sản phẩm giấy phụ

Nước sau cuộn lại 0,08 Nước trong sản phẩm 920

Dây đai 0,5 0,08

Lõi giấy 1

(Nguồn: Nguyễn Thị Lý, Đánh giá hiệu quả áp dụng sản xuất sạch hơn tại Công ty cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ - Thái Nguyên, Công ty cổ phần

giấy Hoàng Văn Thụ, 2012)[5]

- Theo bảng cân bằng vật liệu này thì để sản xuất ra 1 tấn sản phẩm là giấy xi măng, cần cung cho dây chuyền sản xuất 70m3 nước. Nếu không có biện pháp xử lý, tái sử dụng thì toàn bộ lượng nước này sẽ trở thành nước thải và thải ra môi trường. Như vậy, nếu tính trên lý thuyết thì lượng nước thải sản xuất tối đa khi không áp dụng biện pháp xử lý, tuần hoàn phát sinh từ hoạt động của công ty như sau :

70 x 31000 = 2.170.000 (m3/năm) = 180.833,3 (m3/tháng) = 6.450 (m3/ngày đêm).

- Trên thực tế công ty áp dụng các biện pháp tuần hoàn nội vi, do vậy trung bình để sản xuất 1tấn sản phẩm đầu ra lượng nước thải thực tế vào khoảng 20m3. Như vậy lượng nước thải ứng với công suất 31.000 tấn sản phẩm/năm của công ty là:

20 x 31000 = 620.000 (m3/năm) = 51.667 (m3/tháng) = 1.845 (m3/ngày đêm)