Áp dụng kiểm toán chất thải tại phân xưởng nhuộm công ty dệt may trung thu, thành phố hà nội

Bên cạnh nước thải là nguồn thải chính, ngành nhuộm cũng thải ra môi trường một lượng chất thải rắn bao bì đựng hóa chất, vải vụn, xỉ than,… và khí thải CO, SO2, NO2, NH3, CO2, bụi bông,

Áp dụng kiểm toán chất thải tại phân xưởng nhuộm Công ty Dệt may Trung Thu, thành

phố Hà Nội

Vũ Ngọc Tú

Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Luận văn Thạc sĩ ngành: Khoa học môi trường; Mã số: 60 85 02

Người hướng dẫn: PGS TS Nguyễn Thị Hà

Năm bảo vệ: 2012

Abstract: Tìm hiểu dây chuyền công nghệ sản xuất, mức độ tiêu thụ nguyên liệu, hóa

chất, năng lượng, nước Xác định và đánh giá các các nguồn thải: nước thải, khí thải, chất thải rắn, chất thải nguy hại Xác định các nguyên nhân gây tổn thất năng lượng, nước và gia tăng chất thải Đề xuất các phương án giảm thiểu lượng chất thải rắn, nước thải và năng lượng Nghiên cứu áp dụng thử nghiệm các phương án cải tiến hệ thống xử lý nước thải Tính toán chi phí lợi ích cho các phương án Từ đó, tìm ra

phương án tối ưu để Công ty áp dụng

Keywords: Khoa học môi trường; Chất thải công nghiệp; Ô nhiễm môi trường

Content

MỞ ĐẦU

Hiện nay, ngành công nghiệp dệt may là một trong những ngành công nghiệp phát triển đem lại lợi nhuận lớn cho nền kinh tế nước ta Công nghiệp dệt may phát triển thúc đẩy mạnh mẽ sự phát triển của công nghiệp nhuộm

Bên cạnh doanh thu lớn mà ngành đem lại, công nghiệp dệt may nói chung và công nghiệp nhuộm nói riêng đang thải ra môi trường một lượng chất thải khổng lồ làm ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng xấu tới sức khỏe con người

Tính đến năm 2012, Việt Nam có hơn 1000 doanh nghiệp dệt nhuộm với các quy mô khác nhau Mỗi năm, ngành sử dụng hàng nghìn tấn thuốc nhuộm khác nhau Với thị hiếu của khách hàng ngày càng cao, đòi hỏi các cơ sở nhuộm phải sử dụng thuốc nhuộm ngày càng đa dạng và có tính bền màu cao Điều này đồng nghĩa với các thành phần hữu cơ trong thuốc nhuộm càng phức tạp và khó phân hủy Đặc biệt, hiệu suất sử dụng của các loại thuốc nhuộm chỉ đạt khoảng 70†80%, cao nhất cũng chỉ đạt 95% nên một lượng lớn các hóa chất, thuốc

nhuộm sẽ bị thải ra môi trường Mỗi năm ngành dệt nhuộm thải vào môi trường khoảng 30†40 triệu m3

nước thải Trong đó, chỉ khoảng 10% lượng nước thải được xử lý trước khi thải ra môi trường Ngoài ra, tỷ lệ lớn các cơ sở xử lý nước nhưng hệ thống xử lý chưa hợp lý nên chất lượng nước đầu ra không thỏa mãn tiêu chuẩn về BOD5, COD, độ màu

Bên cạnh nước thải là nguồn thải chính, ngành nhuộm cũng thải ra môi trường một lượng chất thải rắn (bao bì đựng hóa chất, vải vụn, xỉ than,…) và khí thải (CO, SO2, NO2,

NH3, CO2, bụi bông, hơi axit, hơi xút, hơi thuốc nhuộm, …) đáng kể cần được xử lý

Với yêu cầu xử lý chất thải đạt tiêu chuẩn môi trường trước khi thải ra môi trường, một bài toán đặt ra cho các nhà môi trường là sử dụng biện pháp nào vừa hiệu quả vừa ít tốn kém nhất Đến nay, đã có rất nhiều nhà máy lựa chọn giải pháp xử lý cuối đường ống nhưng chưa hiệu quả với tất cả các nhà máy, đặc biệt chi phí xử lý lại quá cao Do vậy, với chức năng đánh giá, xác định nguồn thải, đặc tính chất thải, kiểm toán chất thải công nghiê ̣p có ý nghĩa quan trọng trong việc tạ o cơ sở cho viê ̣c xây dựng và vâ ̣n hành hiê ̣u quả các hê ̣ thống xử lý sau khi đã giảm thiểu tối đa lượng chất thải

Với mu ̣c đích áp du ̣ng kiểm toán cho mô ̣t cơ sở dê ̣t may cu ̣ thể (Công ty Dệt may Trung Thu) để thấy rõ được nhữ ng lợi ích mà kiểm toán chất thải công nghiê ̣p mang la ̣i như: giảm thiểu lãng phí nước , nguyên vâ ̣t liê ̣u hóa chất ; thay đổi và hoàn thiê ̣n hê ̣ thống xử lý nước thải để thu được hiê ̣u quả xử lý cao nhất Đồng thời xây dựng m ột quy trình kiểm toán chất thải hoàn chỉnh cho ngành dê ̣t nhuô ̣m nói chung và c ông ty dê ̣t may nói riêng , tác giả đã

thực hiê ̣n luâ ̣n văn tha ̣c sĩ khoa học với đề tài : "Áp dụng kiểm toán chất thải tại phân xưởng nhuộm Công ty Dệt may Trung Thu, thành phố Hà Nội"

Mục tiêu của luận văn

Xác định và đánh giá được các nguồn thải, khâu lãng phí nước, nguyên nhiên liệu và năng lượng trong dây chuyền nhuộm của Công ty Dệt may Trung Thu Từ đó, đề xuất được biện pháp giảm thiểu tối ưu để công ty áp dụng

Hiểu biết sâu sắc và toàn diện hơn về kiểm toán chất thải nói chung và kiểm toán chất thải ngành công nghiệp nhuộm nói riêng

Nội dung của luận văn

Tìm hiểu dây chuyền công nghệ sản xuất, mức độ tiêu thụ nguyên liệu, hóa chất, năng lượng, nước

Xác định và đánh giá các các nguồn thải: nước thải, khí thải, chất thải rắn, chất thải

Xác định các nguyên nhân gây tổn thất năng lượng, nước và gia tăng chất thải

Đề xuất các phương án giảm thiểu lượng chất thải rắn, nước thải và năng lượng Nghiên cứu áp dụng thử nghiệm các phương án cải tiến hệ thống xử lý nước thải Tính toán chi phí lợi ích cho các phương án Từ đó, tìm ra phương án tối ưu để Công ty áp dụng

CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN

1.1 Giới thiệu chung về kiểm toán chất thải

1.1.1 Kiểm toán chất thải công nghiệp [12]

Năm 1998, Viện thương mại Quốc tế ICC (International Chamber of Commerce) đã đưa ra khái niệm ban đầu về kiểm toán môi trường

„‟Kiểm toán môi trường là một công cụ quản lý bao gồm ghi chép một cách khách quan, công khai công tác tổ chức môi trường, sự vận hành của các thiết bị, cơ sở vật chất với mục đích quản lý môi trường bằng cách trợ giúp quản lý, kiểm soát các hoạt động và đánh giá sự tuân thủ các chính sách của công ty, bao gồm sự tuân thủ theo các tiêu chuẩn môi trường‟‟

Theo tiêu chuẩn ISO 14001 (1996), kiểm toán môi trường được định nghĩa như sau:

“Kiểm toán môi trường là một quá trình thẩm tra có hệ thống và được ghi thành văn bản bao gồm thu thập và đánh giá một cách khách quan các bằng chứng nhằm xác định những hoạt động, sự kiện, hệ thống quản lý liên quan đến môi trường hay các thông tin về kết quả của quá trình này cho khách hàng‟‟

Kiểm toán chất thải công nghiệp là quá trình kiểm tra sự tạo ra chất thải nhằm giảm nguồn, lượng chất thải Kiểm toán chất thải công nghiệp là một loại hình của kiểm toán môi trường, là một công cụ quản lý quan trọng có hiệu quả kinh tế đối với nhiều cơ sở sản xuất

1.1.2 Áp dụng kiểm toán chất thải trên thế giới và Việt Nam

 Thế giới

Trong những năm 70, các nước Bắc Mỹ đã bắt đầu đầu sử dụng kiểm toán môi trường làm công cụ quản lý môi trường sắc bén Mỹ và Canada là 2 nước tiêu biểu hoạt động hiệu

quả trong lĩnh vực này Đến năm 1980, trên thế giới đã có nhiều nước nghiên cứu và ứng

dụng về kiểm toán chất thải Quy trình kiểm toán chất thải đối với từng ngành được lập, nhiều

tài liệu, sách về kiểm toán chất thải được xuất bản [12]

 Việt Nam

Ở Việt Nam hiện nay, kiểm toán môi trường và kiểm toán chất thải đã được áp dụng thử nghiệm và đưa vào giảng dạy ở một số trường đại học, cao đẳng trong cả nước, song chưa nhiều và mới chỉ dừng ở các vấn đề tổng quát mà chưa đi sâu vào các lĩnh vực cụ thể

1.2 Thực trạng môi trường ngành công nghiệp nhuộm

1.2.1 Đặc điểm chung của nước thải ngành công nghiệp nhuộm [9, 10, 11]

Nước thải ngành công nghiệp dệt nhuộm rất đa dạng, đặc trưng Mỗi công đoạn của công nghệ có dạng nước thải và đặc tính riêng của chúng Nhìn chung, nước thải từ cơ sở dệt nhuộm có độ kiềm, độ màu, kim loại nặng, chất rắn lơ lửng, hàm lượng chất hữu cơ cao, khả năng phân hủy sinh học thấp (BOD:COD<50%), COD dao động khá lớn (120÷10000 mgO2/l), pH = 5÷12 Mức độ ô nhiễm và lượng nước thải dao động lớn, thay đổi theo mùa, phụ thuộc vào mặt hàng và chất lượng sản phẩm

Thành phần chính của nước thải nhuộm bao gồm:

- Các chất hữu cơ: thuốc nhuộm (hoạt tính, phân tán, trực tiếp, axit, hoàn nguyên), chất phụ trợ, chất màu, chất cầm màu…

- Các chất vô cơ: các muối kim loại, axit, xút,chất giặt tẩy

- Dầu mỡ bôi trơn máy móc

1.2.2 Thực trạng công tác xử lý nước thải ngành công nghiệp nhuộm [4, 6, 11, 12]

Hiện nay, Việt Nam có trên 1000 doanh nghiệp dệt nhuộm với các quy mô khác nhau Hàng năm, ngành sử dụng hàng nghìn tấn các loại hóa chất, thuốc nhuộm Hiệu suất sử dụng của các loại thuốc nhuộm nằm trong khoảng 70†80%, tối đa cũng chỉ được 95% Theo thống

kê, hàng năm ngành dệt nhuộm thải vào môi trường khoảng 30†40 triệu m3

nước thải, trong

đó chỉ có khoảng 10% lượng nước thải này được xử lý trước khi thải vào môi trường

CHƯƠNG 2 - ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là: nước thải, khí thải, chất thải rắn, chất thải nguy hại sinh ra từ dây chuyền nhuộm của Công ty Dệt may Trung Thu Trong đó, trọng tâm kiểm toán

là nước thải

2.2 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp thu thập thông tin thứ cấp

Phương pháp khảo sát thực địa

Phương pháp đo đạc, lấy mẫu tại hiện trường

Phương pháp phân tích mẫu tại phòng thí nghiệm

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm các giải pháp công nghệ cho hệ thống xử lý nước thải

Phương pháp phân tích, đánh giá, tính toán và xử lý số liệu

CHƯƠNG 3 - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1 Kết quả điều tra về hiện trạng sản xuất của Công ty Dệt may Trung Thu

3.2 Kết quả xác định nguyên liệu, hóa chất, năng lượng, nước đầu vào của quy trình sản xuất

Nguyên liệu, hóa chất

- Nguyên liệu sản xuất của công ty là vải mộc

- Hóa chất sử dụng để tẩy, nhuộm Ngoài ra, nhà máy còn sử dụng một số loại hóa chất sử dụng cho hệ thống xử lý nước thải

Trang thiết bị sản xuất

Hiện tại, các loại máy móc của công ty vẫn hoạt động hiệu quả đáp ứng yêu cầu sản xuất

3.3 Kết quả xác định các nguồn thải

3.3.1 Nước thải

Nước mưa chảy tràn

Nước thải sản xuất

Nước thải sinh hoạt

3.3.2 Khí thải

Có thể chia các nguồn thải khí thành 2 nhóm nguồn thải tương ứng với những đặc trưng cơ bản sau: nguồn thải trực tiếp từ quy trình công nghệ và nguồn thải từ quá trình đốt

nguyên liệu

3.3.3 Chất thải rắn

Chất thải rắn sản xuất

Chất thải rắn sinh hoạt

3.3.4 Chất thải nguy hại

Chất thải nguy hại liên quan đến ngành nhuộm là các loại hóa chất, thuốc nhuộm, chất tẩy rửa Các nguồn nước bị ô nhiễm nặng nề bởi các chất hữu cơ và đặc biệt là kim loại nặng độc hại có trong thuốc nhuộm như sắt, kẽm, đồng và chì Các chất nguy hại độc hại với vi sinh và cỏ như: NaOH, Na2CO3, H2SO4, Na2SO4, Na2S, K2Cr2O7, ankylphenol etoxylat (APEO), kim loại nặng (Hg, Zn, Ni, Cd, Pb…), halogen hữu cơ…Các chất nguy hại khó phân giải sinh học: hợp chất vòng thơm, etylen-oxit, PVA, chất nhũ hóa, chất làm mềm, chất tạo phức, chất tăng trắng quang học

 Đánh giá chung về hiện trạng môi trường của công ty

Hiện trạng môi trường của công ty còn tồn tại các vấn đề như sau:

- Khí thải từ nồi hơi chưa được xử lý, chỉ qua quạt gió đẩy vào ống khói thải ra môi trường ngoài

- Nước thải được xử lý với hệ thống xây dựng tương đối phù hợp và đồng bộ có thể xử

lý hiệu quả các thông số ô nhiễm chính như độ màu, BOD, COD,….Tuy nhiên, các thông số này vẫn chưa đạt QCVN 13/2008 của Bộ Tài nguyên và Môi trường (xem bảng 3.5) Ngoài

ra, việc quay vòng nước rửa bề lọc vào bể nước lắng sau keo tụ là không phù hợp về nguyên

lý công nghệ cần cải tiến để tăng hiệu quả xử lý của hệ thống

- Tiếng ồn cao trong phân xưởng sản xuất: do đặc thù của việc vận hành máy móc thiết bị trong ngành sản xuất

- Ô nhiễm nhiệt ở một số khu vực đặc biệt là khu nấu, nhuộm

3.4 Kết quả tính toán cân bằng nước

Bảng 3.1: Cân bằng nước sản xuất (tính cho 1 tấn* vải thụ nguyên liệu)

trung bình (m 3 )

Lượng nước đầu ra (m 3

)

Chênh lệch (nước ) 24 ÷ 25

3.5 Các nguyên nhân gây tổn thất nước

Bảng 3.2 : Các nguyên nhân gây tổn thất nước

trường/chất thải Nguyên nhân

Tiêu hao nước cao - Hiện tượng rò rỉ bơm, đường ống

- Chảy tràn tại bể thu hồi nước ngưng tại lò hơi

Hệ thống xử lý nước

thải chưa hiệu quả

- Do quay vòng nước rửa bể lọc có mức độ ô nhiễm cao đưa về

bể sau keo tụ và lắng

- Hiệu quả công đoạn xử lý hóa lý chưa đạt yêu cầu

3.6 Nghiên cứu, đề xuất giảm thiểu lượng chất thải rắn, nước thải và giảm tiêu thụ năng lượng

- Nâng cao hiệu quả sử dụng nước tránh thất thoát, rò rỉ nước và nguyên liệu, hóa chất

- Tăng cường hiệu quả xử lý nước thải sản xuất, cải tiến hệ thống và xem xét giải pháp tận dụng (quay vòng) nước thải sau xử lý

- Cải thiện môi trường làm việc, tránh thất thoát năng lượng và giảm mức phát thải bụi

từ lò hơi

3.6.1 Biện pháp quản lý và xử lý nước thải

Với hệ thống xử lý nước thải hiện tại của công ty, nước đầu ra không đạt QCVN 13:2008/BTNMT về BOD5, COD, độ màu nên đưa ra 3 đề xuất cải tiến như sau:

- Tăng số lần keo tụ từ 1 lần lên 3 lần

- Bổ sung thêm 1 lớp than hoạt tính vào bể lọc

- Bổ sung bước oxi hóa bằng tác nhân Fenton sau keo tụ

3.6.2 Biện pháp xử lý ô nhiễm không khí

Đề xuất xây dựng hệ thống xử lý khí thải lò hơi (xem hình 3.6)

3.6.3 Biện pháp xử lý chất thải rắn

Bố trí các thùng chứa rác ở các khu vực sản xuất, dọc theo lối đi trong khuôn viên công ty Lượng chất thải rắn này được thu gom, tập trung tại khu vực nhà kho phía sau nhà máy và hợp đồng với công ty môi trường đô thị thu gom

Lượng bùn cặn từ quá trình xử lý nước thải sinh hoạt ở bể tự hoại sẽ được hợp đồng với đơn vị chức năng hút định kỳ (01 năm/lần)

3.7 Kết quả khảo sát cải tiến hệ thống xử lý nước thải

3.7.1 Kết quả khảo sát hiệu quả xử lý nước thải khi cải tiến quá trình keo tụ

 Kết quả khảo sát hiệu quả xử lý nước thải khi tiến hành keo tụ 3 bậc không cải tiến sử dụng chất keo tụ mới

Bảng 3.3: Kết quả khảo sát khả năng xử lý SS, COD, độ màu của phương pháp keo tụ 3 bậc không cải tiến sử dụng chất keo tụ mới

T

T

Kí

hiệu

mẫu

Chất keo tụ (mg/l)

PAA mg/l

Hàm lượng

Hiệu suất

Hàm lượng

Hiệu suất

Giá trị (Pt-Co)

Hiệu suất

(mg/l) xử lý

(%)

(mg/l) xử lý

(%)

xử lý (%)

2 KT1

1050 ferric chloride

3 KT2 10

4 KT3 5 (PAC) 1 20 94,2 70 89,3 62 82,1

Kết quả từ bảng 3.3 cho thấy sau 3 lần keo tụ 1 bậc, 2 bậc, 3 bậc hàm lượng SS, COD

và độ màu giảm dần nhưng giảm không đều Sau keo tụ 1 bậc, cả SS, COD và độ màu đều giảm mạnh nhưng đến 2 bậc thì giảm chậm và đến keo tụ 3 bậc thì giảm không đáng kể Nước thải sau keo tụ 3 bậc chỉ có SS thỏa mãn QCVN 13:2008/BTNMT còn COD và độ màu không đạt Điều này cho thấy phương pháp keo tụ xử lý chất hữu cơ hòa tan cho hiệu quả thấp

 Kết quả khảo sát hiệu quả xử lý nước thải khi tiến hành keo tụ 3 bậc có cải tiến

sử dụng chất keo tụ mới

- Kết quả khảo sát hàm lượng PAA

Bảng 3.4: Kết quả khảo sát hàm lượng PAA sử dụng trong keo tụ

STT Kí hiệu

Độ màu (Pt – Co)

Kết quả từ bảng 3.4 cho thấy trong 5 mẫu khỏa sát thì mẫu KT12 có hiệu suất xử lý SS, COD và độ màu cao nhất Điều này đồng nghĩa với lượng PAA thích hợp nhất là 2mg/l Nhận thấy hàm lượng PAA sử dụng là 1mg/l không đủ để lắng hết các cặn lơ lửng trong nước còn hàm lượng PAA nhiều hơn 2 thì sự dính kết các bông cặn và tốc độ lắng sẽ giảm dần theo sự tăng dần lượng PAA cho vào Đặc biệt nếu cho nhiều hơn 5mg/l PAA thì cặn lơ lửng không tạo bông lớn và hầu như không lắng

Bảng 3.5: Kết quả khảo sát hàm lượng PAC sử dụng trong keo tụ

STT Kí hiệu

mẫu

Hàm lượng PAC (mg/l)

Tỷ lệ khối lượng

PAC:SS

SS (mg/l) COD (mg/l)

Độ màu (Pt – Co)

Kết quả từ bảng 3.5 cho thấy trong 5 mẫu khỏa sát thì mẫu KT‟14 ứng với hàm lượng PAC 30mg/l (mPAC : mSS = 1: 11,5) có hiệu suất xử lý SS, COD và độ màu cao nhất Điều này đồng nghĩa với lượng PAC thích hợp nhất là 30mg/l Nhận thấy khi tăng hàm lượng PAC từ 10mg đến 30mg thì hàm lượng SS, COD và độ màu trong nước thải giảm dần nhưng khi tăng hàm lượng PAC lên 35 mg/l thì SS không đổi còn COD và độ màu đều tăng

Như vậy, sau khi tiến hành thí nghiệm khảo sát, hàm lượng PAC và PAA tối ưu cho keo tụ 1 bậc là 30mg/l và 2mg/l

- Kết quả khảo sát keo tụ 3 bậc

Bảng 3.6: Kết quả khảo sát khả năng xử lý (SS, COD, độ màu) bằng phương pháp keo

tụ 3 bậc cải tiến sử dụng chất keo tụ mới

STT

Kí

hiệu

mẫu

PAC mg/l

PAA mg/l

Hàm lượng (mg/l)

Hiệu suất

xử lý (%)

Hàm lượng (mg/l)

Hiệu suất

xử lý (%)

Giá trị (Pt-Co)

Hiệu suất

xử lý (%)

Kết quả từ bảng 3.6 cho thấy khi thay đổi hóa chất sử dụng cho keo tụ 1 bậc, hiệu suất

xử lý SS và độ màu tăng đáng kể còn COD giảm ít Sau keo tụ 3 bậc, cả SS, COD và độ màu trong nước thải được xử lý bằng keo tụ có cải tiến sử dụng hóa chất mới đều thấp hơn khi không cải tiến sử dụng hóa chất mới Mặc dù sau keo tụ 3 bậc hàm lượng SS đã giảm đi 17 lần, COD giảm hơn 10 lần, độ màu giảm gần 6 lần nhưng COD và độ màu vẫn chưa thỏa mãn QCVN 13:2008/BTNMT

3.7.2 Kết quả khảo sát hiệu quả xử lý nước thải khi bổ sung than hoạt tính vào vật liệu lọc

Bảng 3.7: Kết quả khảo sát khả năng xử lý (SS, COD, độ màu) của giải pháp bổ sung lớp than hoạt tính vào vật liệu lọc

STT

Kí

hiệu

mẫu

SS (mg/l)

Hiệu suất xử

lý SS (%)

COD (mg/l)

Hiệu suất

COD (%)

Độ màu (Pt – Co)

Hiệu suất

xử lý độ màu (%)

Từ bảng 3.74 cho thấy 4 mẫu HP1, HP2, HP4, HP5 thỏa mãn QCVN 13:2008/BTNMT về SS, COD, độ màu Mẫu HP5 đạt tiêu chuẩn về SS, độ màu nhưng không đạt tiêu chuẩn về COD, mẫu HP6 chỉ đạt tiêu chuẩn về SS mà không đạt về COD và độ màu Hiệu suất xử lý SS, COD, độ màu giảm dần khi ta tăng dần thể tích các mẫu đem lọc Tuy mẫu HP1 có hiệu suất xử lý cao nhất nhưng để tiết kiệm chi phí hóa chất, ta chọn mẫu HP4 là mẫu tối ưu nhất trong 6 mẫu Vậy 100mg than hạt tính (xem chi tiết ở Giải pháp 3 – Mục 2.2.5) có thể xử lý được 560ml nước thải để SS, COD, độ màu của nước thải sau xử lý thỏa mãn QCVN 13:2008/BTNMT

3.7.3 Kết quả khảo sát hiệu quả xử lý khi bổ sung oxi hóa bằng tác nhân Fenton sau lắng keo tụ