Tìm hiểu các công nghệ xử lý chất thải rắn phát sinh từ ngành hóa mỹ phẩm

Tìm hiểu các công nghệ xử lý chất thải rắn phát sinh từ ngành hóa mỹ phẩm

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH

DANH MỤC BẢNG

LỜI MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Trước thời đại công nghiệp hóa – hiện đại hóa, nhu cầu về vật chất của con người ngày càng tăng cao Ngành công nghiệp của nước ta đã không ngừng mở rộng và tăng năng suất nhằm đáp ứng được nhu cầu thị trường Trong đó, hóa mỹ phẩm là ngành phục vụ cho nhu cầu thiết yếu của cuộc sống hằng ngày đồng thời cũng là ngành mang lại lợi nhuận khá cao Hiện nay ngành mỹ phẩm trên thế giới phát triển khá nhanh do nhu cầu sử dụng các sản phẩm tẩy rửa, nhu cầu mỹ phẩm của con người tương đối lớn Việt Nam cũng là một nước có nhiều công ty sản xuất mỹ phẩm nổi tiếng đang hoạt động như P&G, Unilever, Do nhu cầu của con người càng tăng nên đòi hỏi số lượng công ty và sản phẩm cũng tăng cao, gia tăng sản xuất Việc tăng năng suất đã mang lại những lợi ích đáng kể song bên cạnh đó cũng nảy sinh những vấn đề

về môi trường đặc biệt là chất thải rắn Chất thải rắn được sinh ra trong hầu hết các quá trình sản xuất ngành hóa mỹ phẩm điều đó gây ô nhiễm cho môi trường nước, môi trường đất, không khí và sinh thái ảnh hưởng tới cuộc sống của người dân xung quanh Trước những thực tế đó nhóm chúng tôi chọn đề tài “ Tìm hiểu các công nghệ

xử lý chất thải rắn phát sinh từ ngành hóa mỹ phẩm ”

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Đánh giá mức độ ô nhiễm từ các nguồn phát sinh chất thải (CTR) rắn khác nhau trong dây truyền sản xuất ngành hóa mỹ phẩm

- Phân tích lựa chọn các công nghệ xử lý CTR phù hợp

3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu quy trình sản xuất chung của ngành hóa mỹ phẩm và phân tích nguồn thải từ quy trình sản xuất mỹ phẩm dạng lỏng, sản xuất xà phòng thơm

4 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp phân tích tổng hợp tài liệu: Thu thập các nguồn tài liệu liên quan đến sản xuất ngành hóa mỹ phẩm

- Phương pháp so sánh

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH HÓA MĨ PHẨM

Ngành mỹ phẩm là một trong các ngành phát triển tương đối nhanh Theo kết quả thống kê thì Châu Âu có mức tăng trưởng khoảng 3- 4%/năm Trong đó lượng hoá chất

sử dụng trong công nghiệp hoá mỹ phẩm chiếm một khối lượng lớn hơn rất nhiều so với khoảng 9.3 triệu tấn chất hoạt động bề mặt là một trong những thành phần chính trong các sản phẩm tẩy rửa

Theo điều tra của Đức thì số lượng chất hoạt động bề mặt sử dụng cho ngành mỹ phẩm chiếm khoảng gần 50% lượng chất hoạt động bề mặt sử dụng trong các ngành công nghiệp

Hiện nay, ở Việt Nam có rất nhiều công ty hoạt động trong ngành mỹ phẩm như P&G, Unilever, LG Vina…hầu hết là các công ty liên doanh với nước ngoài

Tại Việt Nam, việc quản lý các sản phẩm mỹ phẩm được thực hiện theo Hiệp định hòa hợp trong quản lý mỹ phẩm giữa các thành viên Hiệp hội các nước Đông Nam Á (ASEAN) tại thông tư số 06/2011/TT-BYT ngày 25 tháng 01 năm 2011 Trong đó các sản phẩm mỹ phẩm được định nghĩa như sau:

Sản phẩm mỹ phẩm là một chất hay chế phẩm được sử dụng để tiếp xúc với những bộ phận bên ngoài cơ thể con người (da, hệ thống lông tóc, móng tay, móng chân, môi và cơ quan sinh dục ngoài) hoặc răng và niêm mạc miệng với mục đích chính là để làm sạch, làm thơm, thay đổi diện mạo, hình thức, điều chỉnh mùi cơ thể, bảo vệ cơ thể hoặc giữ cơ thể trong điều kiện tốt

Việc phân loại mỹ phẩm tại Việt Nam được thực hiện theo thông tư số 06/2011/TT-BYT ngày 25 tháng 01 năm 2011, bao gồm các loại:

- Kem, nhũ tương, sữa, gel hoặc dầu dùng trên da (tay, mặt, chân, ….)

- Mặt nạ (chỉ trừ sản phẩm làm bong da nguồn gốc hoá học)

- Chất phủ màu (lỏng, nhão, bột)

- Phấn trang điểm, phấn dùng sau khi tắm, bột vệ sinh,…

- Xà phòng tắm, xà phòng khử mùi,…

- Nước hoa, nước thơm dùng vệ sinh,…

- Sản phẩm dùng để tắm hoặc gội (muối, xà phòng, dầu, gel,…)

- Sản phẩm tẩy lông

- Sản phẩm khử mùi và chống mùi

- Sản phẩm chăm sóc tóc

- Nhuộm và tẩy màu tóc

- Uốn tóc, duỗi tóc, giữ nếp tóc

- Các sản phẩm định dạng tóc

- Sản phẩm làm sạch (sữa, bột, dầu gội)

- Sản phẩm cung cấp chất dinh dưỡng cho tóc (sữa, kem, dầu),

- Các sản phẩm tạo kiểu tóc (sữa, keo xịt tóc, sáp)

Các dòng mỹ phẩm khác nhau đều có những công nghệ sản xuất và nguyên liệu đầu vào riêng biệt, tuy nhiên công nghệ sản xuất mĩ phẩm tổng quát có thể được thể hiện như hình 1.1

Vật liệu hấp phụ, hấp thụ của HTXL chất thải

Bao bì nguyên vật liệu

Chuẩn bị nguyên liệu

Sản phẩm thu hồi, hết

hạn sử dụng

ụng

Qui trình

Vật liệu hấp phụ, hấp thụ của HTXL chất thải

Bao bì nguyên vật liệu

rìnhChất thải

i

Hình 1: Qui trình sản xuất của ngành mỹ phẩm

Thuyết minh công nghệ sản xuất:

Toàn bộ quy trình sản xuất trên là qui trình sử dụng công nghệ hiện đang được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực sản xuất các loại sản phẩm dầu gội, xà phòng,

Nguyên liệu chính và các loại phụ liệu, chất bảo quản và chất phụ gia được chuẩn

bị Tất cả các nguyên liệu được cân và tự động chuyển đến máy trộn hoặc bồn gel Sau

đó, các nguyên liệu được nấu trộn với nhau ở nhiệt độ cao ( tùy loại sản phẩm mà nhiệt

độ cần thiết có thể thay đổi ) Sau khi nấu trộn hóa chất, sản phẩm được thêm các chất phụ gia lần nữa ( màu, hương liệu, chất phụ gia, chất bảo quản ) Sản phẩm sau cùng được chuyển đến các bồn chứa để từ đó bơm thẳng lên máy nạp tự động vô chai ( các loại sản phẩm nước như dầu gội, nước xả vải, sữa tắm ) hoặc đùn ép định hình ( xà phòng cục )

Thành phẩm có thể được lọc trước khi chiết rót vào chai, lo hoặc bình xịt đối với các sản phẩm dạng lỏng, dạng kem hoăc định hình đối với các sản phẩm dạng rắn Điểm khác biệt của công nghệ sản xuất các dòng mỹ phẩm chủ yếu ở khâu phối trộn

Sản phẩm

nguyên liệu và chiết rót thành phẩm Qua đó, các thành phần chất thải phát sinh cũng khác nhau tùy theo dòng mỹ phẫm

Các loại chất thải đặc trưng phát sinh từ quá trình sản xuất

Dòng sản phẩm xà phòng, sữa tắm và các sản phẩm tương tự

Phối trộn, nhũ hóa bằng nướcDung dịch tẩy rửa có gốc nướcDòng sản phẩm nước hoa, khử mùiPhối trộn, nhũ hóa bằng dung môiDịch cái thải có chứa dung môi halogenDòng sản phẩm nước hoa, son môi, trang điểm

Phối trộn phản ứngCác loại cặn phản ứng và cặn đáy tháp

1.2 Các hóa chất sử dụng trong ngành hóa mỹ phẩm

Phthalates

Phthalates là một nhóm các nội tiết gây ảnh hưởng hóa chất được tìm thấy trong

mỹ phẩm như sơn móng tay và trong tổng hợp hương thơm cả nước hoa và các thành phần hương thơm trong các sản phẩm mỹ phẩm khác Phthalate tiếp xúc có liên quan đến tuổi dậy thì sớm ở bé gái, một yếu tố nguy cơ ung thư vú Một số phthalates cũng hoạt động như estrogen yếu trong hệ thống nuôi cấy tế bào

Triclosan được sử dụng trong xà phòng kháng khuẩn, chất khử mùi và kem đánh răng để hạn chế sự phát triển của vi khuẩn và nấm mốc Loại hóa chất được phân loại như một loại thuốc trừ sâu, có thể ảnh hưởng đến nội tiết tố của cơ thể, đặc biệt là hệ thống kích thích tố tuyến giáp, trong đó quy định sự trao đổi chất và có thể phá vỡ sự phát triển vú bình thường Sử dụng rộng rãi triclosan cũng có thể đóng góp cho vi khuẩn kháng với các kháng sinh

1,4-dioxan

1,4-dioxan không được liệt kê trên nhãn thành phần Nó là một chất gây ô nhiễm

có nguồn gốc từ dầu mỏ được hình thành trong quá trình sản xuất dầu gội, sữa tắm, các sản phẩm tắm của trẻ em và mỹ phẩm sudsing khác Cơ quan Nghiên cứu Quốc tế về Ung thư (IARC) đã xếp nó như là một chất có thể gây ung thư, và Chương trình chất độc quốc gia (NTP) đã xác định nó như là một chất dự đoán gây ung thư

1,3-butadiene

Kem cạo râu, kem chống nắng và phương pháp điều trị chống nấm có chứa các isobutene có thể bị nhiễm các chất gây ung thư 1,3-butadien Phơi nhiễm xảy ra chủ yếu thông qua đường hô hấp Hóa chất này đã được tìm thấy làm tăng khối u vú ở loài gặm nhấm

Hydrocacbon thơm đa vòng (PAHs)

Hydrocacbon thơm đa vòng (PAHs) là một nhóm các hóa chất có trong tự nhiên như than đá, dầu thô và xăng Một trong những PAHs phổ biến hơn là naphthalene Một số mỹ phẩm và dầu gội đầu được thực hiện với nhựa than đá và do đó có thể chứa PAHs Họ đã được chứng minh là làm tăng nguy cơ ung thư vú

Chiết xuất từ nhau thai

Chiết xuất nhau thai có nguồn gốc từ nhau thai người, động vật và được sử dụng trong cân bằng tóc, dầu gội và các loại chăm sóc tóc khác, đặc biệt là những thị trường cho phụ nữ da màu Chương trình chất độc quốc gia (NTP) đã xác định progesterone, chất gây ô nhiễm hormone quan trọng trong chiết xuất nhau thai, như một chất gây ung thư dự đoán hợp lý.

Chì (Pb)

Chì có thể là một chất gây ô nhiễm trong hơn 650 sản phẩm mỹ phẩm, bao gồm

cả kem chống nắng, kem nền, sơn móng, son môi và kem đánh răng làm trắng, Chì là một chất độc thần kinh đã được chứng minh, liên quan đến học tập, ngôn ngữ và các vấn đề về hành vi Nó cũng liên quan đến sẩy thai, giảm khả năng sinh sản ở nam giới

và phụ nữ, và sự chậm trễ trong khởi đầu tuổi dậy thì ở các bé gái

Nhôm (Al)

Nhôm được tìm thấy trong một số chất chống mồ hôi dưới cánh tay Như cadmium , nhôm là một kim loại bắt chước estrogen và cũng có thể gây ra thiệt hại trực tiếp đến DNA Các nghiên cứu đã không thể hiện một liên kết trực tiếp quan hệ nhân quả với nguy cơ ung thư vú, nhưng các mô vú đã được chứng minh sự tập trung nhôm

ở cùng khu vực có tỷ lệ cao nhất của ung thư vú được chẩn đoán ban đầu

Chất chống nắng

Nhiều loại kem chống nắng có chứa hóa chất gây tác hoạt động estrogen đáng kể , được đo bằng sự gia tăng trong tỷ lệ gia tăng của các tế bào ung thư vú trong ống nghiệm Nghiên cứu cho thấy các hóa chất này được tích lũy trong động vật hoang dã và con người

1.3. Một số công nghệ sản xuất khác

1.3.1. Công nghệ sản xuất sản phẩm lỏng và phấn tan

Quy trình công nghệ sản xuất sản phẩm lỏng và phấn tan

Nguyên liệuXác định khối lượngHòa trộnLưu giữĐóng chaiDán nhãnLưu kho và phân phốiĐóng góiKiểm tra chất lượng Bụi, hơi hóa chất

Bụi, hơi hóa chất, nhiệt,

ồn, nước thảiHơi hóa chất, ồn, nước thải

Ồn, chai lọ hỏng, thùng carton hỏngNồi hơi

Ồn, nhãn mác hỏng

Hình 1.: Quy trình sản xuất các sản phẩm lỏng và phấn tan kèm theo dòng thải

Thuyết minh quy trình sản xuất

Nguyên liệu được xác định khối lượng bởi cân phân tích trước khi đưa qua bồn hòa trộn Tại đây, nguyên liệu được hòa trộn với nhau ở nhiệt độ 75 – 80oC trong 45 phút bởi hệ thống điều hành sản xuất (POI) để tạo thành một hỗn hợp đồng nhất Ứng

với mỗi loại sản phẩm sẽ có bể hòa trộn riêng cho từng sản phẩm và định kỳ bồn hòa trộn này được rửa sạch bằng nước.

Nguyên liệu sau khi hòa trộn được đưa qua phòng kiểm tra chất lượng để kiểm tra

độ nhớt Sau khi kiểm tra, sản phẩm này được đưa qua bồn lưu giữ (dung tích 2.000 lít) trước khi chiết rót và đóng chai Trong quá trình đóng chai, một số sản phẩm bị tràn ra ngoài sẽ được rửa sạch bằng nước trước khi đưa qua công đoạn dán nhãn Ứng với mỗi loại sản phẩm và kích thước khác nhau thì nhãn cũng được dán khác nhau Sản phẩm sau khi dán nhãn được đóng gói, lưu kho trước khi xuất bán cho khách hàng

1.3.2. Công nghệ sản xuất xà phòng thơm

Quy trình công nghệ sản xuất xà phòng thơm

Xác định khối lượngPhối trộnTạo hình dạng thanhDập khuôn (tạo hình)Lưu kho và phân phốiĐóng góiBụi, hơi hóa chất

Bụi, hơi hóa chất, tiếng ồn

Hơi hóa chất, ồn

Ồn, bao bì, thùng carton hỏng

Nguyên vật liệuHơi hóa chất, ồn

Hình 1.: Quy trình sản xuất xà phòng thơm kèm theo dòng thải

Thuyết minh quy trình sản xuất

Nguyên liệu đầu tiên được xác định khối lượng bởi cân phân tích trước khi đưa qua bồn hòa trộn Tại đây, nguyên liệu được hòa trộn với nhau bởi hệ thống điều hành sản xuất (POI) để tạo thành một hỗn hợp đồng nhất

Nguyên liệu sau khi hòa trộn được đưa qua máy nghiền sau đó được đùn ra ở dạng thanh sản phẩm Tiếp đó sản phẩm được đưa qua máy dập khuôn để tạo ra hình dáng sản phẩm Tùy theo hình dạng và trọng lượng yêu cầu của khách hàng mà sản phẩm được tạo ra với hình dáng khác nhau Sau đó sản phẩm được đưa qua máy đóng gói và lưu kho trước khi xuất bán cho khách hàng

Chất thải rắn sinh ra từ quá trình đóng gói chủ yếu là bao bì gói sản phẩm, thùng bìa carton hỏng.

Các chất thải cần phải xử lý trong ngành sản xuất hóa mỹ phẩm:

tồn tại

1 Dịch cái thải và dung dịch tẩy rửa thải có gốc nước Lỏng

2 Dịch cái thải, dung dịch tẩy rửa và dung môi có gốc

3 Cặn phản ứng và cặn đáy tháp chưng cất có chứa các

hợp chất halogen

Rắn/Lỏng

4 Các loại cặn phản ứng và cặn đáy tháp chưng cất khác Rắn

9 Hóa mỹ phẩm bị hư/quá hạn sử dụng (hữu cơ) Lỏng

Bao bì thải

11 Bao bì cứng thải bằng kim loại bao gồm cả bình chứa

áp suất bảo đảm rỗng hoàn toàn

12 Bao bì cứng thải bằng nhựa có chứa/bị nhiễm các

Rắn

Các bình chứa áp suất và hoá chất thải

Bảng 1.: Các loại chất thải cần xử lí trong ngành hóa mỹ phẩm

CHƯƠNG 2: THỰC TRẠNG Ô NHIỄM TỪ NGÀNH SẢN XUÁT HÓA MỸ

PHẨM

Trong quá trình sản xuất hóa mỹ phẩm có chứa các chất hóa học như chất tạo màu, tạo mùi, chất tẩy trắng, chất phụ gia,…nếu không được xử lý đúng cách sẽ ảnh hưởng đến môi trường đất, môi trường nước, không khí, đặc biệt là ảnh hưởng đến sức khỏe con người

2.1 Ảnh hưởng đến môi trường không khí

Hầu hết các quy trình gia công trong các nhà máy sản xuất hoá mỹ phẩm đều sản sinh ra khí thải Các chất thải thể khí được xem như hơi hoá chất, bụi… là vấn đề ô nhiễm môi trường lớn thứ hai (sau chất lượng dòng nước thải) trong công nghiệp hoá

mỹ phẩm Đặc biệt về lượng và loại ô nhiễm không khí thải ra từ các hoạt động trong ngành hoá mỹ phẩm đã lan rộng Ô nhiễm không khí cũng là điều không tránh khỏi khi khí thải phát sinh từ hoạt động đốt nhựa, nguyên liệu để làm chai, lọ đựng sản phẩm Khí thải từ quá trình sản xuất hóa mỹ phẩm chứa lưu huỳnh, sulfur dioxide, hydrocarbon và nhiều hợp chất độc hại khác, nếu được xả trực tiếp ra môi trường mà không qua xử lý thì sẽ ảnh hưởng tới sức khỏe người dân xung quanh Các phát thải khí có thể được phân loại dựa trên bản chất của nguồn phát thải, cụ thể như sau:

2.2 Ảnh hưởng tới môi trường nước và đời sống sinh vật dưới nước

Nước thải mỹ phẩm chủ yếu ô nhiễm về mặt hóa học, chủ yếu chứa các chất hoạt động bề mặt, hàm lượng cặn lơ lửng, một vài hóa chất có trong thành phần nguyên liệu Nguồn nước thải chủ yếu sinh ra trong quá trình rửa thiết bị và đường ống vào cuối ca hay thay đổi sản phẩm cùng một số loại nguyên liệu tồn lưu

Nước thải ngành hóa mỹ phẩm chứa rất nhiều các hóa chất như chất tạo màu, tạo mùi, chất tẩy trắng, chất phụ gia, acid béo phát sinh trong quá trình sản xuất, do rửa

thiết bị, đường ống nên hàm lượng BOD và COD rất cao, chất thải được thải ra môi trường nước làm dư thừa chất dinh dưỡng trong nước có thể gây hiện tượng phú dưỡng Trong nước thải sản xuất ngành hóa mỹ phẩm chứa nhiều phốt pho và nitơ từ chất tẩy rửa là những dưỡng chất dinh dưỡng kích thích tăng trưởng quá mức của tảo

Bảng 2.1: Đặc tính nước thải công ty sản xuất mỹ phẩm Proctor & Gamble(P&G)

Nước thải từ các nhà máy này chủ yếu ô nhiễm về mặt hóa học, chứa phần nhiều các chất hoạt động bề mặt, hàm lượng cặn lơ lửng và một số hóa chất có trong thành phần nguyên liệu P-phenylenediamine là một, nhựa than đá có nguồn gốc hóa học nguy hiểm thường thấy nhất trong màu tóc đen và son môi P-phenylenediamine có tác dụng độc hại lâu dài về các hệ sinh thái thủy sinh, làm giảm sinh vật phù du động vật gây tử vong ở nhiều loài thủy sản

Các mỹ phẩm chất bảo quản BHA và BHT cũng làm thay đổi hành vi và gây chết

cá và động vật có vỏ BHA và BHT còn gây ra các đột biến di truyền ở động vật lưỡng

cư BHA và BHT là chất chống oxy hóa tổng hợp được tìm thấy trong nhiều son môi

và các chất dưỡng ẩm

Dioxane là một chất gây ung thư, hóa chất gây rối loạn nội tiết mà gây ô nhiễm nhiều thành phần mỹ phẩm, bao gồm polyethylene glycol, sodium laureth sulfate và siloxane, trong quá trình sản xuất Dioxan được tìm thấy trong dựa kem mỹ phẩm, dầu gội, kem dưỡng ẩm, xà phòng và phòng tắm bong bóng Khi trôi xuống các cống và đưa vào hệ sinh thái thủy nó làm thay đổi hành vi cá, tăng trưởng và làm tăng tỷ lệ tử vong cá

Dibutyl phthalate hoặc DBP là chất được bổ sung trong sơn móng tay DBP là chất làm dẻo được sử dụng để làm cho ống PVC DBP tích tụ trong môi trường và ảnh hưởng đến một loạt các loài thủy sản, DBP có liên quan đến hành vi thay đổi, hóa sinh,

di truyền học, sinh trưởng và chu kỳ sinh sản của cá DBP được biết đến là gây ra đột biến gen ở động vật lưỡng cư và sự sụt giảm dân số ở cả động vật và thực vật phù du.Diethanolamine hoặc DEA được thêm vào hầu hết các sản phẩm chăm sóc thẩm

mỹ và cá nhân trên thị trường Hóa chất này được sử dụng như là một điều chỉnh PH,

và cân bằng các thuộc tính có tính axit của các hóa chất khác trong sản phẩm DEA tích

tụ trong môi trường và cũng phản ứng với nitrat để tạo thành nitrosamine Nitrosamine

là chất gây ung thư cho con người Nó là vô cùng độc hại cho động vật lưỡng cư, động vật giáp xác, cá, giun tròn, giun dẹp, và sinh vật phù du động vật

2.3 Ảnh hưởng đến môi trường đất

Các chất thải rắn có thể được tích lũy dưới đất trong thời gian dài gây ra nguy cơ tiềm tàng đối với môi trường Trong ngành hóa mỹ phẩm các sản phẩm bị hỏng, chai lọ nhựa, kim loại,…trong đất rất khó phân hủy Chất thải kim loại, đặc biệt là các kim loại nặng như chì, kẽm, đồng, Niken, Cadimi Các kim loại này tích lũy trong đất và thâm nhập vào cơ thể theo chuỗi thức ăn và nước uống, ảnh hưởng nghiêm trọng tới sức khỏe Các chất thải có thể gây ô nhiễm đất ở mức độ lớn là các chất tẩy rửa, hóa chất

sử dụng Chất thải của ngành hóa mỹ phẩm là chất thải nguy hại nếu không được xử lý đạt tiêu chuẩn, hóa chất và ci sinh vật từ chất thải dễ dàng thâm nhập gây ô nhiễm đất