Độc tính của các dòng nước thải từ các nhà máy sản xuất bột giấy và giấy là do sự hiện điện một hỗn hợp phức tạp các dịch chiết trong thân cây như nhựa cây, các axit béo, lignin, và một
Trang 1DE CUONG LUAN VAN THAC SY
_— NGHIÊN CỨU VÀ ĐẺ XUẤT GIẢI PHÁP
SẢN XUẤT SẠCH HƠN CHO NGÀNH CÔNG NGHIỆP
GIẦY TRÊN ĐỊA BÀN TÍNH BÌNH DƯƠNG
HVTH: LÊ THỤC LAM MSHV: 09260536
GVHD: TS VO LE PHU
Tp Hồ Chi Minh, 06/2010
Trang 2
NHAN XET CUA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Tp HCM, Ngày tháng năm 2010
Giáo viên hướng dẫn
Trang 3NHAN XET CUA HOI DONG XET DUYET
Tp HCM, Ngay tháng năm 2010
Hội đồng xét duyệt
Trang 41.2 Tính cấp thiết của đề tài St 1 H111 1011111111111 11 0101111111 11111111111 2
2 MỤC TIỂU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨPU 5
2.1 Muc ti6u cia 6 tai ccc cccccccccccscscscscscsescsesesesescsesesscsesecseesesecsusecececsseseceseeeseseasesececens 5
2.2 Nội dung nghiÊn CỨU - n0 1000010010011 11103311110 111110030 1 110015 11660110000 0730 5 2.3 Phương pháp luận và phương pháp nghiên CỨU c5 555 cc22 1323555522552 6
SN Ngoc, -09) (00 0n 6 2.3.2 Phirong phap nghién CUU ccccccccssssssecessssescesseseecesssesessssseecseseseeeeenenes 9
3 TÔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU 565cc Ekcexerrkd 11
3.2 Tổng quan ngành công nghiệp sản xuất bột giấy và giẫy -c-ccccceccecec 11
3.2.1 Giới thiệu công nghệ sản Xuất G65 St tk EEEEkEEkckekerkekrred 11
3.2.2 Tình hình ô nhiễm nước thải của ngành giấy -. 556cc seczeeered 13
3.3 Giới thiệu về xây đựng mức chuẩn (Benchmarking) - «Sex cv 14
3.3.1 Mục đích của việc xây dựng định chuẩn St cecn che sssrsed 14
3.3.2 Các số chỉ thị về sản xuất sạch hơn cho ngành giấy - -: 15 3.4 Tổng quan tình hình nghiên cứu - 56 St SE EEEEEEkEkEEEkEkEEkekrkerkeerred ló
Trang 53.4.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới -.- - 56 St E1 EEEekekrkerkei ló 3.4.2 Tình hình nghiên cứu trong HƯỚC - - c5 c1 1 1£ 11125112 18
4 TIEN DO THUC HIEN DE TAL ooo ccc ccccccccccccececcesececsssesececsesusuceearseseceeenenees 20
5 BO CUC DU KIEN CUA LUAN VAN occccccccccccccssccecetsesesuceesececacensesucetareneeeeteee 21 TÀI LIỆU THAM KHẢO - 6 St St SEE E93 E1 E3 E1 15 111 111111111 ce 24
Trang 6DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TAT
BOD Nhu cầu oxy sinh học COD Nhu cầu oxy hóa học
SXSH San xuat sach hon
Trang 7DANH MUC CAC BANG
Bang 1 Các nguồn thải từ các công đoạn và thiết bị khác nhau 5-5-5: 13 Bảng 2 Các thông số nước thải trước khi xử lý bên ngoài của các nhà máy giấy 14 Bảng 3 Kết quả thu được sau một năm thực hiện SXSH tại nhà máy giấy và bột giấy
Hình 3 Sơ đồ công nghệ tổng quát sản xuất bột giấy và giấy từ gõ 12
Hình 4 Sơ đồ tóm tắt các giải pháp thực hiện SXSH cho ngành giấy 19
Trang 81 GIỚI THIỆU
1.1 Đặt vẫn đề
Công nghiệp giấy là ngành công nghiệp có vị trí quan trọng trong nên kinh tế quốc dân của Việt Nam và có tốc độ tăng trưởng khá cao trong những năm vừa qua (từ năm 1990 đến 1999, tốc độ tăng trưởng bình quân là 16% / năm; ba năm gần đây,
2004, 2005, 2006 tốc độ tăng trưởng là 20% / năm, 5 năm tiếp theo tốc độ tăng trưởng
dự báo là 28% / năm) (Hải Băng, 2007) 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 lac
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, bao chi, 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 Độc tính của các dòng
nước thải từ các nhà máy sản xuất bột giấy và giấy là do sự hiện điện một hỗn hợp
phức tạp các dịch chiết trong thân cây như nhựa cây, các axit béo, lignin, và một số sản phâm phân hủy của lignin đã bị clo hóa có độc tính sinh thái cao, có nguy cơ gây ung thư, và rất khó phân hủy trong môi trường 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 nỗi 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
Trang 9khoảng 9 — 11, có các chỉ số BOD, COD cao (có thể lên đến 700 mg/1 đối với BOD và
2.500 mgi1 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
Vì vậy, một bài toán khó đặt ra cho ngành giấy là phải xử lý tốt các chất thải
phát sinh trong quá trình sản xuất, mà đặc biệt quan trọng là nước thải, nhằm giảm
thiêu ô nhiễm, bảo vệ môi trường và tiết kiệm tài nguyên
1.2 Tính cấp thiết của đề tài
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 500 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 đo công nghệ sản xuất giấy ở nước ta còn rất lạc hậu và hạn chế so với trình độ tiên tiễn của các nước trên thế giới Để sản xuất ra một tắn giấy thành phẩm, các nhà máy ở Việt Nam phải sử dụng khoảng 100 - 350 mỶ nước, trong khi các nhà máy sản xuất giấy hiện đại trên thế giới chỉ sử dụng 7 - 15 mỶ nước/tấn giấy (Trần Hồng Phượng, 2007) Sự khác biệt rõ ràng này cho thấy không chỉ gây lãng phí nguồn nước đầu vảo, tăng chi phí xử lý nước thải mà còn đưa ra nguồn tiếp nhận một lượng nước thải không
lồ Vì vậy mà việc phải giảm thiểu được lượng nước thải của các nhà máy sản xuất bột giấy và giây hiện nay là vấn đề rất được quan tâm
Sản xuất sạch hơn (SXSH) là một cách tiếp cận giúp tiết kiệm nguyên nhiên liệu đầu vào và giảm thiểu chất thải đầu ra, và SXSH đã không còn quá mới lạ trong những năm gân đây khi sản xuất đi đôi với bảo vệ môi trường đang ngày càng thu hút sự quan
Trang 10tâm của nhiều tổ chức doanh nghiệp sản xuất Với tốc độ công nghiệp hóa, hiện đại hóa
như hiện nay, các doanh nghiệp phải phát triển sản xuất sao cho phù hợp để tiết kiệm nguồn tài nguyên, bảo vệ môi trường, và đảm bảo sức khỏe của cộng đồng mới có thể
hội nhập được với nền kinh tế thế giới Trước vấn đề này, các cơ sở sản xuất nhận ra
cần phải có một cách tiếp cận mới nhằm ngăn ngừa ô nhiễm môi trường và tăng hiệu quả sử đụng nguồn nguyên vật liệu, phải hướng đến sản xuất bền vững thông qua việc tìm ra các giải pháp tối ưu để đạt được hiệu quả kinh tế cao nhất đồng thời góp phân bảo vệ môi trường, giảm thiểu các tác động đến môi trường do quá trình sản xuất gây
ra Hiện nay đã có nhiều doanh nghiệp áp dụng SXSH và đã đạt được những hiệu quả
nhất định, mang lại cả lợi ích kinh tế lẫn lợi ích môi trường
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 giẫy nhằm giảm thiểu những tác động xấu cho môi trường, tiết kiệm được lượng nước đầu vào và giảm tải lượng ô nhiềm
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 nhiêu nhất (chiếm khoảng
80% tải lượng ô nhiễm) — có nhiều cơ hội trong việc thay đổi nguyên liệu thô, cải tiễn công nghệ và 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:
e _ Thực hiện tốt các giải pháp quản lý nội vi,
e Thay đổi công nghệ,
e Giam 1% hóa chất sử dụng,
e© _ Tiết kiệm khoảng 20 — ó0m' nước,
e_ Giảm năng lượng hơi từ 0,2 — 0,6 tan,
e_ Giảm lượng hóa chất tây trăng 2 — 10kg, và
e© Tăng năng suất bột giấy 5 — 7%
(Trần Hữu Qué, 2009)
Trang 11Như 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 đụng 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
theo tính toán như trên, nếu tính tông sản lượng của ngành là 1,38 triệu tấn vào năm
2010 thì chi phí tiết kiệm được là rất lớn (Trần Hữu Quế, 2009), ngoài ra còn những lợi
ích to lớn về môi trường nhờ việc giảm tiêu hao các nguồn tài nguyên
Tỉnh Bình Dương là một trong những tỉnh có mức sản xuất công nghiệp tăng vọt qua các năm (trong ba năm 2006, 2007, 2008, giá trị sản xuất công nghiệp tăng bình quân 23,9%/năm (Ngoại Thương, 2009); 6 tháng đầu năm 2010 tăng 19% (Hồ Văn, 2010)) 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 Bình Dương hiện nay, vì hầu hết các nhà máy sản xuất giấy ở Bình Dương chỉ sử dụng phương pháp kiểm soát cuối đường ống, vừa không đạt hiệu quả lại tốn kém Để ngành giấy trên địa bàn tỉnh có thê 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 chỉ phí sản xuất, mà còn góp phần giảm một lượng đáng kế nước
thải, từ đó giảm thiểu được chỉ phí xử lý
Chính vì những mục đích như vậy mà đề tài luận văn “Nghiên cứu và đề xuất giải pháp sản xuất sạch hơn cho ngành công nghiệp giấy trên địa bàn tỉnh Bình
Dương” được thực hiện trong khuôn khô của dự án JICA
Trang 122 MỤC TIỂU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1 Mục tiêu của đề tài
Đánh giá hiện trạng sản xuất và mức độ ô nhiễm của nước thải của ngành giấy tại Bình Dương
Đề xuất các giải pháp SXSH nhằm tiết kiệm nước trong ngành công nghiệp giấy tại Bình Dương
2.2 Nội dung nghiên cứu
Đề đạt được các mục tiêu trên cần giải quyết các vẫn đề sau:
+ Hiện trạng sản xuất hiện nay của các nhà máy giấy tại Bình Dương:
e_ Công nghệ sản xuất của nhà máy như thế nào?
e© Lượng nước sử đụng để sản xuất một tấn giấy thành phẩm là bao nhiêu?
e Lượng nước thải ra là bao nhiêu?
e_ Thành phần nước thải là gì? Mức độ ô nhiễm như thế nào?
+ Các giải pháp SXSH khả thi nào có thể áp dụng cho nhà máy để tiết kiệm nước? Và áp dụng cho công đoạn nao là tôi u nhát?
Đê trả lời được các câu hỏi đó, các nội dung nghiên cứu mà đê tài cân thực hiện bao gom:
1) Nội dung 1: Khảo sát và đánh giá nhu câu sử dụng nước của các nhà máy giấy tại Bình Dương
e Thu thập tải liệu về quá trình sản xuất, nguyên vật liệu và lượng nước
tiêu thụ của các nhà máy giấy trên địa bàn tỉnh Bình Dương
Ƒ
A
e So sánh lượng nước sử dụng giữa các nhà máy với nhau và với một sô nhà máy sản xuât giây trên thê giới có cùng công suât đê đánh giá nhu cầu dùng nước của các nhà máy giây trên địa bàn tính Bình Dương
Trang 132) Nội dung 2: Đánh giá thành phần nước thải và các giải pháp quản lý và xử lý nước thải của các nhà máy giấy trên địa ban tinh Binh Duong
e Khảo sát và điều tra (bằng phiếu điều tra, xem phụ lục) hiện trạng quản
lý và xử lý nước thải tại các nhà máy giấy trên địa bàn tỉnh Bình Dương e_ Lấy mẫu nước thải và phân tích các chỉ tiêu ô nhiễm tại các nhà máy giấy
và bột giấy đã lựa chọn khảo sát
3) Nội dung 3: Đánh giá các cơ hội SXSH tại các nhà máy giấy đã khảo sát e©_ Dựa trên tính toán cân bằng lượng nước đầu vào và đầu ra để tìm ra các công đoạn sản xuất lãng phí nước và gây ô nhiễm nhất
e_ Xem xét các cơ hội SXSH có thể áp đụng cho các công đoạn trên
e© _ Dựa trên định chuẩn ngành giấy tại các nước trên thế giới và so sánh về
công nghệ, hiệu suất, hiệu quả áp dụng SXSH để thiết lập định chuẩn cho
SXSH áp dụng trong ngành giấy tại Bình Dương, từ đó lựa chọn giải pháp SXSH tối ưu nhất cho nhà máy có các số chỉ thị sản xuất sạch tốt
nhất
4) Nội dung 4: Đề xuất các giải pháp SXSH để tiết kiệm nước cho các nhà máy giấy tại Bình Dương
e Dé xuat các giải pháp SXSH để giảm thiểu lượng nước thải cũng như ô
nhiễm do nước thải ngành giấy và bột giẫy gây ra
e_ Phân tích các lợi ích kinh tế và môi trường đạt được đề đánh giá tính khả thi của các giải pháp đã đề xuất
2.3 Phương pháp luận và phương pháp nghiên cứu
2.3.1 Phương pháp luận
Phương pháp nghiên cứu là những nguyên tắc và cách thức hoạt động khoa học nhằm
đạt tới chân lý khách quan dựa trên cơ sở của sự chứng mình khoa học Điều này có nghĩa
Trang 14rằng, các nghiên cứu khoa học cân phải có những nguyên tắc và phương pháp cụ thể, mà dựa theo đó các vấn đê sẽ được giải quyết
Nghiên cứu và đề xuất giải pháp sản xuất sạch hơn cho ngành công nghiệp giẫy
trên địa bàn tỉnh Bình Dương nhằm tiết kiệm nước là nghiên cứu mối quan hệ từ quá
trình sản xuất cho đến thải bó và xử lý Từ mối quan hệ này đánh giá được những cơ
hội SXSH có thể áp dụng để thực hiện mục tiêu tiết kiệm nước
Các giải pháp SXSH phải được xây dựng theo 6 bước và I8 nhiệm vụ được trình bày theo các sơ đồ sau:
Trang 15BƯỚC 3: ĐÈ XUẤT CÁC CƠ HỘI SXSH
Nhiệm vụ 8§: Hình thành các cơ hội SXSH Nhiệm vụ 9: Lựa chọn các cơ hội SXSH
Nhiệm vụ 11: Đánh giá khả thi về kinh tế
Nhiệm vụ 12: Đánh giá các khía cạnh môi trường Nhiệm vụ 13: Lựa chọn các giải pháp
BUOC 6: DUY TRI SAN XUẤT SẠCH HƠN
Nhiém vy 17: Duy tri cac giai phap SXSH
Nhiệm vụ 18: Lựa chọn các công đoạn tiệp theo