Đồ án Đánh giá hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy ở khu vực tỉnh Đồng nai và đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm

nghiệp giấy ở khu vực tỉnh Đồng Nai và đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm. LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình của riêng tôi và được sự hướng dẫn từ thầy GS.TS HOÀNG HƯNG. Các nội dung nghiên cứu, kết quả trong đề tài này là trung thực. Những số liệu trong các bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, đánh giá, nhận xét được chính tác giả thu thập được từ các nguồn tài liệu khác nhau có ghi rõ trong phần tài liệu tham khảo. Ngoài ra trong đồ án tốt nghiệp còn sử dụng một số kết quả nhận xét, đánh giá cũng như số liệu của các tác giả khác, cơ quan tổ chức khác đều có chú thích và trích dẫn nguồn gốc. Nếu có bất kì phát hiện nào tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm về đồ án tốt nghiệp của mình. TP Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2018 Chữ ký sinh viên Nguyễn Thị Hiếu SVTH: NGUYỄN THỊ HIẾU ii Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS HOÀNG HƯNG Đánh giá hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy ở khu vực tỉnh Đồng Nai và đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm. LỜI CẢM ƠN Trong thời gian học tập tại Trường Đại học Công Nghệ thành phố Hồ Chí Minh, quý Thầy Cô đã tận tình truyền đạt kiến thức cho em, giúp em hình thành nghề nghiệp cho bản thân. Với vốn kiến thức được tiếp thu trong quá trình học tập không chỉ là nền tảng cho quá trình nghiên cứu hoàn thành đồ án tốt nghiệp mà còn là hành trang qúy báu để em bước vào đời một cách vững chắc và tự tin. Em xin chân thân thành cảm ơn Ban lãnh đạo nhà trường, cùng toàn thể quý Thầy Cô trong trường, đặc biệt là Viện Khoa Học Ứng Dụng đã giúp đỡ em trong suốt thời gian qua. Em xin cám ơn thầy GS.TS HOÀNG HƯNG, người đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn em trong suốt thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp. Cuối cùng em xin kính chúc quý Thầy, Cô dồi dào sức khỏe và thành công trong sự nghiệp cao quý. Đồng kính chúc các Cô, Chú, Anh, Chị trong Trung tâm Khoa học và Công nghệ Môi trường luôn dồi dào sức khỏe, đạt được nhiều thành công tốt đẹp trong công việc. TP Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2018 Chữ ký sinh viên Nguyễn Thị Hiếu SVTH: NGUYỄN THỊ HIẾU iii Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS HOÀNG HƯNG Đánh giá hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy ở khu vực tỉnh Đồng Nai và đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm. MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................ i LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................... iii MỤC LỤC .................................................................................................................. iv DANH MỤC BẢNG .................................................................................................. vi DANH MỤC HÌNH ................................................................................................. vii LỜI MỞ ĐẦU ............................................................................................................. 9 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP GIẤY ........................ 12 1.1. Vài nét về ngành công nghiệp giấy ............................................................. 12 1.1.1. Lịch sử hình thành và phát triển ........................................................... 12 1.1.2. Hiện trạng sản xuất và tiêu thụ giấy ..................................................... 12 1.1.3. Xu thế phát triển công nghệ sản xuất ngành công nghiệp giấy ............ 15 1.2. Sản phẩm của ngành công nghiệp giấy ....................................................... 16 1.2.1. Bột giấy ................................................................................................. 16 1.2.2. Giấy ....................................................................................................... 17 1.3. Quy trình sản xuất bột giấy và giấy ............................................................. 17 1.3.1. Chuẩn bị nguyên liệu thô ...................................................................... 17 1.3.2. Sản xuất bột .......................................................................................... 20 1.3.3. Chuẩn bị phối liệu bột ........................................................................... 21 1.3.4. Xeo giấy ................................................................................................ 21 1.3.5. Khu phụ trợ ........................................................................................... 22 1.3.6. Thu hồi hóa chất ................................................................................... 23 1.4. Vấn đề môi trường phát sinh và phương pháp xử lý trong ngành công nghiệp giấy ..................................................................................................................... 23 1.4.1. Vấn đề môi trường ................................................................................ 23 1.4.2. Phương pháp dùng trong xử lý ô nhiễm môi trường trong ngành giấy.24 CHƯƠNG 2: TÌNH HÌNH SẢN XUẤT CỦA CÁC NHÀ MÁY GIẤY TẠI ĐỒNG NAI ............................................................................................................... 29 2.1. Điều kiện môi trường tự nhiên và kinh tế xã hội khu vực tỉnh Đồng Nai .... 29 SVTH: NGUYỄN THỊ HIẾU iv Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS HOÀNG HƯNG Đánh giá hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy ở khu vực tỉnh Đồng Nai và đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm. 2.1.1. Điều kiện môi tường tự nhiên ................................................................. 29 2.1.2. Hiện trạng chất lượng môi trường ở Đồng Nai ........................................ 33 2.1.3. Một số biện pháp khắc phục tại tỉnh ........................................................ 34 2.2. Triển vọng ngành giấy ở tỉnh Đồng Nai: ........................................................ 34 2.3. Công nghệ sản xuất của các nhà máy giấy lựa chọn khảo sát ........................ 35 2.3.1. Tổng quan về nhà mấy giấy Tân Mai ....................................................... 35 2.3.2. Hiện trạng môi trường: ............................................................................. 41 2.4. Các phương pháp áp dụng trong xử lý nước thải: .......................................... 42 2.4.1. Xử lý cơ học ............................................................................................. 42 2.4.2. Các phương pháp hóa lý ........................................................................... 44 2.4.3. Các phương pháp hóa học ........................................................................ 47 2.4.4. Phương pháp sinh học .............................................................................. 48 2.5. Hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy ............................................ 55 2.5.1. Hiện trạng môi trường nước .................................................................... 57 2.5.2. Hiện trạng môi trường không khí ............................................................ 61 2.5.3. Hiện trạng môi trường đất và chất thải rắn.............................................. 62 2.6. Nguyên nhân tình trạng ô nhiễm môi trường trong ngành giấy ..................... 64 2.6.1. Do bản chất công nghệ sản xuất ............................................................... 64 2.6.2. Do quy mô nhỏ ......................................................................................... 64 2.6.3. Do yếu tố con người và công tác quản lý môi trường .............................. 65 CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC Ô NHIỄM TRONG NGÀNH CÔNG NGHIỆP GIẤY ............................................................................................. 66 3.1. Triển khai áp dụng các giải pháp sản xuất sạch hơn trong ngành giấy .......... 66 3.2. Sản xuất giấy tái chế ...................................................................................... 70 3.3. Xử lý nước thải công nghiệp giấy bằng công nghệ chảy ngược qua lớp bùn yếm khí (UASB) .......................................................................................... 75 3.4. Biện pháp quản lý ........................................................................................... 76 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................... 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 80 SVTH: NGUYỄN THỊ HIẾU v Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS HOÀNG HƯNG Đánh giá hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy ở khu vực tỉnh Đồng Nai và đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm. DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Các nguồn nước thải từ các bộ phận và thiết bị khác nhau ...................... 58 Bảng 2.2: Đặc tính nước thải sản xuất nhà máy giấy ................................................ 60 Bảng 2.3: Đặc điểm nước thải các công đoạn sản xuất chính ................................... 60 Bảng 2.4: Đặc điểm nước thải khu vệ sinh công nhân trong các nhà máy giấy ....... 60 Bảng 2.5: Lượng khí và bụi phát thải ở các phân xưởng ......................................... 61 Bảng 2.6: Kết quả phân tích khói lò hơi động lực đốt than ...................................... 62 Bảng 2.7: Hàm lượng kim loại nặng có trong xỉ than tính theo % trọng lượng khô 63 Bảng 2.8: Hàm lượng kim loại nặng có trong bã bùn vôi tính theo % trọng lượng khô .................................................................................................................. 63 Bảng 3.1: Kỹ thuật SXSH cho ngành công nghiệp bột giấy và giấy ........................ 67 SVTH: NGUYỄN THỊ HIẾU vi Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS HOÀNG HƯNG Đánh giá hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy ở khu vực tỉnh Đồng Nai và đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm. DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Cơ cấu thị trường xuất khẩu giấy và sản phẩm từ giấy 2017 ................... 14 Hình 1.2: Cơ cấu thị trường nhập khẩu giấy các loại năm 2017............................... 15 Hình 1.3: Sơ đồ quy trình tổng quát quá trình sản xuất giấy. ................................... 19 Hình 1.4: Sơ đồ công nghệ xử lí nước thải giấy bằng phương pháp keo tụ – lắng – lọc kết hợp với xử lí sinh học thoáng khí .................................................................. 25 Hình 2.1 Cơ cấu tổ chức ............................................................................................ 36 Hình 2.2: sơ đồ sản xuất dăm mảnh .......................................................................... 39 Hình 2.3: Sơ đồ công nghệ sản xuất giấy máy xeo ................................................... 40 Hình 2.4 Bể aerotank thông thường .......................................................................... 52 SVTH: NGUYỄN THỊ HIẾU vii Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS HOÀNG HƯNG Đánh giá hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy ở khu vực tỉnh Đồng Nai và đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm. DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BOD : Biochemical Oxygen Demand – Nhu cầu ôxy sinh hóa, mgO2/L COD : Chemical Oxygen Demand – Nhu cầu ôxy hóa học, mgO2/L DO : Dissolved Oxygen – Ôxy hòa tan, mgO2/L MLSS : Mixed Liquor Suspended Solid – Chất rắn lơ lửng trong bùn lỏng, mg/L QCVN: Quy chuẩn Việt Nam SS : Suspended Solid – Chất rắn lơ lửng, mg/L SXSH : Sản xuất sạch hơn SVTH: NGUYỄN THỊ HIẾU viii Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS HOÀNG HƯNG Đánh giá hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy ở khu vực tỉnh Đồng Nai và đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm. LỜI MỞ ĐẦU Công nghiệp giấy là ngành công nghiệp có vị trí quan trọng trong nền kinh tế quốc dân của Việt Nam và có tốc độ tăng trưởng khá cao trong những năm vừa qua. Sản phẩm của ngành chiếm ưu thế rất lớn trong thị trường tiêu thụ. Mặc dù hiện nay các phương tiện thông tin lưu trữ và liên lạc phát triển mạnh và có mặt ở hầu hết các quốc gia như mạng internet, máy tính, điện thoại nhưng giấy vẫn luôn là sản phẩm không thể thay thế được ở bất kỳ quốc gia nào. Giấy là sản phẩm cần thiết và không thể thiếu đối với ngành giáo dục, báo chí, in ấn, hội họa và cả trong nhiều nhu cầu tiêu dùng hàng ngày khác của con người như khăn giấy, giấy vệ sinh, thùng chứa Đặc biệt ngày nay giấy còn được khuyến khích trong việc sử dụng làm bao bì, giấy gói để thay thế cho túi nilon ở một số quốc gia trên thế giới. Tuy nhiên, ngành công nghiệp sản xuất bột giấy và giấy cũng là một trong những ngành công nghiệp có mức độ ô nhiễm trầm trọng nhất và dễ gây tác động đến con người và môi trường xung quanh do độc tính nước thải. Nồng độ của một số chất từ dịch chiết có khả năng gây ức chế đối với cá. Khi xả trực tiếp nguồn nước thải này ra kênh rạch sẽ hình thành từng mảng giấy nổi lên trên mặt nước, làm cho nước có độ màu cao và hàm lượng DO trong nước hầu như bằng không (Trần Hữu Quế, 2009). Điều này không những ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường sống của sinh vật nước, đến đời sống thủy sinh, mà còn gián tiếp ảnh hưởng đến sức khỏe của người dân trong khu vực. Ngoài ra, nước thải ngành công nghiệp sản xuất bột giấy và giấy thường có pH trung bình khoảng 9 – 11g gây mùi hôi ảnh hưởng đến người dân, có các chỉ số BOD, COD cao (có thể lên đến 700 mg/l đối với BOD và 2.500 mg/l đối với COD). Đặc biệt, ngoài lignin, nước thải còn có cả kim loại nặng, phẩm màu, xút, chất rắn lơ lửng (Trần Hồng Phượng, 2007). Tất cả các chất này đều độc hại đối với sức khỏe con người, sinh vật, và môi trường. Với sự phát triển của công nghệ in ấn và khai thác gỗ hàng loạt, giấy có giá ngày càng rẻ, khiến lượng tiêu thụ tăng chóng mặt và tất nhiên, cũng gây ra lượng phế thải nhiều không kém. Tất cả tạo nên một hiện tượng gọi là Ô Nhiễm Giấy. Ngành công nghiệp sản xuất giấy có vô số ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường: • 40% lượng gỗ bị đốn hạ phục vụ mục đích thương mại được sử dụng để sản xuất giấy. • Các nhà máy bột giấy đe dọa đến môi trường sinh thái. • Hơn 30 triệu héc-ta rừng bị tàn phá mỗi năm. SVTH: NGUYỄN THỊ HIẾU 9 Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS HOÀNG HƯNG Đánh giá hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy ở khu vực tỉnh Đồng Nai và đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm. • Ngành công nghiệp bột giấy và giấy là một trong những thủ phạm lớn gây ra nạn phá rừng và sự tuyệt chủng của nhiều loài sống nơi đó. • Vòng đời của giấy, từ đầu đến cuối, đều gây hại cho môi trường. Khởi đầu là cây gỗ bị đốn hạ và kết thúc là giấy bị đốt cháy, thải khí CO2 ra khí quyển. • Sản xuất giấy tốn rất nhiều nước. Chỉ một tờ A4 đã cần đến tận 10 lít nước. • Phần lớn bãi rác thải đều là giấy. Khi phân hủy, giấy thoát ra khí methane – một loại khí gây hiệu ứng nhà kính. Khi bị đốt hay ủ phân thì nó lại thải ra CO2. • Nước thải từ các nhà máy sản xuất bột giấy và giấy chứa đầy các chất rắn, chất hữu cơ phân hủy có tên lignin – một loại cồn, các chất vô cơ như cholates hay các hợp chất kim loại chlorinead. Tất cả những chất này đều gây ra ô nhiễm đất và nước. • Công nghiệp giấy là ngành tiêu tốn năng lượng thứ 5 trên thế giới (4%). Để sản xuất 1 tấn giấy trắng, ước tính cần phải sử dụng hơn 956 lít xăng dầu. (Tạp chí Công Thương số 8, tháng 7+8/2015) Ngành công nghiệp sản xuất bột giấy và giấy là một trong những ngành tiêu hao lượng tài nguyên nước rất lớn, và do đó lượng nước thải ra cũng rất đáng kể. Bên cạnh đó, chất lượng nước thải của ngành này cũng là một vấn đề hết sức cấp bách do mức độ ô nhiễm cao. Việc xử lý nước thải ngành giấy đang là mối quan tâm của tất cả các doanh nghiệp sản xuất giấy trên thế giới nói chung và tại Việt Nam nói riêng. Hiện nay nước ta có gần 1000 doanh nghiệp sản xuất giấy, nhưng chỉ có khoảng 10% doanh nghiệp xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn môi trường cho phép, còn hầu hết các nhà máy giấy đều chưa xây dựng hệ thống xử lý nước thải hoặc đã xây dựng nhưng vẫn xử lý không đạt tiêu chuẩn thải ra nguồn tiếp nhận (Trần Hồng Phượng, 2007). Nguyên nhân là do công nghệ sản xuất giấy ở nước ta còn rất lạc hậu và hạn chế so với trình độ tiên tiến của các nước trên thế giới. Hiện nay trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu về việc áp dụng các giải pháp SXSH cho ngành sản xuất bột giấy và giấy nhằm giảm thiểu những tác động xấu cho môi trường, tiết kiệm được lượng nước đầu vào và giảm tải lượng ô nhiễm Ngành sản xuất bột giấy và giấy có nhiều thuận lợi trong việc áp dụng các giải pháp SXSH, do khâu sản xuất bột giấy – khâu gây ô nhiễm nhiều nhất (chiếm khoảng 80% tải lượng ô nhiễm) – có nhiều cơ hội trong việc thay đổi nguyên liệu thô, cải tiến công nghệ và SVTH: NGUYỄN THỊ HIẾU 10 Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS HOÀNG HƯNG Đánh giá hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy ở khu vực tỉnh Đồng Nai và đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm. tuần hoàn nước. Ước tính có thể giảm chi phí từ 9 – 18,5 USD/tấn giấy thành phẩm nếu các doanh nghiệp thực hiện SXSH bằng các giải pháp sau: • Thực hiện tốt các giải pháp quản lý nội vi, • Thay đổi công nghệ, • Giảm 1% hóa chất sử dụng, • Tiết kiệm khoảng 20 – 60m3 nước, • Giảm năng lượng hơi từ 0,2 – 0,6 tấn, • Giảm lượng hóa chất tẩy trắng 2 – 10kg • Tăng năng suất bột giấy 5 – 7% (Trần Hữu Quế, 2009) Như vậy kết quả cho thấy vừa đạt lợi ích kinh tế (tiết kiệm nước, năng lượng, chi phí), vừa đạt lợi ích môi trường (giảm được lượng nước thải, giảm lượng hóa chất độc hại trong nước thải đầu ra) Việt Nam tính đến nay đã có một số công trình nghiên cứu về áp dụng SXSH cho ngành giấy, tuy nhiên phạm vi áp dụng còn nhỏ hẹp và có nhiều hạn chế do trình độ kỹ thuật Nếu áp dụng các biện pháp SXSH một cách đúng đắn, có hệ thống thì chi phí tiết kiệm được là rất lớn, ngoài ra còn những lợi ích to lớn về môi trường nhờ việc giảm tiêu hao các nguồn tài nguyên. Đồng Nai nằm trong vùng kinh tế trọng điểm phía Nam, gần thị trường tiêu thụ lớn của cả nước về giấy in, giấy viết và bao bì giấy,Đồng Nai sản xuất và cung ứng một khối lượng giấy chiếm trên 30% thị phần cả nước, nhất là loại giấy in báo, giấy in. Nhưng đi kèm với tốc độ phát triển đó là những tiêu cực về mặt môi trường do nước thải gây ra, trong đó đặc biệt đáng lưu tâm là nước thải ngành giấy và dệt nhuộm. Việc đưa ra những giải pháp hợp lý nhằm tiết kiệm nước và giảm thiểu ô nhiễm do nước thải ngành giấy là vấn đề đáng quan tâm của tỉnh Đồng Nai hiện nay. Để ngành giấy trên địa bàn tỉnh có thể sản xuất bền vững thì cần phải có một cách tiếp cận tốt hơn, đó là khai thác các cơ hội SXSH để giảm thiểu ô nhiễm tại nguồn. Cách tiếp cận này không chỉ mang lại hiệu quả về nguồn lực, giảm chi phí sản xuất, mà còn góp phần giảm một lượng đáng kể nước thải, từ đó giảm thiểu được chi phí xử lý. Vì vậy, trong khuôn khổ khóa luận của mình tôi lựa chọn đề tài " Đánh giá hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy ở khu vực tỉnh Đồng Nai và đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm” nhằm góp một phần nhỏ bé của mình vào công tác BVMT ngành công nghiệp giấy. SVTH: NGUYỄN THỊ HIẾU 11 Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS HOÀNG HƯNG Đánh giá hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy ở khu vực tỉnh Đồng Nai và đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP GIẤY 1.1. Vài nét về ngành công nghiệp giấy 1.1.1. Lịch sử hình thành và phát triển Ngành giấy là một trong những ngành được hình thành từ rất sớm tại Việt Nam, khoảng năm 284. Từ giai đoạn này đến đầu thế kỷ 20, giấy được làm bằng phương pháp thủ công để phục vụ cho việc ghi chép, làm tranh dân gian, vàng mã Năm 1912, nhà máy sản xuất bột giấy đầu tiên bằng phương pháp công nghiệp đi vào hoạt động với công suất 4.000 tấn giấy/năm tại Việt Trì. Trong thập niên 1960, nhiều nhà máy giấy được đầu tư xây dựng nhưng hầu hết đều có công suất nhỏ (dưới 20.000 tấn/năm) như Nhà máy giấy Việt Trì; Nhà máy bột giấy Vạn Điểm; Nhà máy giấy Đồng Nai; Nhà máy giấy Tân Mai ... Năm 1975, tổng công suất thiết kế của ngành giấy Việt Nam là 72.000 tấn/năm nhưng do ảnh hưởng của chiến tranh và mất cân đối giữa sản lượng bột giấy và giấy nên sản lượng thực tế chỉ đạt 28.000 tấn/năm. Năm 1982, Nhà máy giấy Bãi Bằng do Chính phủ Thụy Điển tài trợ đã đi vào sản xuất với công suất thiết kế là 53.000 tấn bột giấy/năm và 55.000 tấn giấy/năm, dây chuyền sản xuất khép kín, sử dụng công nghệ cơ-lý và tự động hóa. Nhà máy cũng xây dựng được vùng nguyên liệu, cơ sở hạ tầng, cơ sở phụ trợ như điện, hóa chất và trường đào tạo nghề phục vụ cho hoạt động sản xuất. Ở Việt Nam công nghiệp giấy còn rất nhỏ bé. Năng lực sản xuất bột giấy đạt khoảng 150 – 170 ngàn tấn/năm, năng suất thiết kế của các cơ sơ sản xuất giấy vào khoảng 250 ngàn tấn/năm. Gần đây sản lượng giấy trong nước đạt khoảng 200 – 250 ngàn tấn/năm, trong đó bột giấy khoảng 120 – 150 ngàn tấn. Lượng bột giấy thiếu hụt được bù đắp bằng việc xử lý giấy cũ và bột nhập khẩu. 1.1.2. Hiện trạng sản xuất và tiêu thụ giấy • Sản xuất Về sản phẩm, ngành đã sản xuất được các loại giấy chủ yếu là : giấy in báo, giấy in, giấy viết, giấy vệ sinh – sinh hoạt, giấy bao bì, giấy vàng mã nội địa và xuất khẩu. Chất lượng giấy nói chung chỉ đạt mức trung bình hoặc dưới trung bình so với khu vực và trên thế giới. Những loại giấy khác (giấy bao bì chất lượng cao, giấy kỹ thuật như : các loại giấy lọc, giấy cách điện, ) được nhập khẩu. Trung bình những năm qua, nước ta nhập khoảng trên dưới 100 SVTH: NGUYỄN THỊ HIẾU 12 Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS HOÀNG HƯNG Đánh giá hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy ở khu vực tỉnh Đồng Nai và đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm. ngàn tấn giấy các loại mỗi năm. Tính về số giấy sản xuất trong nước thì Việt Nam mỗi năm tiêu thụ gần 300 ngàn, tính theo đầu người đạt xấp xỉ 4 kg/năm. Đây là chỉ số rất quan trọng trong việc đánh giá mức độ phát triển văn hóa. Theo chỉ số này Việt Nam đứng cuối cùng trong khu vực và thuộc loại thấp nhất thế giới. Các nước phát triển có mức sử dụng giấy tính theo đầu người là 200 – 300 kg /năm, các nước Đông Nam Á cũng đạt 30 – 100 kg/năm. Đặc điểm nổi bật của ngành giấy Việt Nam là rất phân tán. Với tổng sản lượng (trên 200 ngàn tấn/năm) tương đương một xí nghiệp trung bình ở các nước phát triển, ngành giấy Việt Nam có tới hơn 100 cơ sở sản xuất. Qui mô vô cùng đa dạng và phân bố khắp ba miền Bắc, Trung, Nam. Ngoài ba cơ sở Bãi Bằng, Tân Mai, Đồng Nai có qui mô sản xuất trên 10 ngàn tấn / năm đến 50 ngàn tấn / năm, các cơ sở còn lại có qui mô rất nhỏ, từ vài trăm tấn đến 5000 – 7000 tấn/năm. Số liệu thống kê từ TCTK, chỉ số sản xuất giấy và sản phẩm từ giấy 2017 tăng 6,3% so với tháng 2016 và tăng 14,5% so với tháng 4/2015. Tính chung chỉ số sản xuất giấy và sản phẩm từ giấy tăng 14,2% so với cùng kỳ năm 2016. • Xuất khẩu Số liệu thống kê sơ bộ từ TCHQ Việt Nam, năm 2017 Việt Nam đã xuất khẩu 161,7 triệu USD giấy và sản phẩm từ giấy, tăng 7,1% so với cùng kỳ. Giấy và sản phẩm từ giấy của Việt Nam đã có mặt tại 17 quốc gia trên thế giới, trong đó Hoa Kỳ là thị trường chủ yếu, chiếm 24%, kế đến là Nhật Bản và Đài Loan chiếm 18%... và các thị trường khác chiếm 23%. SVTH: NGUYỄN THỊ HIẾU 13 Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS HOÀNG HƯNG Đánh giá hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy ở khu vực tỉnh Đồng Nai và đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm. Hoa Kỳ 24% các nước khác 23% Singapore 8% Nhật Bản 18% Campuchia 9% Đài Loan 18% Hình 1.1: Cơ cấu thị trường xuất khẩu giấy và sản phẩm từ giấy 2017 Nguồn: Phòng Thông tin kinh tế quốc tế-VITIC/TCHQ • Nhu cầu sử dụng các sản phẩm giấy trong nước: Theo số liệu từ TCTK, chỉ số sử dụng lao động của doanh nghiệp công nghiệp trong sản xuất giấy và sản phẩm từ giấy thời điểm 2017 so với cùng thời điểm tháng trước tăng 4,2% và so với cùng thời điểm năm 2016 tăng 4,4%. Lượng tiêu thụ bột giấy ở nước ta hàng năm rất lớn nhưng sản xuất bột giấy trong nước chỉ đáp ứng được 37% nhu cầu, còn lại vẫn phải nhập khẩu. Hiện cả nước còn khoảng 35% doanh nghiệp sản xuất giấy nhỏ lẻ, công nghệ lạc hậu, tiêu hao nhiều năng lượng và nước, gây ô nhiễm môi trường. Số liệu thống kê sơ bộ từ TCHQ, năm 2017 Việt Nam đã nhập khẩu 569,2 nghìn tấn giấy các loại, trị giá 456,8 triệu USD, tăng 11,4% về lượng và tăng 6,2% về trị giá so với cùng kỳ năm trước. Ba thị trường chính cung cấp giấy cho Việt Nam gồm có Nga, Trung Quốc và Đài Loan, trong đó Nga là thị trường chủ lực chiếm 30%, kế đến là Trung Quốc 17% và Đài Loan chiếm 12%. Ngoài ra, còn nhập khẩu từ các thị trường khác, chiếm 21%. SVTH: NGUYỄN THỊ HIẾU 14 Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS HOÀNG HƯNG Đánh giá hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy ở khu vực tỉnh Đồng Nai và đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm. Nga 30% Các nước khác 21% Hàn Quốc 9% Indonesia Trung Quốc 11% 17% Đài Loan 12% Hình 1.2: Cơ cấu thị trường nhập khẩu giấy các loại năm 2017 Nguồn: Phòng Thông tin kinh tế quốc tế-VITIC/TCHQ • Tình hình phát triển và vai trò của ngành giấy đối với nền kinh tế Việt Nam Ngành giấy Việt Nam chuyên sản xuất giấy in báo, in viết, giấy làm bao bì, giấy gia dụng và giấy vàng mã. Hiện tại, sản xuất giấy in báo đã ngưng hoạt động do vấn đề tài chính và khả năng cạnh tranh kém. Về giấy in viết vẫn tăng trưởng nhưng chậm hơn trước đây, do chúng ta có nhiều phương tiện truyền thông khác. Tăng trưởng mạnh nhất là giấy bao bì và giấy gia dụng. Nguyên nhân là do phục vụ xuất khẩu và nhu cầu của người tiêu dùng ngày càng cao. Trong năm 2017, toàn ngành giấy sẽ phát triển tốt với tốc độ tăng trưởng khoảng 8% so với năm 2016. Về xuất khẩu, sản lượng của ngành được dự kiến vẫn như năm trước không có sự tăng trưởng đột biến. Tuy nhiên, ngành giấy xuất khẩu cũng có những điểm mới trong năm 2018 khi bên cạnh các sản phẩm giấy gia dụng, giấy in viết thì nay đã xuất khẩu giấy bao bì. 1.1.3. Xu thế phát triển công nghệ sản xuất ngành công nghiệp giấy Xu thế phát triển công nghệ chủ yếu hiện nay tập trung vào việc hạ giá thành và nâng cao chất lượng bột giấy và giấy. Sử dụng rộng rãi các chất trợ bảo lưu xơ sợi và phụ gia, các chất kết dính tổng hợp rẻ và hiệu quả cao. Công nghệ xeo giấy trong môi trường kiềm nhẹ cùng với việc thay thế cao lanh bằng cacbonat canxi đang được ứng dụng rộng rãi và có hiệu SVTH: NGUYỄN THỊ HIẾU 15 Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS HOÀNG HƯNG Đánh giá hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy ở khu vực tỉnh Đồng Nai và đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm. quả kinh tế rõ rệt, góp phần nâng cao chất lượng giấy và giảm ăn mòn thiết bị, chăn xeo, lưới xeo. Tiết kiệm vật tư năng lượng, nâng cao chất lượng và sản lượng, đa dạng hoá sản phẩm, giảm thiểu chất thải. Phát triển công nghệ sản xuất giấy sử dụng nguyên liệu giấy loại, nâng cao chất lượng bột giấy, tăng tỷ trọng thành phần và mặt hàng sản phẩm sản xuất từ giấy loại, giảm chi phí sản xuất, tiết kiệm tài nguyên. Tập trung hoá việc sản xuất bột giấy ở các nhà máy lớn ở từng khu vực để có điều kiện đầu tư cho hệ thống xử lý chất thải, nâng cao chất lượng bột giấy, hạ giá thành sản phẩm. Các nhà máy nhỏ gần đó có thể sử dụng bột của nhà máy lớn mà không tự sản xuất bột để sản xuất ra các mặt hàng giấy với số lượng không lớn. Ứng dụng và phát triển công nghệ thông tin tự động hoá điều khiển qúa trình công nghệ, vận hành thiết bị, công nghệ sinh học, vật lý chất thải, giám sát chất lượng và quản lí qúa trình sản xuất. Với tốc độ phát triển khá cao của nền kinh tế nước nhà nhu cầu tiêu thụ giấy ngày càng cao và tiếp tục phát triển mạnh định hướng những năm tiếp theo đến năm 2025. 1.2. Sản phẩm của ngành công nghiệp giấy Tùy theo mục đích sử dụng khác nhau sản phâm giấy được chia thành 4 nhóm: - Nhóm 1: Giấy dùng cho in, viết (giấy in báo, giấy in và viết - Nhóm 2: Giấy dùng trong công nghiệp (giấy bao bì, giấy chứa chất lỏng ) - Nhóm 3: Giấy dùng trong gia đình (giấy ăn, giấy vệ sinh) - Nhóm 4: Giấy dùng cho văn phòng (giấy fax, giấy in hóa đơn) Hiện nay ở Việt Nam chỉ sản xuất được các loại sản phẩm như giấy in, giấy in báo, giấy bao bì công nghiệp thông thường, giấy vàng mã, giấy vệ sinh chất lượng thấp, giấy tissue chất lượng trung bình còn các loại giấy và các tông kỹ thuật như giấy kỹ thuật điện-điện tử, giấy sản xuất thuốc lá, giấy in tiền, giấy in tài liệu bảo mật vẫn chưa sản xuất được. 1.2.1. Bột giấy Bột giấy là vật liệu dạng xơ sợi, được chế biến từ các loại nguyên liệu thực vật, với mục đích chủ yếu nhằm sản xuất giấy. Bột giấy được dùng để sản xuất những loại sản phẩm khác nhau như giấy viết, giấy bao bì, bìa các- tông, v.v..., Bột giấy đã tẩy trắng sẽ được trộn với các loại bột khác từ giấy phế liệu hoặc bột nhập khẩu. Sự pha trộn phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu và loại giấy cần sản xuất. SVTH: NGUYỄN THỊ HIẾU 16 Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS HOÀNG HƯNG Đánh giá hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy ở khu vực tỉnh Đồng Nai và đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm. 1.2.2. Giấy Giấy là một sản phẩm của ngành công nghiêp giấy - là một loại vật liệu được làm từ chất xơ dày từ vài mm cho đến vài cm, thường có nguồn gốc thực vật, và được tạo thành mạng lưới bởi lực liên kết hiđrô không có chất kết dính. Thông thường giấy được sử dụng dưới dạng những lớp mỏng nhưng cũng có thể dùng để tạo hình các vật lớn. Trên nguyên tắc giấy được sản xuất từ bột gỗ hay bột giấy. Thành phần chính của giấy là xenluloza, một loại polyme mạch thẳng và dài có trong gỗ, bông và các loại cây khác. Trong gỗ, xenlulo bị bao quanh bởi một mạng lignin cũng là polyme. Để tách xenluloza ra khỏi mạng polyme đó người ta phải sử dụng phương pháp nghiền cơ học hoặc xử lý hóa học. 1.3. Quy trình sản xuất bột giấy và giấy Bột giấy có thể được sản xuất từ gỗ, sợi bông (dính hột), giấy tái sinh, vải và rơm, rạ, cỏ, lanh, gai, đay, bã mía..., có thể được sản xuất bằng phương pháp cơ họ...ố liệu thống kê, có trên 30 dân tộc sinh sống ở đây qua nhiều thời kỳ lịch sử. Trước năm 1698, người Việt và người Hoa đã đến vùng đất Biên Hòa – Đồng Nai sinh sống nhưng không nhiều. Các cư dân được xem là bản địa là Chơro, Mạ, Kơho, Xtiêng. Từ sau khi Thống suất Nguyễn Hữu Cảnh vâng lệnh chúa Nguyễn, kinh lược đến Nam Bộ năm 1698, ông đã sắp đặt bộ máy quản lý hành chánh trên vùng đất này và chiêu mộ người dân từ miền Trung vào đây khai khẩn. Dân số Đồng Nai có sự phát triển ngày càng tăng với mức độ đẩy mạnh chính sách khai phá Nam Bộ của nhà Nguyễn, thể hiện qua việc tăng số làng, thôn, ấp và nâng cấp các đơn vị hành chánh cấp tổng, huyện. Từ năm 1698 đến nay, có 5 đợt nhập cư lớn của các nguồn di dân đến Đồng Nai làm tăng dân số và thành phần dân cư. Đó là cuộc di dân từ các tỉnh miền Trung (vùng Ngũ Quảng) đến Đồng Nai theo chính sách khai khẩn của thời nhà Nguyễn; đợt mộ dân các tỉnh miền Bắc, miền Trung vào làm phu tại các đồn điền cao su trên địa bàn Đồng Nai những thập niên 30, 40 thế kỷ XX; đợt di dân đồng bào Công giáo miền Bắc sau Hiệp định Giơ – ne – vơ năm 1954; đợt di dân từ các vùng thành thị ở miền Nam xây dựng vùng kinh tế mới tại Đồng Nai sau năm 1975; các đợt đồng bào các tỉnh phía Bắc theo kế hoạch nhà nước đến Đồng Nai xây dựng cuộc sống mới những thập niên cuối thế kỷ XX. Ngoài ra các cuộc chuyển cư lớn trên, trong từng giai đoạn lịch sử, có một số trường hợp một bộ phân dân cư cũng khá đông đảo tìm đến Đồng Nai sinh sống với nhiều lý do, hoàn cảnh khác nhau như tránh sự khủng bố của chính quyền Mỹ - Diệm, hoặc chuyển theo chế độ chuyển đi của binh sĩ thời Mỹ Diệm (1954 – 1975); và nhiều trường hợp những nhóm cộng đồng dân cư chuyển đến tự doMỗi đợt di dân làm dân số ở Đồng Nai từng thời kỳ tăng đột biến; số di dân lên con số trên hàng vạn người mỗi đợt. Một số tóm lược sau trong các nguồn tư liệu cho thấy tình hình phát triển dân số trên địa bàn Đồng Nai qua các mốc lịch sử: Huyện Phước Long (đất Biên Hòa xưa) có 5.532 người; năm 1808, trấn Biên Hòa, phủ Phước Long có 10.600 người; năm 1832 có 20.841 SVTH: NGUYỄN THỊ HIẾU 32 Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS HOÀNG HƯNG Đánh giá hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy ở khu vực tỉnh Đồng Nai và đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm. người; năm 1863 tỉnh Biên Hòa có 31.381 người; năm 1873 có 59.568 người; năm 1901 có 102.941 người, năm 1923 có 132.165 người; năm 1946 có 202.570 người, năm 1948 có 221.000 người; năm 1956 có 335.700 người, năm 1963 có 487.178 người, năm 1972 có 650.435 người; năm 1976 có 1.261 người; năm 1996 có 1.936.055 người và năm 2005 có 2.218.900 người. Tỉ lệ tính từ năm 2005 cho thấy 30,8% dân số sống đô thị, người Kinh chiếm 91,4% dân số; kế đến là người Hoa và các dân tộc khác. Dân tộc Chơro, Mạ, Xtiêng, Kơho được xem là các cư dân bản địa. Dân số của tỉnh Đồng Nai năm 2009 là: 2.483.211 người. Hiện nay, tỉnh Đồng Nai có các dân tộc sinh sống xếp theo dân số từ cao đến thấp là: Việt (chiếm số đông đảo nhất), kế đến là người Hoa, Nùng, Tày, Chơro, Dao, Mường, Khơme, Chăm, Mạ, Stiêng, Thái, Kơho, Sán Dìu, Thổ và một số dân tộc khác như Hmông, Giarai, Ngái, Êđê, Bana, Hrê, Raglai, Bru Vân kiều, Giáy, Cơtu, GíeTriêng, Tà Ôi, Kháng, Xinh Mun, Chu ru, Lào, La Chí, La Ha, Phù Lá, Mảng, Bố Y, Si la, Pu péonhưng số lượng không đáng kể. 2.1.2. Hiện trạng chất lượng môi trường ở Đồng Nai Theo kết quả quan trắc mới đây cho thấy, các mẫu thu nhận từ các nguồn thải của các khu công nghiệp và khu vực các bãi chôn lấp chất thải thì nguồn đất ở Đồng Nai: đã bị ô nhiễm kim loại nặng như đồng, kẽm, asen Các kim loại nặng có trong đất đều vượt ngưỡng cho phép tác động trực tiếp đến việc ô nhiễm đất. Cụ thể, tại 19 khu công nghiệp được quan trắc về chất lượng nguồn đất, kết quả cho thấy có 2 khu công nghiệp có nguy cơ ô nhiễm bởi các tác nhân đồng và kẽm trong đất cao. Cụ thể, tại khu công nghiệp Hố Nai, huyện Trảng Bom có các hàm lượng Cu (đồng) vượt gần 2 lần, hàm lượng Zn (kẽm) vượt 4,16 lần so với quy chuẩn cho phép của Bộ Tài nguyên và Môi trường. Kết quả quan trắc cũng cho thấy, tại những vùng phụ cận các bãi chôn lấp chất thải rắn ở phường Trảng Dài (thành phố Biên Hòa), bãi chôn lấp xã Vĩnh Tân (huyện Vĩnh Cửu), bãi chôn lấp xã Túc Trưng (huyện Định Quán) và bãi chôn lấp xã Quang Trung (huyện Thống Nhất) phát hiện hàm lượng đồng (Cu) cao hơn mức cho phép từ 1,3 đến 4,5 lần ở cả 3 tầng lấy mẫu. Khu vực đất tại bãi chôn lấp chất thải rắn ấp Tân Cang, xã Phước Tân (thành phố Biên Hòa), các chỉ tiêu kim loại nặng như Cu và Zn cao hơn tiêu chuẩn cho phép từ 1 đến 2 SVTH: NGUYỄN THỊ HIẾU 33 Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS HOÀNG HƯNG Đánh giá hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy ở khu vực tỉnh Đồng Nai và đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm. lần. Riêng tại vùng phụ cận bãi rác Quang Trung, các chỉ số kim loại nặng như niken và crom trong đất có hàm lượng khá cao so với tiêu chuẩn cho phép. 2.1.3. Một số biện pháp khắc phục tại tỉnh Đồng Nai đang tiến hành khắc phục các hậu quả về ô nhiễm môi trường đất. Các khu công nghiệp cần xử lý rác thải có hiệu quả nên liên kết với các khu tái chế để giảm thiểu tình trạng ô nhiễm. Xây dựng các hệ thống xử lý chất thải hút hầm cầu Đồng Nai trước khi đổ ra môi trường và thông cống nghẹt Đồng Nai. Ở các bãi rác nên chôn lấp đúng theo quy định không nên chôn một cách bừa bãi thiếu khoa học. Công ty môi trường nên có các biện pháp xử lý thu gom rác để giúp giảm bớt lượng rác một cách có hiệu quả. Để giải quyết tất cả các tình trạng ô nhiễm về môi trường đất cần rất nhiều thời gian từ khâu quản lý đến xử lý các hậu quả. Đồng Nai cần tích cực hơn nữa trong công tác bảo vệ môi trường. 2.2. Triển vọng ngành giấy ở tỉnh Đồng Nai: Đồng Nai nằm trong vùng kinh tế trọng điểm phía Nam, gần thị trường tiêu thụ lớn của cả nước về giấy in, giấy viết và bao bì giấy Sản xuất giấy là ngành đòi hỏi đầu tư lớn, thu hồi vốn chậm nên không hấp dẫn các nhà đầu tư nước ngoài, do đó ngành công nghiệp giấy trong nước vẫn là sân chơi của các doanh nghiệp Việt Nam. Tại Đồng Nai, Công ty Cổ phần Tập đoàn giấy Tân Mai là một trong những doanh nghiệp có quy mô sản xuất giấy lớn nhất cả nước. Cùng một số doanh nghiệp khác như Nhà máy giấy Đồng Nai, Công ty TNHH giấy Hưng Long, Công ty cổ phần bao bì Biên Hòa, DNTN Khải Phàm Đồng Nai sản xuất và cung ứng một khối lượng giấy chiếm trên 30% thị phần cả nước, nhất là loại giấy in báo, giấy in. Tuy nhiên, giá trị sản xuất công nghiệp ngành giấy trên địa bàn tỉnh năm 2016 chỉ đạt 2.340 tỷ đồng, tốc độ tăng trưởng bình quân của ngành giai đoạn 2016-2018 là 12,1%/năm, bằng 2,3% giá trị sản xuất toàn ngành công nghiệp. Sản lượng giấy thành phẩm giảm mạnh qua các năm. Định hướng phát triển của ngành giấy Đồng Nai Định hướng phát triển của ngành giấy Đồng Nai trong thời gian tới là duy trì và cải tiến các sản phẩm đã có thương hiệu, phát triển thêm các sản phẩm giấy cao cấp như couche SVTH: NGUYỄN THỊ HIẾU 34 Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS HOÀNG HƯNG Đánh giá hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy ở khu vực tỉnh Đồng Nai và đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm. tăng mức chủ động về nguồn nguyên liệu, liên doanh, liên kết, mở rộng quy mô sản xuất, đáp ứng nhu cầu thị trường; tiếp tục đầu tư chiều sâu, đa dạng hóa và nâng cao chất lượng sản phẩm; duy trì năng lực sản xuất ở mức độ cao để đáp ứng nhu cầu trong nước; tập trung đầu tư dứt điểm các dự án đã được phê duyệt để huy động kịp thời năng lực sản xuất; đầu tư nâng cấp chất lượng các mặt hàng đang giữ thị phần hiện để nâng cao tính cạnh tranh với hàng nhập khẩu; nghiên cứu sử dụng đa dạng nguyên liệu, đặc biệt là cây thân thảo, phế liệu nông nghiệp, giấy thải các loại; ưu tiên đưa vào sử dụng giải pháp công nghệ sạch, giải quyết tồn tại về ô nhiễm, giảm thiểu chất thải môi trường; đẩy mạnh hoạt động nghiên cứu và phát triển đối với các lĩnh vực tận dụng nguồn nguyên liệu sẵn có, xác định thêm các loài, giống cây có năng suất và chất lượng bột giấy cao để sản xuất giấy đạt hiệu quả cao nhất. 2.3. Công nghệ sản xuất của các nhà máy giấy lựa chọn khảo sát 2.3.1. Tổng quan về nhà mấy giấy Tân Mai Vị trí Công ty giấy Tân Mai thuộc địa phận phường Thống Nhất, thành phố Biên Hòa, tỉnh Đồng Nai. Lịch sử phát triển Năm 1959 : Thành lập Công ty công nghiệp giấy Việt Nam (COGIVINA) Năm 1963 : Khởi động máy xeo giấy 1 và nhà máy sản xuất bột giấy Năm 1969 : Khởi động máy xeo giấy 2 Năm 1980 : Tiến hành xây dựng dự án mở rộng Công ty giấy Tân Mai Năm 1987 : Khởi động nhà máy nghiền dăm. Năm 1990 : Khởi động máy xeo giấy 3 Năm 1992 : Nâng sản lượng giấy đạt 20.100 tấn giấy/năm Năm 1994 : Nâng công suất lên 30.500 tấn giấy/năm (tăng 37% so với năm 1993) Năm 1995 : Nâng công suất lên 42.000 tấn giấy/năm. Tiến hành sản xuất bột giấy theo quy trình CTMP SVTH: NGUYỄN THỊ HIẾU 35 Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS HOÀNG HƯNG Đánh giá hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy ở khu vực tỉnh Đồng Nai và đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm. CƠ CẤU TỔ CHỨC Tổng giám đốc GĐ. Quản lý và GĐ. Kinh doanh GĐ. Kỹ thuật và Phòng tài chính nhân sự sản phẩm kế toán Phòng bảo vệ GĐ. Quản lý Phòng quản lý nhân sự Phòng nhân sự và đào tạo Phòng kinh doanh GĐ. Kinh doanh Phòng bán hàng Hình 2.1 Cơ cấu tổ chức SVTH: NGUYỄN THỊ HIẾU 36 Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS HOÀNG HƯNG Đánh giá hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy ở khu vực tỉnh Đồng Nai và đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm. Xưởng xeo giấy Xưởng bột giấy CTMP Trạm xử lý nước lò hơi Phòng kỹ thuật Phòng cơ và sản phẩm Phòng điện Phòng kỹ thuật Phòng quy trình sản xuất Năng lực sản xuất và sản phẩm Công ty giấy Tân Mai là Công ty sản xuất bột giấy và giấy lớn nhất miền Nam và đứng thứ hai cả nước (sau Nhà máy giấy Bãi Bằng) - Sản lượng bột giấy : 45.000 tấn/năm - Sản lượng giấy : 48.000 tấn/năm Các sản phẩm giấy chính của Công ty bao gồm : - Giấy in - Giấy viết - Giấy gói - Giấy bao ximăng - Giấy xếp Thiết bị chính Về năng lượng : 02 máy biến thế - 20 MVA 66/15 KV - 25 MVA 66/15 KV SVTH: NGUYỄN THỊ HIẾU 37 Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS HOÀNG HƯNG Đánh giá hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy ở khu vực tỉnh Đồng Nai và đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm. Về hơi nước : 02 nồi hơi - Nồi hơi 1 : hơi bão hòa 17 bar, 28 tấn/giờ - Nồi hơi 2 : hơi quá nhiệt 17 bar, 31 tấn/giờ Hóa chất sử dụng Xút Kaolin Al2SO3.2SiO2.2H2O CÔNG Nhựa thông rắn TALC Mg3Si4O10(OH)2 NGHỆ SẢN XUẤT Phèn nhôm Al2(SO4)3.18H2O H2O2 BỘT GIẤY Silicate Na2SiO2 CaCO3 VÀ GIẤY Vôi CaO Dioxide titan TiO2 Bột mì (C6H10O5)n Phẩm màu H2SO4 98%, HNO3 65% Nhựa thông cường chế Nguyên liệu - Gỗ thông 3 lá nội địa - Dăm mảnh - Bột CTMP tự sản xuất - Bột nhập : TMP (Norway), CTMP (Canada), CTMP (Newzealand), DIP (Germany, Canada, France, USA), - Bột tre - Giấy vụn Công đoạn sản xuất bột giấy Công đoạn này bao gồm quá trình sản xuất dăm mảnh và công đoạn sản xuất bột giấy CTMP từ dăm mảnh. Ngoài ra, còn có công đoạn sản xuất bột giấy từ giấy vụn. SVTH: NGUYỄN THỊ HIẾU 38 Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS HOÀNG HƯNG Đánh giá hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy ở khu vực tỉnh Đồng Nai và đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm. Công đoạn sản xuất dăm mảnh Mâm phân phối Tang quay bóc vỏ Băng tải xích Gỗ chưa sạch vỏ Băng tải xích Băng tải cao su Băng tải con lăn Gỗ có từ tính Băng tải cao su Băng tải cao su Băng tải cao su Hình 2.2: sơ đồ sản xuất dăm mảnh SVTH: NGUYỄN THỊ HIẾU 39 Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS HOÀNG HƯNG Đánh giá hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy ở khu vực tỉnh Đồng Nai và đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm. Bột giấy vụn, bột tre địa phương, bột nhập Màu, silicate Hồ quậy Nước thải Bể chứa Nhựa Dàn nghiền Phèn Bể chứa Thùng trộn nước thải Thùng điều tiết Lọc ly tâm Sàng tròn Nước thải Dàn ép Thùng đầu Dàn lưới Dàn sấy Ép quang Cắt cuộn Kho thành phẩm Hình 2.3: Sơ đồ công nghệ sản xuất giấy máy xeo SVTH: NGUYỄN THỊ HIẾU 40 Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS HOÀNG HƯNG Đánh giá hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy ở khu vực tỉnh Đồng Nai và đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm. 2.3.2. Hiện trạng môi trường: Nước thải phát sinh do công nhân tắm rửa, vệ sinh, với lưu lượng không cao và được thải vào hệ thống thoát nước sinh họat chung của thành phố. Do bột giấy được sản xuất theo phương pháp cơ nên nước thải từ công đoạn sản xuất bột không phải là dịch đen. Tuy nhiên, do có chứa nhiều lignin nên nước thải vẫn có màu nâu và có độ màu rất cao. Đồng thời hàm lượng SS trong nước thải từ công đoạn này cũng rất cao. Hiện nay, hầu như toàn bộ nước thải từ công đoạn sản xuất bột CTMP được thải trực tiếp ra sông, làm cho nước sông có màu đục và có rất nhiều những thể lơ lửng. Điều này không chỉ có thể gây hủy diệt các loài thủy sinh trong khu vực mà còn gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe của cộng đồng dân cư sống chung quanh và làm mất đi vẽ mỹ quan đô thị. Sau đây là một số chỉ tiêu chất lượng nước thải : TB 3 - Qngày = 2.500 m /ngày max 3 - Qgiờ = 138 m /giờ - BOD5 = 833 mg/L - COD = 3724 mg/L - Độ màu = 3040 Pt – Co - N – NH = 0,553 mg/L 3- - P – PO4 = 2,34 mg/L - SS = 935 mg/L - pH = 5,86 – 6,4 - Nhiệt độ = 300C Nước thải công đoạn xeo giấy Công ty có 03 máy xeo hoạt động liên tục. Nước thải từ công đoạn này hầu như có rất ít lignin, độ màu không cao và chứa nhiều bột giấy nên nước có màu trắng đục. Hiện nay,nước thải từ công đoạn xeo được công ty đưa qua bể lắng để xử lý đồng thời thu hồi lại bột giấy. Tuy nhiên, nước thải đầu ra vẫn không đạt tiêu chuẩn môi trường mà cần phải được xử lý tiếp trước khi thải ra ngoài. Một số chỉ tiêu nước thải từ công đoạn xeo giấy : SVTH: NGUYỄN THỊ HIẾU 41 Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS HOÀNG HƯNG Đánh giá hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy ở khu vực tỉnh Đồng Nai và đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm. TB 3 - Qngày = 7.500 m /ngày max 3 - Qgiờ = 420 m /giờ - BOD5 = 671 mg/L - COD = 1489,6 mg/L - Độ màu = 450 Pt – Co - N – NH3 = 1,15 mg/L 3- - P – PO4 = 1,21 mg/L - SS = 653,33 mg/L - pH = 6,3 – 7,2 - Nhiệt độ = 300C 2.4. Các phương pháp áp dụng trong xử lý nước thải: 2.4.1. Xử lý cơ học Xử lý cơ học nhằm mục đích: - Tách các chất không hòa tan, những vật chất lơ lửng có kích thước lớn (rác, nhựa, dầu mỡ, cặn lơ lửng, các tạp chất nổi) ra khỏi nước thải. - Loại bỏ cặn nặng như sỏi, cát, mảnh kim loại, thuỷ tinh.v.v - Điều hoà lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải. - Xử lý cơ học là giai đoạn chuẩn bị và tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình xử lý hoá lý và sinh học . Song chắn rác hoặc thiết bị nghiền rác Nước thải dẫn vào hệ thống xử lý nước trước hết phải qua song chắn rác hoặc thiết bị nghiền rác. Tại đây, các thành phần rác có kích thước lớn như : vải vụn, vỏ đồ hộp, lá cây, bao nilông, đá cuội, được giữ lại. Nhờ đó tránh làm tắt bơm, đường ống hoặc kênh dẫn. Đây là bước quan trọng nhằm đảm bảo an toàn và điều kiện làm việc thuận lợi cho cả hệ thống xử lý nước thải. Song chắn rác thường được làm bằng kim loại, đặt ở cửa vào kênh dẫn. Tùy theo kích thước khe hở, song chắn rác được phân thành loại thô, trung bình và mịn. Song chắn rác thô có khoảng cách giữa các thanh từ 60 – 100 mm và song chắn rác mịn có khoảng cách giữa các thanh từ 10 – 25 mm. Rác có thể lấy bằng phương pháp thủ công hoặc thiết bị cào rác cơ SVTH: NGUYỄN THỊ HIẾU 42 Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS HOÀNG HƯNG Đánh giá hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy ở khu vực tỉnh Đồng Nai và đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm. khí. Thiết bị nghiền rác có thể thay thế song chắn rác, được dùng để nghiền, cắt vụn rác ra các mảnh nhỏ hơn và có kích thước đều hơn, không cần tách rác ra khỏi dòng chảy. Rác vụn này được giữ lại ở công trình phía sau như bể lắng cát, bể lắng đợt 1. Thiết bị này có bất lợi khi rác nghiền chủ yếu là vải vụn vì có thể gây nguy hại đến cánh khuấy, tắc nghẽn ống dẫn bùn, hoặc dính chặt trên các ống khuếch tán khí trogn xử lý sinh học. Bể lắng cát Bể lắng cát có nhiệm vụ loại bỏ cát, cuội, xỉ lò hoặc các loại tạp chất vô cơ khác có kích thước từ 0,2 – 2 mm ra khỏi nước thải nhằm đảm bảo an toàn cho bơm khỏi bị cát, sỏi bào mòn, tránh tắc đường ống dẫn và tránh ảnh hưởng đến công trình sinh học phía sau. Bể lắng cát thường có 03 loại : (1) lắng cát ngang; (2) lắng cát thổi khí; (3) lắng cát xoáy. Trong bể lắng cát ngang dòng chảy theo hướng ngang với vận tốc không vượt quá 0,3 m/s . Trong bể lắng cát thổi khí, khí nén được đưa vào một cạnh theo chiều dài tạo dòng chảy xoắn ốc, cát lắng xuống đáy dưới tác dụng trọng lực. Bể lắng cát xoáy có dạng trụ tròn, nước thải được đưa vào theo phương tiếp tuyến tạo nên dòng chảy xoáy, cát tách khỏi nước lắng xuống đáy dưới tác dụng của trọng lực và lực ly tâm. Bể lắng Bể lắng có nhiệm vụ lắng các hạt cặn lơ lửng có sẵn trong nước thải, cặn hình thành trong quá trình keo tụ tạo bông (bể lắng đợt 1) hoặc cặn sinh ra trong quá trình xử lý sinh học (bể lắng đợt 2). Theo chiều dòng chảy, bể lắng được phân thành : bể lắng ngang và bể lắng đứng. Trong bể lắng ngang, dòng nước chảy theo phương ngang qua bể với vận tốc không lớn hơn 0,01 m/s và thời gian lưu nước từ 1,5 – 2,5 giờ. Đối với bể lắng đứng, nước thải chuyển động theo phương thẳng đứng từ dưới lên đến vách tràn với vận tốc 0,5 – 0,6 m/s và thời gian lưu nước trong bể dao động trong khoảng 0,75 – 2 giờ. Quá trình lọc Lọc được ứng dụng để tách các tạp chất có kích thước nhỏ khi không thể loại được bằng phương pháp lắng. Quá trình lọc ít khi sử dụng trong xử lý nước thải, thường chỉ sử dụng trong trường hợp nước sau xử lý đòi hỏi có chất lượng cao. Trong các hệ thống xử lý nước thải công suất lớn không sử dụng các thiết bị lọc áp suất SVTH: NGUYỄN THỊ HIẾU 43 Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS HOÀNG HƯNG Đánh giá hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy ở khu vực tỉnh Đồng Nai và đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm. cao mà dùng các bể lọc với vật liệu lọc dạng hạt. Vật liệu lọc thông dụng nhất là cát. Kích thước hiệu quả của hạt cát thường dao động trong khoảng 0,15 mm đến vài mm, kích thước lỗ rỗng thường có giá trị nằm trong khoảng 10 – 100 m. Kích thước này lớn hơn nhiều so với kích thước của nhiều hạt cặn nhỏ cần tách loại, ví dụ như vi khuẩn (0,5 – 5m) hoặc vi rút (0,05m). Do đó, những hạt này có thể chuyển động xuyên qua lớp vật liệu lọc. Trong quá trình lọc, các cặn bẩn được tách khỏi nước nhờ tương tác giữa các hạt cặn và vật liệu lọc theo cơ chế sau : - Sàng lọc : Xảy ra ở bề mặt lớp vật liệu lọc khi nước cần xử lý chứa các hạt cặn có kích thước quá lớn, không thể xuyên qua lớp vật liệu lọc. - Lắng : Những hạt cặn lơ lửng có kích thước khoảng 5m và khối lượng riêng đủ lớn hơn khối lượng riêng của nước được tách loại theo cơ chế lắng trong các khe rỗng của lớp vật liệu lọc. Tuy nhiên, quá trình lắng không có khả năng khử các hạt keo mịn có kích thước khoảng 0,001 – 1m - Hấp phụ : Các hạt keo được tách loại theo cơ chế hấp phụ. Quá trình này xảy ra theo hai giai đoạn : vận chuyển các hạt trong nước đến bề mặt vật liệu lọc và sau đó kết dính các hạt vào bề mặt hạt vật liệu lọc. Quá trình này chịu ảnh hưởng của lực hút (hoặc lực đẩy) giữa vật liệu lọc và các hạt cần tách loại, lực hút quan trọng nhất là lực Van der Waals và lực hút tĩnh điện. - Chuyển hóa sinh học : Hoạt tính sinh học của các thiết bị lọc có khả năng dẫn đến sự ôxy hóa các chất hữu cơ. Quá trình chuyển hóa sinh học hoàn toàn xảy ra khi nhiệt độ và thời gian lưu nước trong thiết bị lọc được duy trì thích hợp. Do đó, trong thiết bị lọc chậm, hoạt tính sinh học đóng vai trò quan trọng hơn trong thiết bị lọc nhanh. - Chuyển hóa hóa học : Các vật liệu lọc còn có khả năng chuyển hóa hóa học một số chất có trong nước thải như NH4 + , sắt, mangan, 2.4.2. Các phương pháp hóa lý Keo tụ Các hạt cặn có kích thước nhỏ hơn 10-4 mm thường không thể tự lắng được mà luôn tồn tại ở trạng thái lơ lửng. Muốn loại bỏ các hạt cặn lơ lửng phải dùng biện pháp xử lý cơ học kết hợp với biện pháp hóa học, tức là cho vào nước cần xử lý các chất phản ứng để tạo ra các hạt keo có khả năng kết dính lại với nhau và dính kết các hạt cặn lơ lửng trong nước, tạo SVTH: NGUYỄN THỊ HIẾU 44 Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS HOÀNG HƯNG Đánh giá hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy ở khu vực tỉnh Đồng Nai và đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm. thành các bông cặn lớn hơn có trọng lượng đáng kể. Do đó, các bông cặn mới tạo thành dễ dàng lắng xuống ở bể lắng. Để thực hiện quá trình keo tụ, người ta cho vào trong nước các chất keo tụ thích hợp như : phèn nhôm Al2 (SO4) 3, phèn sắt loại FeSO4, Fe2(SO4)3 hoặc loại FeCl3. Các loại phèn này được đưa vào nước dưới dạng dung dịch hòa tan. Dùng phèn nhôm : Khi cho phèn nhôm vào nước chúng phân li thành các ion Al3+, sau đó các ion này bị thủy phân thành Al(OH)3 + + Al3 + 3H2O = Al(OH)3 + 3H Fe(OH)2 vừa tạo thành vẫn còn độ hòa tan trong nước lớn, khi trong nước có ôxy hòa tan, Fe(OH)2 sẽ bị ôxy hóa thành Fe(OH)3 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 Quá trình ôxy hóa chỉ diễn ra tốt khi pH của nước đạt được trị số từ 8 – 9 và nước phải có độ kiềm cao. Vì vậy, thường dùng loại phèn này khi cần kết hợp vôi làm mềm nước. Dùng phèn sắt (III) : Phèn sắt (III) loại FeCl3 hoặc Fe2(SO4)3 khi cho vào nước phân ly thành Fe3+ và bị thủy phân thành Fe(OH)3 3+ 3 + Fe + 3H2O = Fe(OH) + 3H Vì phèn sắt (III) không bị ôxy hóa nên không cần nâng cao pH của nước như sắt (II). Phản ứng thủy phân xảy ra khi pH > 3,5 và quá trình kết tủa sẽ hình thành nhanh chóng khi pH = 5,5 – 6,5. Tuyển nổi Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ vào pha lỏng. Các bọt khí này sẽ kết dính với các hạt cặn. Khi khối lượng riêng của tập hợp bọt khí và cặn nhỏ hơn khối lượng riêng của nước, cặn sẽ theo bọt khí nổi lên bề mặt. Tùy theo phương thức cấp không khí vào nước, quá trình tuyển nổi bao gồm các dạng sau : • Tuyển nổi bằng khí phân tán (Dispersed Air Flotation) : Khí nén được thổi trực tiếp vào bể tuyển nổi để tạo thành các bọt khí có kích thước từ 0,1 – 1mm, gây xáo trộn hỗn hợp khí – nước chứa cặn. Cặn tiếp xúc với bọt khí, kết dính và nổi lên bề mặt. • Tuyển nổi chân không (Vacuum Flotation) : Bão hòa không khí ở áp suất khí quyển, sau đó thoát khí ra khỏi nước ở áp suất chân không. Hệ thống này ít sử dụng trong thực tế vì khó vận hành và chi phí cao. • Tuyển nổi bằng khí hòa tan (Dissolved Air Flotation) : Sục không khí vào nước ở áp SVTH: NGUYỄN THỊ HIẾU 45 Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS HOÀNG HƯNG Đánh giá hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy ở khu vực tỉnh Đồng Nai và đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm. suất cao (2 – 4 at), sau đó giảm áp giải phóng khí. Không khí thoát ra sẽ tạo thành bọt khí có m.kích thước 20 – 100m Hấp phụ Phương pháp hấp phụ được ứng dụng rộng rãi để làm sạch nước thải triệt để khỏi các chất hữu cơ hòa tan sau khi xử lý bằng phương pháp sinh học, cũng như khi nồng độ của chúng không cao và chúng không bị phân hủy bởi vi sinh vật hay chúng rất độc. Hấp phụ được ứng dụng để khử độc nước thải khỏi thuốc diệt cỏ, trừ sâu, thuốc sát trùng, phenol, các chất hoạt động bề mặt Ưu điểm của phương pháp này là hiệu quả cao (80 – 95%), có khả năng xử lý nhiều chất trong nước thải và đồng thời có khả năng thu hồi các chất này. Quá trình hấp phụ được thực hiện bằng cách cho tiếp xúc hai pha không hòa tan là pha rắn (chất hấp phụ) với pha khí hoặc pha lỏng. Dung chất (chất bị hấp thụ) sẽ đi từ pha lỏng (pha khí) đến pha rắn cho đến khi nồng độ dung chất trong dung dịch đạt cân bằng. Các chất hấp phụ thường sử dụng : • Than hoạt tính. • Tro, xỉ, mạt cưa • Silicagen, keo nhôm. Trao đổi ion Phương pháp này có thể khử tương đối triệt để các tạp chất ở trạng thái ion trong nước như Zn, Cu, Cr, Ni, Hg, Mn cũng như các hợp chất của asen, photpho, xyanua, chất phóng xạ. Người ta thường sử dụng nhựa trao đổi ion nhằm hai mục đích : khử cứng và khử khoáng. Khử cứng : Cho nước cần xử lý chảy qua cột nhựa Cation ở dạng RNa 2RNa + CaSO4 → R2Ca + Na2SO4 2RNa + MgSO4 → R2Mg + Na2SO4 Khi lớp nhựa Cation mất hiệu lực, người ta tái sinh bằng dung dịch muối ăn NaCl. 2RNa + CaCl2→ R2Ca + 2NaCl 2RNa + MgCl2→ R2Mg + 2NaCl Khử khoáng : Cho nước cần xử lý chảy qua từng cột nhựa Cation và nhựa Anion riêng rẽ hay qua một cột kết hợp cả nhựa Cation và nhựa Anion SVTH: NGUYỄN THỊ HIẾU 46 Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS HOÀNG HƯNG Đánh giá hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy ở khu vực tỉnh Đồng Nai và đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm. RSO3Na + HCl→ RSO3H + NaCl 2RSO3Na + H2SO4→2RSO3H + Na2SO4 RSO3Na + CO2 + H2O → RSO3H + NaHCO3 2 RSO3Na + CO2 + H2O → RSO3H + Na2CO3 RCl + H2O →ROH + HCl R2SO4 + H2O →2ROH + H2SO4 Khi lớp nhựa Cation và Anion mất hiệu lực người ta tái sinh bằng dung dịch axít HCl và dung dịch xút NaOH như sau : RSO3H + NaCl→ RSO3Na + HCl ROH + NaCl→RCl + NaOH 2.4.3. Các phương pháp hóa học Phương pháp trung hòa Nhằm trung hòa nước thải có pH quá cao hoặc quá thấp, tạo điều kiện cho các quá trình xử lý hóa lý và sinh học : + - H + OH → H2O Mặt dù quá trình rất đơn giản về mặt nguyên lý, nhưng vẫn có thể gây ra một số vấn đề trong thực tế như : giải phóng các chất ô nhiễm dễ bay hơi, sinh nhiệt, làm sét rỉ thiết bị máy móc, Vôi (Ca(OH)2) thường được sử dụng rộng rãi như một bazơ để xử lý các nước thải có tính axit, trong khi axit sulfuric (H2SO4) là một chất tương đối rẻ tiền dùng trong xử lý nước thải có tính bazơ. Phương pháp oxy hóa – khử Phương pháp này được dùng để : - Khử trùng nước. - Chuyển một nguyên tố hòa tan sang kết tủa hoặc một nguyên tố hòa tan sang thể khí. - Biến đổi một chất không phân hủy sinh học thành nhiều chất đơn giản hơn, có khả năng đồng hóa bằng vi khuẩn. - Loại bỏ các kim loại nặng như Cu, Pb, Zn, Cr, Ni, As và một số chất độc như cyanua. SVTH: NGUYỄN THỊ HIẾU 47 Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS HOÀNG HƯNG Đánh giá hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy ở khu vực tỉnh Đồng Nai và đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm. Các chất oxy hóa thông dụng : - Ozon (O3). - Chlorine (Cl2). - Hydro peroxide (H2O2). - Kali permanganate (KMnO4). Quá trình này thường phụ thuộc rõ rệt vào pH và sự hiện diện của chất xúc tác. Kết tủa hóa học Kết tủa hóa học thường được sử dụng để loại trừ các kim loại nặng trong nước. Phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất để kết tủa các kim loại là tạo thành các hydroxide, ví dụ : 3+ - Cr + 3OH → Cr(OH)3 3+ - Fe + 3OH → Fe(OH)3 Phương pháp kết tủa hóa học hay được sử dụng nhất là phương pháp tạo các kết tủa với vôi. Soda cũng có thể được sử dụng để kết tủa các kim loại dưới dạng hydroxide (Fe(OH)3), carbonate (CaCO3), Anion carbonate tạo ra hydroxide do phản ứng thủy phân với nước : 2- - - CO3 + H2O → HCO3 + OH 2.4.4. Phương pháp sinh học Phương pháp sinh học được ứng dụng để xử lý các chất hữu cơ hòa tan có trong nước thải cũng như một số chất vô như : H 2S, sulfide, ammonia, dựa trên cơ sở hoạt động của vi sinh vật. Vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ và một số khoáng chất làm thức ăn để sinh trưởng và phát triển. Một cách tổng quát, phương pháp xử lý sinh học có thể phân thành 2 loại : ❖ Phương pháp kỵ khí : Sử dụng nhóm vi sinh vật kỵ khí, hoạt động trong điều kiện không có ôxy. Quá trình phân hủy kỵ khí các chất hữu cơ là quá trình sinh hóa phức tạp tạo ra hàng trăm sản phẩm trung gian và phản ứng trung gian. Tuy nhiên, phương trình phương trình phản ứng sinh hóa trong điều kiện kỵ khí có thể biểu diễn đơn giản như sau : Vi sinh vật Chất hữu cơ CH4 + CO2 + H2 + NH3 + H2S + Tế bào mới SVTH: NGUYỄN THỊ HIẾU 48 Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS HOÀNG HƯNG Đánh giá hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy ở khu vực tỉnh Đồng Nai và đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm. Một cách tổng quát, quá trình phân hủy kỵ khí xảy ra theo 04 giai đoạn : - Giai đoạn 1 : Thủy phân, cắt mạch các hợp chất cao phân tử. - Giai đoạn 2 : Acid hóa. - Giai đoạn 3 : Acetate hóa. - Giai đoạn 4 : Methane hóa. Các chất thải hữu cơ chứa các nhiều hợp chất cao phân tử như protein, chất béo, carbohydrate, cellulose, lignin, trong giai đoạn thủy phân sẽ cắt mạch tạo thành các phân tử đơn giản hơn, dễ thủy phân hơn. Các phản ứng thủy phân sẽ chuyển hóa protein thành amino acid, carbohydrate thành đường đơn và chất béo thành các acid béo. Trong giai đoạn acid hóa, các chất hữu cơ đơn giản lại được tiếp tục chuyển hóa thành acetic acid, H2 và CO2 . Vi khuẩn methane chỉ có thể phân hủy một số loại cơ chất nhất định như CO2 + H2 , formate, acetate, methanol, methylamine và CO. Các phương trình phản ứng xảy ra như sau : 4H2 + CO2 → CH4 + 2H2O 4HCOOH → CH4 + 3CO2 + 2H2O CH3COOH → CH4 + CO2 4CH3OH → 3CH4 + CO2 + H2O 4(CH3)3N + H2O → 9CH4 + 3CO2 + 6H2O + 4NH3 ❖ Phương pháp hiếu khí : Sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí, hoạt động trong điều kiện cung cấp ôxy liên tục. Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hiếu khí gồm 03 giai đoạn sau : - Ôxy hóa các chất hữu cơ - Tổng hợp tế bào mới - Phân hủy nội bào Các quá trình xử lý sinh học bằng phương pháp kỵ khí và hiếu khí có thể xảy ra ở điều kiện tự nhiên hoặc nhân tạo. Trong các công trình xử lý nhân tạo, người ta tạo điều kiện tối ưu cho quá trình ôxy sinh hóa nên .... Thu hồi bột giấy và xơ sợi từ dòng nước thải xeo để tiết kiệm nguồn nguyên liệu đầu vào, đồng thời giảm được lượng các chất ô nhiễm trong nước thải, khí thải và chất thải rắn. - Có giải pháp xử lý dịch đen để giảm được ô nhiễm của các chất hữu cơ khó phân hủy sinh học như ligin, giảm được độ màu của nước thải, giảm được hóa chất cho công đoạn nấu và giảm ô nhiễm chất hữu cơ, vô cơ trong dòng thải Bảng 3.1: Kỹ thuật SXSH cho ngành công nghiệp bột giấy và giấy Nhóm giải Giải pháp Kỹ thuật pháp Quản lý tốt nội vi - Sửa chữa các chỗ rò rỉ - Khóa các vòi nước khi không sử dụng - Che chắn các sàng rung để tránh bị tràn - Loại bỏ các chỗ tắc trong các vòi phun lưới và nỉ - Kiểm ra các bẫy hơi thường xuyên Thay đổi nguyên - Sử dụng các chất màu không độc hại trong liệu đầu vào sản xuất giấy màu - Sử dụng phương pháp tẩy bằng peoxit hydro Kiểm soát tốt quy - Tối ưu hóa quá trình nấu trình - Sản xuất bột ở độ đồng đều cao nhất có thể Giảm thải - Sử dụng các chất hóa học hỗ trợ giúp giữ tại nguồn màu để tối ưu hoá việc sử dụng chất màu Cải tiến thiết bị - Lắp đặt các vòi phun hiệu quả - Có bể phóng đủ lớn để tránh tràn bột giấy - Thêm thiết bị nghiền giấy đứt - Sử dụng máy rửa ly tâm cao áp tiết kiệm bột SVTH: NGUYỄN THỊ HIẾU 67 Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS HOÀNG HƯNG Đánh giá hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy ở khu vực tỉnh Đồng Nai và đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm. - Sử dụng tụ bù để tăng hệ số công suất - Sử dụng bộ truyền động vô cấp để phù hợp với tải luôn thay đổi Thay đổi công nghệ - Cải tiến quy trình sản xuất bột giấy - Dùng nồi nấu đứng trong nấu bột - Xem xét quy trình sản xuất bột giấy khác - Cải tiến quy trình rửa và tách nước thông qua sử dụng ép đai lưới kép. - Dùng quy trình tẩy khác, chẳng hạn tẩy bằng ozone Thu hồi và tái sử - Tuần hoàn nước công nghệ và nước trắng dụng tại chỗ trong khâu rửa bột, tẩy trắng và pha loãng bột. - Tuần hoàn bột trong hố dài ở máy xeo - Thu hồi và tuần hoàn nước ngưng - Thu hồi và tuần hoàn bột từ nước trắng bằng cách lắp đặt hệ Tuần hoàn Tạo ra sản phẩm - Sử dụng xơ ngắn/phế phẩm xơ để làm giấy và tái sử phụ hữu ích bồi dụng - Sử dụng phần còn lại trong khâu làm sạch nguyên liệu thô làm nhiên liệu cho lò hơi Cải tiến sản - Sản xuất các loại giấy sản lượng cao phẩm - Sản xuất giấy không tẩy thay vì giấy tẩy trắng - SXSH xác định chất thải chính của quá trình sản xuất bột giấy và giấy là nước thải. Nước thải sinh ra chủ yếu trong khâu ngâm ủ nguyên liệu là tre, nứa theo công nghệ kiềm lạnh. Vì vậy, nước thải lẫn rất nhiều lignin, xơ sợi từ mành tre và một lượng nhỏ kiềm dư có SVTH: NGUYỄN THỊ HIẾU 68 Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS HOÀNG HƯNG Đánh giá hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy ở khu vực tỉnh Đồng Nai và đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm. mầu đen đặc. Còn nước thải ở khâu xeo có lẫn nhiều bột giấy lơ lửng, được thải ra từ nhiều nguồn; các bể xeo, bể ngâm, máy nghiền nên có nồng độ khác nhau. - Với sự hỗ trợ từ hợp phần Sản xuất sạch hơn trong công nghiệp (CPI), các doanh nghiệp đã được tư vấn và hỗ trợ xây dựng một bể lắng tròn sẽ hỗ trợ quá trình lắng do trọng lực và thu hồi một phần bột giấy. Sau khi lắng xuống đáy, bột nước được cào và hút bằng bơm trở lại bể xeo để thu hồi. Khi đó, nước trên bề mặt bể cũng khá trong, có thể bơm sang bể chứa để tái sử dụng cho công đoạn chuẩn bị bột. Giải pháp này đã làm giảm đáng kể tác động môi trường do nước thải xeo. Các bể này giúp thu hồi được 44% lượng bột giấy lơ lửng và 30% lượng nước thải xeo, thông qua giải pháp này đã tiết kiệm được 328 triệu đồng/năm. - Giải pháp SXSH ở đây chính là làm sao giảm lượng nước thải ra cùng với việc thu hồi và tái sử dụng xơ. Ngành sản xuất giấy và bột giấy đã dùng biện pháp tuần hoàn một phần nước trắng nhằm tận thu một phần xơ sợi. Nước sau nghiền và nước thải ra từ công đoạn xeo giấy được dẫn qua một hệ thống các bể lắng nhằm tận thu xơ sợi. Nhược điểm của hệ thống lắng này là lắng cơ học đơn thuần do đó vừa tốn diện tích, hiệu suất lắng thấp và thời gian lưu xơ sợi trong bể lâu dẫn tới phân hóa và bốc mùi. Cho nên, cần lắp đặt một hệ thống thu hồi xơ sợi và tái sử dụng nước theo công nghệ và nguyên lý: nước thải từ công đoạn nghiền và sau xeo chứa nhiều xơ sợi theo các rãnh chảy tới bể gom nước nhằm điều hòa lưu lượng sau đó được bơm vào bể tuyển nổi. Hóa chất được bổ sung và được hòa trộn tại đáy bể tuyển nổi rồi hòa trộn với các bọt khí cấp trong bể tạo điều kiện cho các xơ sợi có thể kết hợp với nhau cùng với khí nổi lên trên. Phần xơ sợi nổi lên trên được tách ra khỏi hệ thống đi vào bể cặn nổi thu hồi lại xơ sợi. Phần nước trong được chuyển sang bể thu hồi quay vòng lại quá trình sản xuất. Hệ thống này bảo đảm thu hồi hơn 90% lượng xơ sợi trong nước thải. Tuy nhiên, đây là giải pháp SXSH đòi hỏi chi phí đầu tư rất lớn nhưng lợi ích thu được từ việc tuần hoàn tái sử dụng xơ sợi trong nước thải. - Bên cạnh giải pháp về kỹ thuật, còn áp dụng các biện pháp khác như: làm hệ thống mái che cho khu chứa nguyên liệu nhằm giảm thất thoát và tránh được các tác động tiêu cực tới môi trường, xây dựng các tec thải có chứa nước trong, khí thải ra từ quá trình nấu bột giấy sẽ được đưa qua các thùng chứa này và do đó giảm ô nhiễm không khí. Ngoài ra, cũng xây dựng hệ thống xử lý dịch đen đơn giản theo phương pháp thu hồi bằng cách cô đặc dịch đen và trộn với than, sau đó sử dụng để đốt với hiệu suất thấp trong nồi hơi. Giải pháp này vừa SVTH: NGUYỄN THỊ HIẾU 69 Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS HOÀNG HƯNG Đánh giá hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy ở khu vực tỉnh Đồng Nai và đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm. giải quyết được vấn đề hóa chất thải ra từ công đoạn nấu vừa tận dụng để cung cấp nhiệt cho đốt than dùng trong các công đoạn sản xuất khác. - SXSH ở các nhà máy bột giấy và giấy cần có sự tham gia của tất cả các khu vực sản xuất, vì ở bất cứ khu vực nào cũng có tiềm năng giảm phát thải. Bởi lẽ SXSH không có điểm và thời gian kết thúc, nó là một chuỗi các giải pháp liên tục được áp dụng thường xuyên trong sản xuất để đạt được kết quả tốt nhất cả về mặt lợi ích kinh tế và môi trường xã hội. 3.2. Sản xuất giấy tái chế Ngành giấy đã sử dụng một lượng lớn nguyên liệu thô,nước và các tài nguyên,đó là một trong những ngành sử dụng nhiều nước nhất.Sản xuất giấy tái chế đã giảm bớt một phần lớn nguyên liệu thô và nước.Điển hình là sản xuất một tấn giấy từ nguyên liệu là gỗ phải cần tới :1,5 -3 tấn nguyên liệu thô, 3-6 tấn nguyên liệu tự nhiên,5 tấn than.1000-3000kwh và tiêu tốn đến 200-300m3 nước,có thể thấy rõ rằng sản xuất từ giấy dã sử dụng tiệt kiệm được nguồn nguyên liệu,nhiên liệu lớn,do đó có thể giảm bớt được các vấn đề ô nhiễm môi trường . Nguồn nhiên liệu sử dụng chủ yếu trong công nghiệp tái chế giấy là than,như trên đã nói một tấn giấy tái chế sử dụng 500kg than và tiêu tốn 287,3kwh điện năng.Hiện nay hầu hết các cơ sở sản xuất giấy tái chế ở Phong Khê-Bắc Ninh và Phú Lâm-Tiên Du đều sử dụng máy xeo giấy động cơ VS, đây là đọng cơ lạc hậu,toả nhiệt ra môi trường,và tiêu tốn điện năng,hệ thống chiếu sáng sử dụng đèn sợi đốt,vừa tiêu tốn năng lượng vừa cho hiệu quả chiếu sáng thấp.Một điển hình là lâm trường M’ĐRĂC(Đắc Lắc) đưa lò sấy gỗ bằng năng lượng mặt trời thay cho lào sấy bằng hơi không khí vừa rút ngắn thời gian sấy,giảm chi phí về nhân công ,chất đốt vừa ổn định về hình dạng,nâng cao chất lượng sản phẩm giấy. Hiện nay, ngành công nghiệp giấy nói chung và sản xuất giấy nói riêng đang tăng trưởng nhanh chóng và đóng góp vào tiến trình phát triển chung của nền kinh tế xã hội. Tuy nhiên, theo đánh giá của Ban chỉ đạo Quốc gia về nước sạch - Bộ Tài nguyên và Môi trường, ngành công nghiệp giấy lại là một trong những ngành gây ô nhiễm trầm trọng, đặc biệt đối với các nguồn nước. Vì vậy, song song với việc lập kế hoạch phát triển doanh nghiệp, một bài toán khác đặt ra cho ngành giấy là phải xử lý tốt các chất thải, giảm bớt ô nhiễm và bảo vệ tài nguyên môi trường Giấy tái chế là một lựa chọn đúng đắn để bảo vệ môi trường và tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên. Tuy nhiên, ở nước ta sản xuất giấy tái chế chỉ dừng tại các làng nghề thủ công SVTH: NGUYỄN THỊ HIẾU 70 Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS HOÀNG HƯNG Đánh giá hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy ở khu vực tỉnh Đồng Nai và đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm. nên năng xuất không cao và đặc biệt là gây ô nhiễm môi trường ở chính địa phương có làng nghề. ❖ Giải pháp kỹ thuật giảm thiểu ô nhiễm môi trường cho ngành công nghiệp giấy tái chế 1. Giải pháp khoa học kỹ thuật trong công đoạn xeo giấy Trong quá trình tạo bột của công nghiệp xeo giấy, những chất hữu cơ (có thể chiếm tới 50% thành phần nguyên liệu như lignin, chất bán sợi, phụ gia chất khoáng, chất có thể chiết xuất, loại đa đường) sẽ xuất hiện trong dịch thải và sẽ gây ô nhiễm nặng đối với môi trường nếu không kịp thời thu hồi được dịch đen. Dịch đen, theo thuật ngữ của ngành giấy, là dịch thải chưng nấu, cũng là nguồn tài nguyên tái sinh trong quá trình tạo bột xeo giấy, bao gồm 70% chất rắn hữu cơ có thể thu hồi để tái sử dụng và 30% chất rắn vô cơ. Cũng vì thế, mức độ ô nhiễm từ nước thải công nghiệp xeo giấy tỷ lệ nghịch với khả năng thu hồi dịch đen. Ngoài ra, trong quá trình tạo bột xeo giấy, để tạo nên một sản phẩm đặc thù hoặc những tính năng đặc thù cho sản phẩm, người ta còn sử dụng nhiều hóa chất và chất xúc tác. Những chất này nếu không được thu hồi hoặc xử lý mà xả thẳng ra sông ngòi thì sẽ làm ô nhiễm nặng nguồn nước. Những chất ô nhiễm chủ yếu của ngành tạo bột xeo giấy đối với các nguồn nước bao gồm: Vật huyền phù: là những hạt chất rắn không chìm trong nước, bao gồm chất vô cơ, cát, bụi, quặnghoặc những chất hữu 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 quá trình lên men, từ đó tiêu hao oxy hòa tan trong nước, tác động tới sự sống còn của các sinh vật trong nước, phủ lấp không gian sinh tồn, gây cản trở các hoạt động bình thường Vật hóa hợp dễ sinh hóa phân giải: là những thành phần nguyên liệu với số lượng tương đương đã tan trong quá trình tạo bột xeo giấy dễ sinh hóa phân giải, bao gồm các vật có lượng phân tử thấp (chất bán sợi, me-ta-nôn, a-cết, axit ca-pơ-ríc, loại đường) Những chất này sẽ bị oxy hóa, do đó cũng tiêu hao oxy hòa tan trong nước, gây tác hại đối với các sinh vật. 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 SVTH: NGUYỄN THỊ HIẾU 71 Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS HOÀNG HƯNG Đánh giá hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy ở khu vực tỉnh Đồng Nai và đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm. 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 công nghiệp giấy như colophan và axit béo không bão hòa 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 công 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 quá trình quang hợp, từ đó làm mất sự cân bằng sinh thái trong môi trường nước. Xử lý ô nhiễm công nghiệp trên thế giới thường được chia làm hai phần: xử lý trong nhà xưởng và xử lý ngoài nhà xưởng. Xử lý ngoài nhà xưởng gồm 3 cấp, có thể sử dụng vòng tuần hoàn để thu hồi, tái tận dụng, xử lý các vật chất trước khi xả ra môi trường. Xử lý trong nhà xưởng là có những biện pháp thiết thực xử lý hoặc làm giảm bớt ô nhiễm phát sinh ngày trong quá trình sản xuất. Những biện pháp xử lý 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 lý chất thải trong nhà trường càng cao thì chi phí xử lý ngoài nhà xưởng càng thấp (chi phí xử lý cấp II ngoài nhà xưởng gấp 3 lần chi phí xử lý cấp I). Vì vậy, hướng đi đúng đắn cho công nghiệp xeo giấy trong việc phòng chống ô nhiễm là tăng cường xử lý trong nhà xưởng bằng các công nghệ khoa học kỹ thuật tiên tiến. Theo kết quả nghiên cứu, sản xuất mỗi tấn bột giấy phải thải ra khoảng 10 tấn dịch đen. Xử lý dịch đen thường có ba phương thức: phương pháp thu hồi kiềm theo công nghệ tiên tiến nhất những năm gần đây, tuy nhiên hiệu quả rộng rãi không thật sự cao vì vốn đầu tư quá lớn; phương pháp xử lý sinh hóa bằng hệ thống xử lý nước thải, cũng đòi 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. Lignin là thành phần chính trong dịch đen tạo ra bột giấy, nếu xử lý tốt có thể trở thành một thứ sản phẩm tái sinh có nhiều đặc tính độc đáo như không độc, giá rẻ, có thể ứng dụng phổ biến trong công nghiệp, nông lâm nghiệp, dầu mỏ, luyện kim, thuốc nhuộm, xi-măng và vật liệu cao phân tửVới những khoa học công nghệ mới, ngành giấy đã có thể chiết xuất lignin từ dịch đen tạo bột giấy. SVTH: NGUYỄN THỊ HIẾU 72 Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS HOÀNG HƯNG Đánh giá hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy ở khu vực tỉnh Đồng Nai và đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm. Theo quy trình công nghệ này, dịch đen loãng sẽ được chưng phát màng mỏng phun dội bằng hơi nước, sau đó thêm chất xúc tác để xử lý biến tính qua hoàng hóa. Ở bước tiếp theo, khi tiếp tục được cấp nhiệt bằng than gián tiếp và làm khô bằng ly tâm cao tốc, thoát khí thải không gây ô nhiễm, lignin hoàng hóa đã được chiết xuất và trở thành bột khô muối sulfonic lignin, chủ yếu dùng làm chất hút nước bê tông, chất hoạt tính cho dịch đen gốc, chất đông cứng cát, chất dính, chất phân giải thuốc trừ sâu, chất dung môi khoan dầu mỏ... Đây là một thiết kế công nghệ mang tính khả thi, có thể giảm vốn đầu tư cho việc xử lý dịch đen. Quan trọng hơn, với lưu trình hoàn thiện, không có nước thải thoát ra (nước nóng thải có thể chuyển sang sử dụng ở công đoạn rửa tẩy), đây là một công nghệ có khả năng giúp ngành giấy tiến một bước dài trong những nỗ lực bảo vệ tài nguyên môi trường, nhất là tài nguyên nước. 2. Các biện pháp xử lý ô nhiễm không khí: Đối với công nghệ tái chế giấy ô nhiễm không khí không phải là vấn đề nghiêm trọng tuy nhiên để sử lý triệt để vấn đề ô nhiễm môi 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( các máy xeo giấy,máy nghiền) - Thiết kế lắp đặt các chụp hút khí tại các vị trí phát sinh chất ô nhiễm độc hại, nâng chiều cao ống khói lò hơi 3. Cách biện pháp xử lý ô nhiễm môi trường nước Nước thải từ các cơ 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 tùng cơ sở sản xuất trước khi nhập dòng thải chung để xử lý .để tách xơ sợi và bột giấy trong nước thải có thể áp dụng các biện pháp sau: a. Xây dựng bể lắng : Đơn giản và hiệu quả nhất là xây dựng bể lắng ngang định kỳ nạo vét tận thu lại lượng xơ sợi lắng ở 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 của bể H= 3.5 m.kết quả là có thể tận thu được 50-60 % lượng bột giấy b. Kết hợp bể lắng và lọc túi: cho dòng nước thải chảy vào túi lọc( bằng vải hay bao tải xác rắn) và đặt nằn 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 SVTH: NGUYỄN THỊ HIẾU 73 Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS HOÀNG HƯNG Đánh giá hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy ở khu vực tỉnh Đồng Nai và đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm. túi mới .xơ sợi trong túi sau khi được tách nước sẽ tận thu đem trộn với nguyên liệu đầu ở bể ngâm kiềm như vậy sẽ giảm được tiêu hao nguyên liệu giấy vụn và giảm chất ô nhiễm trong dòng thải giảm nhẹ khâu xử lý phía sau.kết quả là 60-65% lượng xơ sợi nhưng không thuận lợi trong khâu vận hành vì phải thay thế túi lọc định kỳ và chọn loại giấy bọc phù hợp do bột giấy có thể chứa kiềm và một số loại hóa chất tẩy c. 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 nguyên liệu giấy vụn ở bể ngâm kiềm . Sơ đồ xử lý nước thải của cơ sở giấy 5 1 2 3 4 1.bể lắng cát 2.bể điều hòa 3.bể tuyển nổi 4.hồ sinh học 5.ngăn thu hồi d. Phương pháp xử lý bằng hồ sinh học hiếu khí( có thông khí nhân tạo) Công nghệ xử lý nước thải trong quá trình sản xuất giấy thường được chọn là phương pháp sử lý bùn hoạt tính kết hợp với hồ thông khí tức là phương pháp sử lý hồ sinh học hiếu khí kết hợp với làm thoáng nhân tạovề cơ bản cũng giống như quá trình sử lý trong bể aeroten nhưng không có tuần hoàn bùn và thời gian lưu lượng lớn theo phương pháp này hồ ổn định nước thải hiếu khí phải được thiết kế sao cho có điều kiện thoáng khí tốt nhất từ bề mặt xuống đáy hồ.có thế tăng cường thoáng khí bằng các thiết bị sục khí bề mặt,bố trí 1- 2 cách khuấy bề mặt đặt trên 3 phao nổi .thời gian lưu trung bình khoảng 10 ngày thuy nhiên với ao tăng cường thoáng khí thời gian có thể ngắn hơn. e. Phương pháp hấp thụ băng bentonit : Đối với công nghệ tái sản xuất giấy có sử dụng phẩm màu hiệu quả của quá trình làm sạch dòng thải bằng bentonit phụ thuộc vào thành phần của nước thải. với mẫu chất thải có COD cao với độ màu cao thì lượng bentonit thích hợp dao động trong khoảng 1,0-2,1 Kg/m SVTH: NGUYỄN THỊ HIẾU 74 Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS HOÀNG HƯNG Đánh giá hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy ở khu vực tỉnh Đồng Nai và đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm. 3 nước thải. sau khi lọc hiệu quả sử lý đạt 96-98% và có thể thải trực tiếp vào nguồn thải lượng bùn này có thể sử dụng trong nông nghiệp Đặc điểm nổi bật trong phương pháp này là sử dụng bentonit là một chất hấp thụ hữu cơ trong nước thải.Đây là nguyên liệu rất dễ kiếm, có nhiều trong thiên nhiên, giá thành rẻ và rất phù hợp với điều kiện kinh tế. f. phương pháp sử lý hiếu khí bằng phương pháp aeroten Phương pháp sử lý hiếu khí dối với nước thải từ quá trình sản xuất giấy không sử dụng màu áp dụng với nồng độ COD tơi 3000 mg/l. Hệ thống này có thể làm việc liên tục hay gián đoạn 3.3. Xử lý nước thải công nghiệp giấy bằng công nghệ chảy ngược qua lớp bùn yếm khí (UASB) Công nghệ sản xuất giấy là một trong những công nghệ sử dụng nhiều nước. Tùy theo từng công nghệ và sản phẩm mà lượng nước cần thiết để sản xuất 1 tấn giấy dao động từ 200 đến 500 m3 nước. Nước được dùng trong các công đoạn rửa nguyên liệu, nấu, tẩy, xeo giấy và sản xuất hơi nước. Có thể tóm tắt quá trình sản xuất giấy và các nguồn thải. Như vậy trong quá trình sản xuất giấy, hầu như tất cả lượng nước đưa vào sử dụng sẽ là lượng nước thải ra, trong đó những yếu tố gây ô nhiễm chính đó là: - pH cao do kiềm dư gây ra là chính. - Thông số cảm quan (màu đen, mùi, bọt) chủ yếu là do dẫn xuất của lignin gây ra là chính. - Cặn lơ lửng (do bột giấy và các chất độn như cao lin gây ra). - COD & BOD do các chất hữu cơ hòa tan gây ra là chính, các chất hữu cơ ở đây là lignin và các dẫn xuất của lignin, các loại đường phân tử cao và một lượng nhỏ các hợp chất có nguồn gốc sinh học khác, trong trường hợp dùng clo để tẩy trắng có thêm dẫn xuất hữu cơ có chứa clo khác. Trong thiết bị UASB thì nước thải thô được bơm từ phía dưới của thiết bị qua lớp đệm bùn (gồm các sinh khối dạng hạt). Sự xử lý xảy ra khi nước thải đến và tiếp xúc với các hạt sinh khối và sau đó đi ra khỏi thiết bị từ phía trên của thiết bị. Trong suốt quá trình này thì sinh khối với đặc tính lắng cao sẽ được duy trì trong thiết bị. Một trong những bộ phận quan trọng của thiết bị UASB đó là bộ phận tách khí - lỏng - rắn ở phía trên của thiết bị. SVTH: NGUYỄN THỊ HIẾU 75 Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS HOÀNG HƯNG Đánh giá hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy ở khu vực tỉnh Đồng Nai và đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm. Trong quá trình xử lý nước thải, lượng khí tạo ra chủ yếu là CH4 và CO2 tạo nên sự lưu thông bên trong giúp cho việc duy trì và tạo ra hạt sinh học. Các bọt khí tự do và các hạt khi thoát lên tới đỉnh của bể tách khỏi các hạt rắn và đi vào thiết bị thu khí. Dịch lỏng chứa một số chất còn lại và hạt sinh học chuyển vào ngăn lắng, ở đó chất rắn được tách khỏi chất lỏng và quay trở lại lớp đệm bùn, nước thải sau đó được thải ra ngoài ở phía trên của thiết bị. 3.4. Biện pháp quản lý Xây dựng phát triển bền vững là quan điểm chung đối với mọi sự phát triển của nước ta. Phát triển bền vững đã được khẳng định trong chủ trương, đường nối phát triển của quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất của nước ta “phát triển kinh tế xã hội gắn chặt với bảo vệ môi trường và cải thiện môi trường, đảm bảo sự hài hòa giữa môi trường nhân tạo với môi trường, giữ gìn đa dạng sinh học” Để đảm bảo theo dõi sát diễn biến môi trường trong quá trình hoạt động của ngành công nghiệp giấy, chương trình quản lý môi trường của các nhà máy được đề ra dựa trên đặc điểm của các nguồn gây ô nhiễm và phù hợp với từng giai đoạn hoạt động của nhà máy; tìm kiếm các giải pháp công nghệ phù hợp và hiệu quả cao về môi trường. Trước thực trạng ô nhiễm, các dự thảo về “Nước thải, không khí, đất công nghiệp giấy” đang được Bộ Tài nguyên và Môi trường hoàn thiện và chuẩn bị ban hành. Quy định này sẽ đưa ra những tiêu chuẩn khắt khe về chất lượng nước trước khi thải ra môi trường tự nhiên. Các biện pháp cụ thể như sau: l. Đối với các cơ sở xây dựng trước khi có Luật Môi trường thì cần đầu tư chiều sâu, đổi mới công nghệ, hoàn thiện công nghệ bột hóa nhiệt cơ (CTMP), cải tiến công nghệ nấu sunfat, ứng dụng công nghệ dung môi hữu cơ, loại bỏ dần công nghệ tẩy trắng sử dụng clo phân tử và các hợp chất clo, tiến tới công nghệ tẩy trắng không sử dụng clo (TFC). Phải xây dựng và thực hiện các giải pháp hoàn thiện các hệ thống thu gom, tái chế, tái sử dụng chất thải, hạn chế chất thải đồng thời thực hiện việc kiểm toán môi trường theo quy định. 2. Đối với các dự án xây dựng nhà máy sau Luật Môi trường thì khuyến khích và có chính sách ưu đãi đối với các dự án nhà máy ứng dụng công nghệ tiên tiến, sản xuất sạch; thực hiện phương châm phòng bệnh hơn chữa bệnh bởi vì xử lý môi trường ngoại vi là một biện pháp thụ động tốn kém. Nhà nước chỉ cấp giấy phép đầu tư cho những dự án xây dựng SVTH: NGUYỄN THỊ HIẾU 76 Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS HOÀNG HƯNG Đánh giá hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy ở khu vực tỉnh Đồng Nai và đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm. có báo cáo đánh giá tác động môi trường và đưa ra được giải pháp bảo vệ môi trường tất cả phải được thẩm định bảo đảm tính khả thi. 3. Các Sở Khoa học-Công nghệ, Sở Tài nguyên-Môi trường ở các địa phương cần có kế hoạch hợp tác chặt chẽ với các cơ quan nghiên cứu khoa học công nghệ (KHCN) Trung ương, để cùng hợp sức giải quyết có hiệu quả từng vấn đề cụ thể tại mỗi địa phương. Chú trọng cải tiến công nghệ sản xuất. Tổ chức triển khai và kiểm soát chặt chẽ việc ứng dụng công nghệ môi trường trong các hộ sản xuất. Nghiên cứu và áp dụng các công nghệ môi trường đơn giản, rẻ tiền phù hợp với điều kiện kinh tế của đông đảo các hộ sản xuất, để họ có thể sẵn sàng tự nguyện thực hiện. Ưu tiên xử lý trước những loại chất thải nguy hại nhất. Đảm bảo vệ sinh và an toàn lao động • Tổ chức cho các công nhân học tập về an toàn lao động và bảo vệ môi trường trước khi vào sản xuất. • Quy định trực ban và tự quản về an toàn lao động, vệ sinh nơi làm việc • Tuân thủ các quy định về bảo vệ môi trường trong xây dựng cơ bản và vận chuyển vật liệu: Các phương tiện vận tải phải có bạt che chống phát tán bụi, không để vật liệu rơi vãi trên đường vận chuyển; không để vật liệu xây dựng cản trở các hoạt động xung quanh. • Phun nước chống bụi, đảm bảo độ ẩm cần thiết trên các đoạn đường vận chuyển gần các khu vực dân cư. • Thu gom, phân loại và xử lý triệt để và đúng quy định các chất thải thường và chất thải nguy hại. • Thực hiện nghiêm ngặt nội quy về an toàn lao động, phòng cháy chữa cháy, chuẩn bị các điều kiện sẵn sàng ứng cứu kịp thời các sự cố, rủi ro môi trường và phòng tránh thiên tai. • Xây dựng các công trình xử lý chất thải trước khi thi công. • Thực hiện phân loại tại nguồn các loại chất thải rắn công nghiệp và rác sinh hoạt, đăng ký chủ nguồn thải nguy hại, xử lý an toàn và đúng quy định đối với từng loại rác. • Trang bị đầy đủ các dụng cụ lao động cần thiết cho công nhân nhà máy như quần áo chuyên dụng, găng tay, khẩu trang, mũ, biện pháp PCCC • Trồng nhiều cây xanh trong khuôn viên Nhà máy và đảm bảo tốt điều kiện vi khí hậu trong nhà máy, có biển báo tại các khu vực nguy hiểm.... • Thực hiện báo cáo kết quả quan trắc môi trường định kỳ theo luật môi trường. • Thông báo kịp thời với các cơ quan chức năng về những sự cố gây ô nhiễm môi trường xảy ra do hoạt động của dự án để có biện pháp xử lý SVTH: NGUYỄN THỊ HIẾU 77 Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS HOÀNG HƯNG Đánh giá hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy ở khu vực tỉnh Đồng Nai và đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ❖ KẾT LUẬN Ngành công nghiệp giấy và bột giấy thực chất là ngành sản xuất công nghiệp tổng hợp đa ngành. Công nghệ sản xuất giấy sử dụng 1 khối lượng lớn nguyên, nhiên liệu, vật liệu trải qua các qúa trình tác động cơ khí, hoá học, năng lượng tạo ra lượng chất thải lớn: chất thải rắn, nước thải, khí thải đặc biệt là nước thải với định mức tiêu thụ nước lớn 150-300 m3 /tsp, chứa nhiều tạp chất và chất gây ô nhiễm. Thành phần nước thải chủ yếu là: Ligin, cacbonhydrat, dịch màu, hóa chất, cặn lơ lửng, các tạp chất khác...Nồng độ các chất so với QCVN 12/2008 BTNMT vượt nhiều lần. + Nồng độ TSS dao động trong khoảng 224-278 mg/l vượt hơn 2 lần QCCP + Nồng độ COD dao động trong khoảng 965-1044 mg/l vượt hơn 4 lần QCCP + Nồng độ BOD dao động trong khoảng 289-318 mg/l vượt hơn 5 lần QCCP Thành phần khí thải chủ yếu là: CO, SO2 , NO2, bụi, hơi hóa chất. nhìn chung nồng độ các chất ô nhiễm nằm trong giới hạn cho phép, không gây ảnh hưởng tới môi trường xung quanh. Chất thải rắn bao gồm bùn, tro, cát, chất thải gỗ, bao bì, phế liệu Nhu cầu tiêu thụ giấy ngày càng tăng, ngành công nghiệp sản xuất bột giấy và giấy càng phát triển mạnh: sản lượng bột giấy đạt trên 470.000 tấn/năm, giấy đạt 569.000 tấn/năm. Đi kèm với sự pháp triển đó là vấn đề ô nhiễm môi trường nặng nề chủ yếu đối với môi trường nước, môi trường không khí, môi trường đất và hệ sinh thái. Ảnh hưởng trực tiếp tới điều kiện sống và sức khỏe con người, biến đổi khí hậu. Cuộc đấu tranh bảo vệ môi trường trong điều kiện công nghiệp hóa nền kinh tế đòi hỏi sự cố gắng đồng bộ của cả cộng đồng. Nhằm đảm bảo phát hiện, kiểm soát, khắc phục sự cố môi trường.là vấn đề trọng tâm. ❖ KIẾN NGHỊ Việc bảo vệ môi trường không có nghĩa là kìm hãm sự phát triển về kinh tế xã hội, nhưng đòi hỏi con người phải có nhận thức và kiến thức đầy đủ về môi trường, các công nghệ môi trường, các sản phẩm thân thiện môi trườngVà nhà nước nên có chính sách chủ trương hỗ trợ các doanh nghiệp đơn giản hóa thủ tục cấp phép cho các doanh nghiệp thực hiện sản SVTH: NGUYỄN THỊ HIẾU 78 Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS HOÀNG HƯNG Đánh giá hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy ở khu vực tỉnh Đồng Nai và đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm. xuất sạch hơn, nhằm mang lại lợi ích kinh tế xã hội và môi trường. Đảm bảo phát triển bền vững mang tính chất dài lâu. Xóa bỏ các rào cản mang tính áp đặt kìm hãm các doanh nghiệp trong khâu sản xuất bằng các nhiều cách. Nên có biện pháp phòng ngừa và ngăn chặn từ nguồn vào, các giải pháp mang tính hiệu quả kinh tế và môi trường hơn là các thông số vi phạm xử phạt ô nhiễm theo kiểu xử phạt cuối đường ống, vì như thế là đã có tác động gây ô nhiễm ảnh hưởng tới môi trường và con người. Nên khuyến khích động viên các doanh nghiệp áp dụng sản xuất sạch hơn, để họ có thể duy trì và sản xuất và ít làm ảnh hưởng đến môi trường nhất,các chính sách và hỗ trợ vốn doanh nghiệp trong và ngoài nước dễ dàng đến tay doanh nghiệp. SVTH: NGUYỄN THỊ HIẾU 79 Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS HOÀNG HƯNG Đánh giá hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy ở khu vực tỉnh Đồng Nai và đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Báo cáo tóm tắt ngành giấy Việt Nam –Phòng phân tích – CTCK HABUBANK 2. Bộ Công Nghiệp- Tổng Công Ty Việt Nam Dự án: “ điều tra đánh giá tình trạng môi trường ngành công nghiệp giấy và nghiên cứu các giải pháp khắc phục” 3. Công nghệ môi trường - cục môi trường và viện môi trường và tài nguyên NXB nông nghiệp hà nội 1998 –PGS. Đào Sỹ Sành 4. Giáo trình công nghệ xử lý nước thải: Trần văn Nhân và Ngô thị Nga 5. Hiệp hội giấy và bột giấy Việt Nam 6. Hoàng Huệ: Xử lý nước thải – Nhà xuất bản xây dựng Hà Nội – 1996. 7. Sản xuất sạch hơn ở các công ty sản xuất, kinh doanh giấy – google.com 8. Tài liệu Hướng dẫn Sản xuất sạch hơn trong ngành giấy và bột giấy 9. Viện công nghiệp giấy và xenluylo research institute of pulp and paper in dustry SVTH: NGUYỄN THỊ HIẾU 80