Tiểu luận Công nghệ sản xuất bìa carton, giấy vàng mã

Công nghiệp giấy sử dụng một lượng lớn nước ngọt sản xuất một tấn giấy cần 200÷300m3 nước đồng thời thải ra một lượng lớn chất thải vào môi trường, vấn đề trở nên nghiêm trọng hơn tại cá

HANOI UNIVESITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG

Lời mở đầu

Ngày nay cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp ,nông nghiệp và dịch vụ, nhu cầu sử dụng trong đời sống xã hội ngày càng tăng cao…Đã thải ra hàng trăm triệu tấn rác thải vào môi trường, trong đó có nhiều chất thải có độc tính cao làm cho môi trường bị ô nhiễm nghiêm trọng.Vấn đề ô nhiễm môi trường đặc biệt là môi trường nước

đã đang và sẽ là thách thức của xã hội loài người trong đó có Viêt Nam Một trong những nguồn thải gây ô nhiễm lớn đó là chất thải từ nhà máy sản xuất giấy và bột giấy Công nghiệp giấy sử dụng một lượng lớn nước ngọt (sản xuất một tấn giấy cần 200÷300m3

nước) đồng thời thải ra một lượng lớn chất thải vào môi trường, vấn đề trở nên nghiêm trọng hơn tại các quốc gia đang phát triển bởi hệ thống xử lí chất thải còn hạn chế

Do còn hạn chế về chuyên môn nên tiểu luận sẽ khó tránh khỏi những sai sót mong cô chỉnh sửa cho chúng em

Nhóm sinh viên thực hiện BÙI QUANG DUY MSSV: 20122956

Phần làm: chương II và chương III mục I

NGUYỄN XUÂN GIANG MSSV: 20123029

Phần làm: chương III mục II và chương IV

TRẦN QUANG THÁI MSSV:20103720

Phần làm: chương I

GVHD: VŨ NGỌC THỦY

TIỂU LUẬN: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BÌA CARTON, GIẤY VÀNG MÃ

MỤC LỤC

Trang

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ NGÀNH GIẤY……… 4

I Sơ lược về ngành giấy ở Việt Nam……… … 4

CHƯƠNG II SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BÌA CARTON, GIẤY VÀNG MÃ……… …… 6

I Sơ đồ công nghệ sản xuất bìa carton……… … 6

II Sơ đồ công nghệ sản xuất giấy vàng mã……… …… 8

CHƯƠNG III Nhận diện các dạng chất thải và đánh giá mức độ ô nhiễm… 10

I Nhận diện các dạng chất thải……….10

1.Khí thải……… … 10

2 Chất thải rắn……… ……….10

3.Nước thải……… … 11

II Đánh giá mức độ ô nhiễm……… …… 13

1 Ô nhiễm không khí……… …………13

2 Ô nhiễm môi trường nước……… ……….…13

CHƯƠNG IV Các giải pháp kỹ thuật giảm thiểu ô nhiễm môi trường trong quá trình sản xuất giấy bìa carton , giấy vàng mã……… …… … 15

I Sản xuất sạch hơn……… …15

1 Các giải pháp giảm thiểu chất

thải……… ……… ….15

2 Giải pháp tuần hoàn nước ngưng……… ……… …… 16

II Giải pháp khoa học kỹ thuật trong công đoạn xeo giấy……… 17

III Các biện pháp xử lý ô nhiễm không khí……… 18

IV Các biện pháp xử lý môi trường nước……… …18

1.Xử lý thu hồi xơ sợi……… …… … 18

a Xây dựng bể lắng……… ……… ……… 18

b Kết hợp bể lắng và lọc túi……… ……18

c Kết hợp tuyển nổi và lắng 18

d Phương pháp xử lý bằng hồ sinh học hiếu khí( có thông khí nhân tạo) 19

e Phương pháp hấp thụ băng bentonit………… ……… …….20

f phương pháp sử lý hiếu khí bằng phương pháp Aroten………… …….21

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ NGÀNH GIẤY

I Sơ lược về ngành giấy ở Việt Nam

Giấy là một sản phẩm của nền văn minh nhân loại với lịch sử lâu đời hàng nghìn năm Thành phần chính của giấy là xenlulozo, một loại polyme mạch thẳng và dài có trong gỗ, bông và các loại cây khác Hiện nay công nghiệp sản xuất giấy chiếm vị trí khá quan trọng trong nền kinh tế nước ta Cùng với sự phát triển của các nghành công nghiệp, dịch vụ khác nhu cầu về các sản phẩm giấy ngày càng tăng Sản phẩm của ngành giấy tương đối đa dạng và phong phú: giấy in báo, giấy in viết, giấy làm bao bì, bìa carton,giấy vàng mã…Theo thống kê của hiệp hội giấy Việt Nam, ngành giấy đạt tốc độ tăng trưởng cao và liên tục trong những năm vừa qua Từ năm 1990 đến 1999, tốc độ tăng trưởng bình quân là 16%/năm, 3 năm sau đó (2000, 2001, và 2002) đạt 20%/năm Với tốc độ tăng trưởng cao như vậy, cùng với gia tăng sản phẩm giấy nhập khẩu, đã giúp định suất tiêu thụ giấy trên đầu người của Việt Nam tăng từ 3,5 kg/người/năm trong năm

1995 lên 7,7 kg/người/năm trong năm 2000, 11,4 kg/người/năm trong năm 2002 và khoảng 16 kg/người/năm trong năm 2005 Đến năm 2010 sản lượng giấy trong nước đã đạt 1,38 triệu tấn giấy/năm và 600.000 tấn bột giấy

Đặc trưng của ngành giấy Việt Nam là quy mô nhỏ Việt Nam có tới 46% doanh nghiệp có công suất dưới 1.000 tấn/năm, 42% có công suất từ 1.000-10.000 tấn/năm và chỉ có 4 doanh nghiệp có công suất trên 50.000 tấn/năm Số lượng các doanh nghiệp có quy mô lớn trên 50.000 tấn/năm sẽ ngày càng gia tăng do quá trình đầu tư tăng trong các năm sắp tới

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 lại phải xử lý tốt các chất thải, giảm bớt ô nhiễm và bảo vệ tài nguyên môi trường

Hiện nay nguyên liệu thô được dùng trong sản xuất giấy và bột giấy ở Việt Nam gồm hai nguồn căn bản là từ rừng (tre và gỗ mềm) và giấy tái chế Bột giấy được dùng để sản xuất những loại sản phẩm khác nhau như giấy viết, giấy bao bì, bìa các-tông,… là khác nhau Trong đó 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 lại tại các làng nghề thủ công nên năng suất không cao và đặc biệt là gây ô nhiễm môi trường ở chính địa phương có làng nghề

Dưới đây là bảng số liệu tình hình sản xuất và tiêu thụ các sản phẩm giấy:

Khả năng sản xuất đáp ứng tiêu dùng nội địa

SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BÌA CARTON, GIẤY VÀNG MÃ

Hiện nay tại các cơ sở sản xuất giấy ở Việt Nam, bìa các-tông và giấy vàng mã chủ yếu được sản xuất theo công nghệ tái chế giấy Nguyên vật liệu chính để tái chế giấy hiện nay

là giấy các loại đã qua sử dụng ngoài ra còn sử dụng tre, nứa, gỗ mềm với số lượng nhỏ Nguyên tắc sản xuất chung:

-Nguyên liệu là giấy thải các loại sau khi được phân loại để loại bỏ các chất thải rắn như: ghim sắt, băng dán, nilon,…được ngâm trong bể bao gồm ngâm kiềm, ngâm tẩy Có

thể coi đây là công đoạn làm sạch bột Hóa chất sử dụng thường là: dung dịch nước Javen (NaCl + NaOCl); dung dịch nước Clo (Cl2); dung dịch xút NaOH

-Sau đó nguyên liệu được đem đi nghiền thủy lực, đánh tơi mục đích là tạo độ mịn cho bột khi bột giấy đã được nghiền mịn, bột giấy sẽ được làm đặc sệt (có sử dụng hóa chất) Tiếp đó bột giấy được đưa đến công đoạn xeo giấy để tạo tờ, tùy thuộc loại giấy và chất lượng giấy mà giấy sẽ được xeo khác nhau Giấy sau xeo được đem đến công đoạn sấy đẻ làm khô giấy Giấy sau sấy được cắt xén theo yêu cầu và bao gói thành sản phẩm

I Sơ đồ công nghệ sản xuất bìa carton

Nguyên liệu chính : Giấy phế liệu

Nguyên liệu phụ : kiềm, nhựa thông, chất tẩy trắng

Nguyên liệu sau khi được phân loại giấy, bìa, báo phế liệu được ngâm trong nước cho mủn sau đó được nghiền nhỏ, hòa loãng và đánh tơi tạo bôt Bột giấy được xeo than bìa, sấy và được cuộn thành lô, hơi nước đươc cấp từ lò đốt than Trong một số trường hợp Javen được sử dụng để tẩy trắng

SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ

II Sơ đồ công nghệ sản xuất giấy vàng mã

Nguyên liệu chính : bìa carton loại , giấy loại

Nguyên liệu phụ: kiềm, nhựa thông, chất tẩy

Giấy phế liệu sau khi được phân loại,được ngâm vào dung dịch nước cho mủn sau đó được đưa đi ngâm kiềm và tẩy trắng bằng nước javen, nghiền nhỏ, pha loãng, và đánh tơi Giấy vàng mã sau khi xeo được sấy bằng hơi nước cuộn vào lô cắt thành cuộn nhỏ và bao gói thành sản phẩm

SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ

CHƯƠNG III Nhận diện các dạng chất thải và đánh giá mức độ ô nhiễm

I Nhận diện các dạng chất thải

1.Khí thải

Một trong những vấn đề về phát thải khí đáng chú ý ở nhà máy sản xuất là mùi Quá trình nấu tạo ra khí H2S có mùi rất khó chịu, methyl mercaptant, dimethyl sulphide Các hợp chất này còn thường được gọi là tổng lượng lưu huỳnh dạng khử (TRS) Các hợp chất này được thoát ra từ quá trình nấu, khi phóng bột các hợp chất mùi phát sinh khác

có tỉ lệ tương đối nhỏ hơn so với TRS và có chứa hydrocarbons Khí thải từ các lò hơi trong công đoạn sấy khô :CO, SO2 ,NO2

Một nguồn ô nhiễm không khí khác là do quá trình tẩy trắng bột giấy Tại đây khí clo phân tử bị rò rỉ theo lượng nhỏ trong cả quá trình tẩy, hơi kiềm, hơi dung môi phát sinh trong công đoạn ngâm nguyên liệu trong NaOH và đánh tơi Tuy nồng độ ô nhiễm không cao nhưng loại phát thải này cực kì độc hại

Hoạt động của các cơ sở sản xuất giấy tái chế, sử dụng lò hơi cung cấp nhiệt cho máy xeo giấy, công đoạn sấy khô đã tiêu thụ một lượng lớn than (khoảng 500 tấn than/ngày), khí thải phát sinh từ quá trình đốt cháy nhiên liệu cho các nồi hơi không được xử lý (có chứa các khí độc hại như SO2 ,CO, NOx…) thải trực tiếp ra môi trường Các ô-xít lưu huỳnh được sinh ra từ các nhiên liệu có chứa sulphur (như than đá, dầu FO, ) được sử dụng cho nồi hơi để tạo hơi nước Phát thải bụi cũng được quan sát thấy tại một số lò hơi đốt than khi không có đủ các thiết bị kiểm soát bụi(cyclon, túi lọc, ép ).một lượng nhỏ bụi cũng được thoát ra khi cắt bao gói thành sản phẩm Bên cạnh những loại phát thải này còn có rất nhiều loại phát thải tức thời khác từ quá trình sản xuất

2 Chất thải rắn

Chất thải rắn bao gồm : băng gián, ghim sắt, kim loại, nilon… thu được từ khâu phân loại nguyên liệu đầu vào Ngoài ra, đó là bùn, tro, tạp sàng, phần tách loại từ quá trình ngâm kiềm, ngâm tẩy,làm sạch ly tâm, cát và sạn Nguồn chính của bùn là cặn của bể lắng, và cặn từ tầng làm khô của trạm xử ký nước thải Bên cạnh đó khi sử dụng than, xỉ

và phần than chưa cháy từ lò hơi cũng là nguồn thải rắn cần phải được thải bỏ một cách

an toàn Giấy vụn, giấy lỗi, giấy rách từ công đoạn cắt, bao gói để ra sản phẩm cuối cùng

3.Nước thải

Tùy theo công nghệ và sản phẩm, lượng nước cần thiết để sản xuất 1 tấn giấy thành phẩm dao động từ 80 m3 đến 450m3 Vì vậy lượng nước thải ra từ ngành công nghiệp này cũng rất lớn, nước thải ngành giấy chủ yếu là dịch đen từ công đoạn nấu, tẩy trắng và xeo giấy Có hàm lượng chất rắn lơ lửng, BOD, COD cao, đặc biệt trong nước thải nhà máy giấy thường chứa nhiều lignin, chất này khó hòa tan và khó phân hủy, có khả năng tích

tụ sinh học trong cơ thể sống như các hợp chất clo hữu cơ Nguồn nước thải này nếu không xử lý triệt để và thải trực tiếp ra ngoài môi trường sẽ gây ảnh hưởng xấu đến môi trường sống của sinh vật và sức khỏe của con người

Hiện nay có khoảng 100 nhà máy giấy đang hoạt động trong cả nước.Trong công nghệ sản xuất giấy và bột giấy nói chung và theo công nghệ giấy tái chế nói riêng thì phần nước thải từ nhà máy giấy chủ yếu là nước thải từ khâu xeo giấy, và ngâm tẩy nguyên liệu ,tạp chất cơ bản là cặn lơ lửng (thường là xơ sợi giấy, bột độn, bột màu, phụ gia…), thành phần chất hữu cơ thường không quá cao, BOD5 của nước xeo thường dao động từ

150 ÷ 350 mgO2/L Đối với các nhà máy có sản xuất bột giấy thì loại nước thải đậm đặc

và khó xử lý nhất nước thải dịch đen, lượng kiềm dư có thể lên tới 20 g/L, COD dao động

ở mức hàng chục ngàn tới 100.000 mg/L Đối với các nhà máy sản xuất giấy từ giấy thải thì thành phần ô nhiễm chủ yếu là SS, COD, và BOD5 với nồng độ cao

Mức độ ô nhiễm của nước thải phụ thuộc vào từng loại công nghệ sản xuất giấy và bột giấy.Qua khảo sát một số cơ sở sản xuất giấy tại Việt Nam, các dòng thải chính của nhà máy sản xuất bột giấy và giấy (mẫu được lấy tại đầu ra nước thải của các cơ sở sản xuất) bao gồm:

-Dòng thải rửa nguyên liệu chứa các chất hữu cơ hoà tan, cát, thuốc bảo vệ thực vật, v.v

- Dòng thải của quá trình nấu và rửa sau nấu chứa phần lớn các chất hữu cơ hoà tan, các hoá chất và một phần xơ sợi gọi là dịch đen Dịch đen, theo thuật ngữ củangành giấy

có nồng độ chất khô khoảng 25÷35 %, tỉ lệ giữa chất hữu cơ và vô cơ là 70:30

- Ngoài ra, trong quá trình tạo bột xeo giấy, để tạo nên sản phẩm đặc thù (giấy vàng

mã, bìa các-tông), người ta còn sử dụng nhiều hóa chất và chất xúc tác Những chất này nếu không được xử lý mà xả thẳng ra sông ngòi sẽ làm ô nhiễm nặng nguồn nước

Dòng thải từ công đoạn tẩy của các nhà máy sản xuất bột giấy bằng phương pháp hoá học và bán hoá học chứa các hợp chất hữu cơ, vô cơ, các chất thải sơ cấp có thể phản ứng với nhau tạo ra chất thải thứ cấp với mức độ độc hại cao hơn, có thể gây ra tích tụ sinh học trong cơ thể sống như các hợp chất hữu cơ Dòng thải này có độ màu, giá trị BOD và COD cao

- Dòng thải từ quá trình nghiền bột và sản xuất giấy chủ yếu chứa sợi xơ mịn, bột giấy lơ lửng và các chất phụ gia như nhựa thông, phẩm màu, cao lanh

- Nước ngưng tụ như là dòng thải từ quá trình ngưng tụ trong hệ thống xử lý để thu hồi hóa chất từ dung dịch đen Mức độ nhiễm của dòng thải phụ thuộc vào nguyên liệu và công nghệ sản xuất

- Nước thải từ quy trình sản xuất giấy chủ yếu chứa bột giấy và các chất phụ gia Nó được tách ra từ quy trình sản xuất giấy như là trong quá trình khử nước và ép giấy, sấy khô

Bảng: Thành phần nước thải của một số nhà máy sản xuất giấy và bột giấy với nguyên liệu là gỗ và giấy thải :

-Nồng độ bụi, khí tại các cơ sở tái chế giấy thường vượt cho phép 5÷20 lần

-Tiếng ồn thường xuyên từ 90-110 dB

-Ô nhiễm bụi khí thải do các lò đốt ,lò hơi dẫn đến nồng độ SO2 và NOx vượt tiêu chuẩn

từ 2,5÷5 lần

Ngành công nghiệp giấy nói chung công nghệ sản xuất giấy tái chế nói riêng lại là một trong những ngành gây ô nhiễm trầm trọng, đặc biệt đối với các nguồnnước.So với nhiều ngành công nghiệp sản xuất khác, ngành giấy có mức độ ô nhiễm cao và dễ gây tác động đến con người và môi trường xung quanh do ô nhiễm từ nguồn nước thải xử lý không đạt yêu cầu

Công nghệ sản xuất giấy ở Việt Nam còn rất lạc hậu Để sản xuất ra một tấn giấy thành phẩm, các nhà máy phải sử dụng từ 30÷100 m3 nước,trong khi các nhà máy giấy hiện đại của thế giới chỉ sử dụng 7÷15 m3/tấn giấy Sự lạc hậu này không chỉ gây lãng phí nguồn nước ngọt, tăng chi phí xử lý nước thải mà còn đưa ra sông, rạch lượng nước thải khổng lồ

Trong các cơ sở công nghiệp giấy và bột giấy, nước thải thường có độ pH trung bình PH=9 ÷ 11, chỉ số BOD có thể lên đến 700mg/l và chỉ số COD có thể lên đến 2.500mg/l Hàm lượng chất rắn lơ lửng cao gấp nhiều lần giới hạn cho phép Đặc biệt nước có chứa

cả kim loại nặng, lignin (dịch đen), phẩm màu, xút, các chất đa vòng thơm, clo hoá là những hợp chất có độc tính sinh thái cao và có nguy cơ gây ung thư, rất khó phân huỷ trong môi trường Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải vượt nhiều lần so với quy chuẩn cho phép: BOD5 vượt từ 4.5 ÷ 13 lần; COD vượt từ 6.2 ÷ 19 lần Chất rắn lơ lửng (TSS) vượt 17 ÷ 18 lần Đặc biệt các hóa chất dặc trưng như Cl- vượt từ 7 ÷ 21 lần Tổng lượng nước thải từ các cơ sở sản xuất thải ra bên ngoài khoảng 5000m3/ngày đêm.Có những nhà máy giấy, lượng nước thải lên tới 4.000 ÷ 5.000m3/ngày, các chỉ tiêu BOD, COD gấp 10 ÷18 lần tiêu chuẩn cho phép; lượng nước thải này không được xử lý mà đổ trực tiếp ra môi trường

Dưới đây là bảng thông số

Ô nhiễm của nhà máy giấy và bột giấy điển hình tại Việt Nam