Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lý chất thải để đánh giá công nghệ xử lý chất thải để đánh giá công nghệ xử lý nước thải ngành giấy và bột giấy

Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lí chất thải để đánh giá công nghệ xử lí nước thải ngành giấy và bột giấy - Phạm Thị Thùy Vân – Cao học CNMT 2009 MỤC LỤC MỞ ĐẦU...1 Ch

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

Phạm Thị Thùy Vân

Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử

lí chất thải để đánh giá công nghệ xử lí nước thải

ngành giấy và bột giấy

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS-TS Đ ẶNG KIM CHI

HÀ NỘI – 2010

Trang 2

Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lí chất thải để đánh giá công nghệ xử

lí nước thải ngành giấy và bột giấy - Phạm Thị Thùy Vân – Cao học CNMT 2009

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đề tài luận văn thạc sỹ khoa học: “Nghiên cứu áp dụng

tiêu chí đánh giá công nghệ xử lí chất thải để đánh giá công nghệ xử lí nước thải ngành giấy và bột giấy” là do tôi thực hiện với sự hướng dẫn của GS.TS Đặng Kim

Chi Đây không phải là bản sao chép của bất kỳ một cá nhân, tổ chức nào Các số liệu, nguồn thông tin trong Luận văn là do tôi điều tra, trích dẫn, tính toán và đánh giá

Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những nội dung mà tôi đã trình bày trong Luận văn này

Hà Nội, ngày tháng năm 2010

HỌC VIÊN

Trang 3

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến GS.TS Đặng Kim Chi, người trực tiếp hướng dẫn tôi thực hiện Luận văn, người luôn quan tâm, động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình làm Luận văn

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới toàn thể các thầy cô giáo của Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường, trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã trang bị cho tôi những kiến thức bổ ích, thiết thực cũng như sự nhiệt tình, ân cần dạy bảo trong những năm vừa qua

Tôi xin chân thành cảm ơn Viện đào tạo Sau đại học đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành Luận văn

Tôi cũng xin chân thành gửi lời cảm ơn đến Công ty cổ phần giấy Trúc Bạch, Công ty cổ phần giấy Sông Đuống, Công ty cổ phần giấy Sông Lam, nhà máy giấy Bãi Bằng, Công ty cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ, Tổng công ty giấy Việt Nam, bộ môn công nghiệp giấy và Xenlulo – Đại học Bách khoa Hà Nội… đã tạo điều kiện thuận lợi để tôi có được những thông tin, tài liệu quý báu phục vụ cho Luận văn thạc sỹ khoa học này

Cuối cùng, tôi xin cảm ơn đến gia đình và bạn bè đã động viên, giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và làm Luận văn

Hà Nội, ngày tháng năm 2010

Học viên

Trang 4

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

Chương I TỔNG QUAN NGÀNH GIẤY VÀ BỘT GIẤY HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG VÀ TÌNH HÌNH ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI TRONG CÁC CƠ SỞ SẢN XUẤT GIẤY VÀ BỘT GIẤY 4

I.1 Tổng quan hoạt động sản xuất giấy và bột giấy ở Việt Nam 4

I.1.1 Tình hình phát triển 4

I.1.2 Các sản phẩm giấy và quy mô sản xuất 5

I.1.3 Nguyên - nhiên vật liệu cho nhà máy sản xuất giấy và bột giấy 6

I.1.4 Kế hoạch phát triển của ngành 9

I.2 Công nghệ sản xuất giấy và bột giấy 11

I.2.1 Công nghệ sản xuất bột giấy 12

I.2.2 Công nghệ sản xuất giấy 15

I.3 Vấn đề ô nhiễm môi trường của ngành sản xuất giấy và bột giấy 17

I.3.1 Ô nhiễm môi trường không khí 20

I.3.2 Vấn đề ô nhiễm môi trường nước 21

I.3.3 Vấn đề chất thải rắn 22

I.3.4 Vấn đề ô nhiễm nhiệt và tiếng ồn 23

I.4 Tình hình áp dụng công nghệ xử lý chất thải trong một số cơ sở sản xuất giấy và bột giấy 23

I.4.1 Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ 23

I.4.2 Nhà máy giấy Lam Sơn 27

I.4.3 Công ty Cổ phần giấy Trúc Bạch 29

1.4.4 Làng nghề giấy tái chế xã Phong Khê - Bắc Ninh 31

Chương II CƠ SỞ ĐÁNH GIÁ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI 36

II.1 Khái niệm đánh giá công nghệ xử lý chất thải – tình hình áp dụng đánh giá đánh giá công nghệ xử lý chất thải trên thế giới và Việt Nam 36

Trang 5

II.1.1 Khái niệm đánh giá công nghệ xử lý chất thải 36

II.1.2 Tình hình áp dụng công nghệ xử lý chất thải ở Việt Nam 39

II.1.3 Tình hình áp dụng đánh giá công nghệ xử lý chất thải trên thế giới 41

II.2 Xây dựng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lý chất thải 42

II.2.1 Đề xuất một số tiêu chí đánh giá công nghệ xử lý chất thải tại Việt Nam .42

II.2.2 Xây dựng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lý nước thải ngành giấy và bột giấy 50

Chương III HIỆN TRẠNG MỘT SỐ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT GIẤY VÀ BỘT GIẤY Ở VIỆT NAM ĐƯỢC LỰA CHỌN ĐÁNH GIÁ 67

III.1 Công ty giấy Tissue Sông Đuống 67

III.1.1 Giới thiệu 67

III.1.2 Công nghệ sản xuất 68

III.1.3 Công nghệ xử lý nước thải 69

III.2 Công ty Cổ phần giấy Trúc Bạch Hà Nội 71

III.2.1 Giới thiệu về công ty 71

III.3 Công ty Cổ phần giấy Sông Lam 76

III.3.1 Giới thiệu về Công ty 76

III.4 Nhà máy giấy Bãi Bằng 80

III.4.1 Giới thiệu về nhà máy 80

III.4.2 Công nghệ sản xuất bột và giấy 81

III.5 Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ 87

III.5.1 Giới thiệu 87

Trang 6

Chương IV ÁP DỤNG CÁC TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO CÁC NHÀ MÁY 96

IV.1 Nhóm nhà máy có công đoạn tẩy trắng sản phẩm 96

IV.1.1 Công ty cổ phần giấy Sông Đuống 96

IV.1.2 Công ty cổ phần giấy Trúc Bạch 99

IV.1.3 Nhà máy giấy Bãi Bằng 101

IV.2 Nhóm nhà máy không có công đoạn tẩy trắng sản phẩm 104

IV.2.1 Công ty giấy Hoàng Văn Thụ 104

IV.2.2 Công ty cổ phần giấy Sông Lam 108

IV.3 Tóm tắt đánh giá bằng điểm số cho các công nghệ xử lý nước thải đã khảo sát .111

IV.4 Đánh giá công nghệ xử lý nước thải tại các nhà máy, lựa chọn công nghệ xử lý nước thải ngành giấy phù hợp 112

IV.4.1 Các nhà máy có công đoạn tẩy trắng sản phẩm 112

IV.4.2 Các nhà máy không có công đoạn tẩy trắng sản phẩm 113

IV.5 Đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả xử lý của các công nghệ xử lý nước thải của các nhà máy giấy 115

IV.5.1 Giải pháp chung 115

IV.5.2 Giải pháp riêng cho từng nhà máy 116

IV.6 Đề xuất các bước thực hiện quy trình đánh giá công nghệ xử lý chất thải 120

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 123

TÀI LIỆU THAM KHẢO 126

Trang 7

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

BOD Biochemical Oxygen Demand Nhu cầu Oxy sinh hóa, (mg/l) BOD5 Nhu cầu Oxy sinh học sau 5

ngày COD Chemical Oxigen Demand Nhu cầu Oxy hóa học, (mg/l)

SS Suspended Solids Chất rắn lơ lửng (mg/l)

QCVN Quy chuẩn Việt Nam

Bộ TN&MT Bộ Tài nguyên và Môi trường

Bộ KH&CN Bộ Khoa học và Công nghệ MTĐT Môi trường đô thị

Trang 8

CMP Chemical Mechanical Pulp Bột bán hóa

BCMP Bisulfite Chemi-Mechanical Pulp Bột sunfit bán hóa

CTMP Chemo-Thermo-Mechanical Pupl Bột hóa nhiệt cơ

BCTMP Bleached Chemo Thermo

Mechanical Pulp Bột hóa nhiệt cơ tẩy trắng NSSC Neutral Sulfite Semi Chemical Bột giấy từ gỗ nửa hóa học

ngâm Sunfat trung hòa BHKP Bleached Hardwood Kraft Pulp Bột kraft gỗ cứng tẩy trắng DIP Deinked Pulp Bột khử mực

TCMP Thermo-Chemi-Mechanical Pulp Bột hóa nhiệt cơ

TMP Thermo Mechanical Pulp Bột nhiệt cơ

CMP Chemi-Mechanical Pulp Bột hóa cơ

Trang 9

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1.Tình hình sản xuất, nhập khẩu bột giấy qua các năm (2000-2008) 7

Bảng 1.2 Tình hình sử dụng giấy tái chế ở Việt Nam (2001-2007) 8

Bảng 1.3 Dự báo công nghiệp giấy và bột giấy Việt Nam 2010-2015 9

Bảng 1.4 Một số dự án đầu tư đang tiếp tục triển khai .10

Bảng 1.5 Một số chất khí gây ô nhiễm môi trường của nhà máy giấy sản xuất bằng phương pháp sunfat 20

Bảng 2.1 Một số tiêu chí xây dựng đánh giá công nghệ xử lý nước thải nhà máy sản xuất giấy và bột giấy 56

Bảng 2.2 Bảng lượng hóa đánh giá công nghệ theo từng tiêu chí tối đa 65

Bảng 3.1 Thông số đầu vào và ra của hệ thống xử lý nước thải Công ty cổ phần giấy Sông Đuống (10/2009) .70

Bảng 3.2 Chi phí cho khu xử lý nước thải nhà máy giấy Sông Đuống 71

Bảng 3.3 Chất lượng nước thải của công ty cổ phần giấy Trúc Bạch 75

Bảng 3.4 Chi phí cho khu xử lý nước thải nhà máy giấy Trúc Bạch 75

Bảng 3.5 Thông số đầu vào và đầu ra nước thải của hệ thống XLNT khu vực xeo giấy 79

Bảng 3.6 Chi phí cho khu xử lý nước thải nhà máy giấy Sông Lam 79

Bảng 3.7 Thông số đầu vào và ra của hệ thống xử lý nước thải năm 2009 87

Bảng 3.8 Chi phí cho khu xử lý nước thải công ty giấy Bãi Bằng 87

Bảng 3.9 Thông số đầu vào và ra của khu XLNT – Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ 92

Bảng 3.10 Chi phí cho khu XLNT Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ (hệ thống cũ) 93

Trang 10

Bảng 3.11 Chất lượng nước thải công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ 94

Bảng 3.12 Chi phí cho khu xử lý nước thải công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ (hệ thống mới cải tạo) 95

Bảng 4.1 Lượng hóa điểm số các tiêu chí Công ty Cổ phần giấy Sông Đuống 99

Bảng 4.2 Lượng hóa điểm số các tiêu chí công ty cổ phần giấy Trúc Bạch 101

Bảng 4.3 Lượng hóa điểm số các tiêu chí nhà máy giấy Bãi Bằng 103

Bảng 4.4 Lượng hóa điểm số các tiêu chí nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ(hệ thống cũ) 106

Bảng 4.5 Lượng hóa điểm số các tiêu chí nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ (hệ thống mới) 108

Bảng 4.6 Lượng hóa điểm số các tiêu chí công ty cổ phần giấy Sông Lam 110

Bảng 4.7 NHÓM NHÀ MÁY SẢN XUẤT CÓ CÔNG ĐOẠN TẨY TRẮNG 111

Bảng 4.8 NHÓM NHÀ MÁY SẢN XUẤT KHÔNG CÓ CÔNG ĐOẠN TẨY TRẮNG 111

Trang 11

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Sơ đồ công nghệ tổng quát sản xuất bột giấy và giấy từ gỗ 11

Hình 1.2 Quy trình công nghệ sản xuất giấy theo quy mô công nghiệp 16

Hình 1.2 Sơ đồ công nghệ sản xuất bột giấy kèm dòng thải 18

Hình 1.3 Công nghệ sản xuất giấy từ bột giấy kèm dòng thải 20

Hình 1.4 Sơ đồ công nghệ sản xuất giấy C.ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ 24

Hình 1.5 Sơ đồ xử lý khí thải lò hơi công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ 25

Hình 1.6 Sơ đồ công nghệ XLNT công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ 26

Hình 1.7 Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải nhà máy giấy Lam Sơn 28

Hình 1.7 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải nhà máy giấy Trúc Bạch 30

Hình 1.8 Làng nghề giấy tái chế Phong Khê (Yên Phong – Bắc Ninh) 31

Hình 1.9 Nước thải tù đọng bốc mùi hôi thối tại làng nghề giấy Phong Khê 33

Hình 3.1 Vị trí nhà máy giấy Tissue Sông Đuống - Hà Nội trên bản đồ vệ tinh 67

Hình 3.2 Sơ đồ công nghệ sản xuất giấy tái chế Công ty giấy Tissue Sông Đuống .69

Hình 3.3 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải nhà máy giấy Sông Đuống 70

Hình 3.4 Sơ đồ công nghệ sản xuất giấy từ giấy tái chế Công ty Cổ phần giấy Trúc Bạch 72

Hình 3.5 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải giấy Trúc Bạch - Hà Nội 75

Hình 3.6 Sơ đồ công nghệ sản xuất giấy – C.ty cổ phần giấy Sông Lam 77

Hình 3.7 Sơ đồ công nghệ XLNT xeo giấy – C.ty Cổ phần giấy Sông Lam 78

Hình 3.8 Nhà máy giấy Bãi Bằng – Tổng công ty giấy Việt Nam 80

Hình 3.9 Sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất giấy và chất thải 83

Hình 3.10 Sơ đồ khối hệ thống XLNT – Tổng công ty giấy Việt Nam 84

Hình 3.11 Khu xử lý nước thải nhà máy giấy Bãi Bằng – Phú Thọ 85

Trang 12

Hình 3.12 Sơ đồ công nghệ sản xuất giấy Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ - Thái Nguyên 88 Hình 3.13 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải (hệ thống cũ) 91 Hình 3.14 Sơ đồ công nghệ XLNT C.ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ 93 Hình 3.15 Sơ đồ đề xuất các bước tiến hành đánh giá công nghệ xử lý chất thải 122

Trang 13

MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Ngày nay, thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng đang có những bước phát triển mạnh mẽ, với sự phát triển về kinh tế, các nhà máy được xây dựng ngày càng nhiều, kéo theo nhiều hệ lụy như tài nguyên thiên nhiên bị khai thác quá mức, diện tích đất trồng và đất ở bị thu hẹp, đất đai bị thoái hóa, môi trường đất – nước – không khí ngày càng bị ô nhiễm nghiêm trọng, gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe của con người, đến sự sinh tồn và phát triển của các loài động - thực vật khác

Công nghệ xử lý chất thải ra đời xuất phát từ ý thức của con người mong muốn làm cho môi trường xanh đẹp hơn, cải thiện được sức khỏe và chất lượng cuộc sống Chất thải của mỗi nhà máy có những đặc trưng giá trị thông số ô nhiễm riêng, tuy nhiên về cơ bản khi sản xuất từ một nhóm nguyên liệu, tạo thành các sản phẩm giống nhau thì chất thải của các nhà máy đó có giới hạn ô nhiễm đặc trưng cho mỗi ngành Do đó, để giảm chi phí nghiên cứu, khảo sát, thiết kế hệ thống xử lý chất thải, để tạo ra thị trường công nghệ xử lý, để các nhà máy có cơ hội chuyển giao công nghệ dễ dàng thì “Đánh giá công nghệ xử lý chất thải” để lựa chọn công nghệ phù hợp là rất cần thiết

Hiện nay, trên thế giới hoạt động “Đánh giá công nghệ xử lý chất thải” đang từng bước được nghiên cứu, áp dụng vào thực tế ngành công nghệ môi trường và có những kết quả nhất định Đối với Việt Nam, hoạt động này còn mới mẻ, nó đang từng bước được tiếp cận và áp dụng, nó mang tính chất chủ quan của người đánh giá, của các chuyên gia đánh giá công nghệ

Hoạt động “Đánh giá công nghệ xử lý chất thải” có thể được thực hiện trong nhiều ngành nghề khác nhau như chất thải bệnh viện, chất thải sinh hoạt, chất thải

từ các quá trình sản xuất đường, dệt nhuộm, thủy sản, bia rượu… hay như chất thải phát sinh từ quá trình sản xuất giấy và bột giấy Đối với công nghiệp sản xuất giấy

và bột giấy đều phát sinh chất thải rắn, khí thải và cả nước thải Tuy nhiên, khi đề

Trang 14

cập đến chất thải trong ngành sản xuất giấy thì nước thải là dạng gây ô nhiễm môi trường trầm trọng nhất, được nhiều nhà môi trường quan tâm nhất

Có thể thấy rằng hoạt động “Đánh giá công nghệ xử lý chất thải” rất cần thiết đối với nước ta, vì đặc điểm trình độ, kinh tế không cho phép các nhà môi trường, các nhà đầu tư xử lý bỏ quá nhiều tiền cho việc nghiên cứu, thiết kế, lựa chọn phương án công nghệ phù hợp chính xác nhất Hơn nữa, hoạt động “Đánh giá công nghệ xử lý chất thải” còn giúp cho các nhà môi trường đưa ra các giải pháp khắc phục những tồn tại của công nghệ xử lý nước thải hiện có trên cơ sở khoa học và thực tiễn

Việc nghiên cứu và tìm hiểu về hoạt động đánh giá công nghệ là một hướng đi mới cần phải tiếp cận, để có cái nhìn tổng quát mang tính khoa học hơn về lĩnh vực

đó, học viên được giao nhiệm vụ đề tài luận văn: “Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lí chất thải để đánh giá công nghệ xử lí nước thải ngành giấy và bột giấy ” nhằm từng bước tiếp cận với đánh giá công nghệ xử lý chất thải nói chung và xử lý nước thải ngành giấy nói riêng để thuyết phục các nhà máy lựa chọn công nghệ tối ưu, khắc phục những hạn chế hiện có của công nghệ đang sử dụng, đáp ứng yêu cầu xử lý nước thải, bảo vệ môi trường cho nhà máy cũng như cho địa phương chịu ảnh hưởng, tác động về khía cạnh môi trường từ nhà máy

2 Mục tiêu của đề tài

- Khảo sát hiện trạng áp dụng các công nghệ xử lý nước thải giấy tại một số cơ

sở, nhà máy sản xuất giấy ở nước ta

- Xây dựng bộ tiêu chí đánh giá công nghệ xử lý nước thải sản xuất giấy và bột giấy, áp dụng cho các công nghệ xử lý đã khảo sát nhằm lựa chọn công nghệ xử

lý nước thải sản xuất giấy và bột giấy cho phù hợp với trình độ công nghệ, kinh tế, trình độ lao động cũng như điều kiện tự nhiên – xã hội của nước ta

3 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng: Các công nghệ xử lý nước thải tại một số nhà máy sản xuất giấy

và bột giấy trong nước

Trang 15

- Phạm vi nghiên cứu: Điều tra, khảo sát các công nghệ xử lý nước thải đang được áp dụng tại một số nhà máy sản xuất giấy ở nước ta Từ đó đánh giá tính phù hợp, khả năng áp dụng của mỗi công nghệ xử lý nước thải đã được khảo sát trong tương lai, đề xuất một số phương pháp cải tạo lại hệ thống cho phù hợp

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

- Ý nghĩa khoa học: Dựa trên phương pháp luận về đánh giá công nghệ xử lý

chất thải nói chung, và phương pháp luận cụ thể để đánh giá công nghệ xử lý nước thải nhà máy giấy nhằm lựa chọn công nghệ phù hợp với sự phát triển kinh tế - xã hội, với trình độ của người lao động để áp dụng vào thực tế

- Ý nghĩa thực tiễn của đề tài: đánh giá các công nghệ xử lý nước thải hiện tại

đang được áp dụng tại các nhà máy, phân tích điểm mạnh và điểm yếu của các công nghệ đang được áp dụng, nhằm lựa chọn công nghệ phù hợp nhất cho các nhà máy

xử lý nước thải ngành sản xuất giấy trong tương lai, khắc phục các nhược điểm của công nghệ hiện có

Trang 16

Chương I

TỔNG QUAN NGÀNH GIẤY VÀ BỘT GIẤY

HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG VÀ TÌNH HÌNH ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI TRONG CÁC CƠ SỞ SẢN

XUẤT GIẤY VÀ BỘT GIẤY

I.1 Tổng quan hoạt động sản xuất giấy và bột giấy ở Việt Nam

I.1.1 Tình hình phát triển

Ngành giấy là một trong những ngành sản xuất hàng tiêu dùng được hình thành từ rất sớm tại Việt Nam nhằm đáp ứng nhu cầu ghi chép, làm tranh dân gian, vàng mã…của người dân Tuy không phải là ngành đóng góp lớn nhất cho thu nhập quốc dân nhưng lại cung cấp sản phẩm thiết yếu phục vụ phát triển giáo dục, văn hóa, xã hội và nhiều ngành công nghiệp khác

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 Vạn Điểm, nhà máy giấy Đồng Nai, nhà máy giấy Tân Mai… Năm 1961, nhà máy sản xuất giấy bằng phương pháp công nghiệp đi vào hoạt động với công suất 18.000 tấn giấy/năm tại Việt Trì được coi là cơ sở đầu đàn của ngành giấy Việt Nam với sản phẩm chính

là giấy in, giấy viết, giấy vẽ [9]

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 [3], dây chuyền sản xuất khép kín, sử dụng công nghệ cơ khí hóa 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 cho hoạt động sản xuất

Theo thống kê của Hiệp hội giấy Việt Nam, ngành giấy Việt Nam đạt tốc độ

tăng trưởng cao và liên tục trong những năm vừa qua Từ năm 2000 đến 2004, tốc

độ tăng trưởng bình quân là 20%/năm Dự báo tốc độ tăng trưởng trong những năm

2010 đến 2012 là 28%/năm [10]

Trang 17

Tuy là ngành có vị trí quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, nhưng hiện nay, công nghiệp giấy ở Việt Nam có qui mô còn rất nhỏ bé so với thế giới Năm 2007, sản lượng giấy chỉ đạt 1.130.000 tấn, bột giấy đạt 203.000 tấn [10] Hiện nay, các doanh nghiệp sản xuất giấy chỉ đáp ứng được khoảng gần 60% nhu cầu tiêu dùng, còn hơn 40% phải nhập khẩu Lượng bột giấy thiếu hụt được bù đắp bằng việc tái chế giấy cũ và mua bột giấy từ các nước khác

I.1.2 Các sản phẩm giấy và quy mô sản xuất

I.1.2.1 Sản phẩm giấy

Tùy theo mục đích khác nhau sản phẩm 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 in 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 kĩ 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

I.1.2.2 Qui mô sản xuất

Đặc điểm nổi bật của ngành giấy Việt Nam rất phân tán, qui mô rất đa dạng và phân bổ khắp đất nước, tính đến năm 2007 có 230 nhà máy giấy và 28 nhà máy sản xuất bột [10], ở miền Bắc có nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ, nhà máy giấy Lam Sơn, nhà máy giấy Việt Trì, nhà máy giấy Bãi Bằng.v.v; miền Trung có nhà máy giấy Sông Lam (Nghệ An), nhà máy giấy Tuổi Trẻ (Đà Nẵng).v.v; miền Nam có nhà máy giấy Tân Mai, Đồng Nai, An Bình.v.v hầu hết là qui mô nhỏ bé, công nghệ lạc hậu

Theo thống kê của Hiệp hội giấy Việt Nam năm 2008, toàn ngành có 1.500 cơ

sở, doanh nghiệp sản xuất giấy nhưng những doanh nghiệp có quy mô sản xuất từ

Trang 18

50.000-100.000 tấn/năm rất ít, gần một nửa doanh nghiệp có công suất từ 10.000 tấn/năm, còn lại có quy mô trung bình dưới 1.000 tấn/năm [8] Quy mô nhỏ làm ảnh hưởng đến tính cạnh tranh sản xuất do chất lượng thấp, chi phí sản xuất và

1.000-xử lý môi trường cao

I.1.3 Nguyên - nhiên vật liệu cho nhà máy sản xuất giấy và bột giấy

Đặc điểm của ngành công nghiệp giấy là sử dụng một khối lượng lớn các nguyên vật liệu Đó là năng lượng, nước, tre, nứa, gỗ, hóa chất.v.v

I.1.3.1 Nhu cầu về nguyên liệu

Nguyên liệu chính để sản xuất bột giấy là sợi xenlulo có hai nguồn chính là

từ gỗ và phi gỗ Bên cạnh đó giấy loại đang ngày càng trở thành nguồn nguyên liệu chủ yếu trong sản xuất giấy

a) Đối với bột giấy từ nguyên liệu nguyên thủy (gỗ hay phi gỗ), bao gồm:

- Nguyên liệu từ gỗ: thân cây lá rộng hoặc lá kim như bạch đàn, keo, bồ đề…

- Nguyên liệu phi gỗ (tre, nứa, rơm, rạ, bã mía, giấy loại ): bột giấy từ các loại phi gỗ có chi phí sản xuất thấp nhưng không phù hợp với nhà máy có công suất lớn do nguồn nguyên liệu này được cung cấp theo mùa vụ và khó khăn trong việc cất trữ

Để sản xuất một tấn giấy trung bình cần từ 1,5 đến 3 tấn nguyên liệu khô tuyệt đối, tương đương với 3 đến 6 tấn nguyên liệu ẩm tự nhiên (50% nước) [3]

Qua số liệu trên ta thấy để sản xuất ra giấy cần phải khai thác rất nhiều tài nguyên rừng, việc sử dụng tài nguyên rừng để sản xuất giấy ở mức độ cao là một trong những nguyên nhân làm cạn kiệt tài nguyên rừng, làm cho môi trường ngày càng xấu đi nghiêm trọng

Trang 19

Bảng 1.1.Tình hình sản xuất, nhập khẩu bột giấy qua các năm (2000-2008)[11]

Nhu cầu đáp ứng cho nguồn nguyên liệu giấy và bột giấy ở nước ta còn thấp

và không đồng đều, vùng nguyên liệu tập trung chủ yếu ở miền Bắc và miền Trung trong khi năng lực sản xuất lại tập trung chủ yếu ở miền Nam

b) Bột giấy từ giấy loại

Giấy loại ngày càng được sử dụng nhiều làm nguyên liệu cho ngành giấy do

ưu điểm tiết kiệm được chi phí sản xuất Giá thành bột giấy từ giấy loại luôn thấp hơn các loại bột giấy từ các loại nguyên liệu nguyên thủy vì chi phí vận chuyển, thu mua và xử lý thấp hơn (trung bình sản xuất 1 tấn giấy từ giấy loại tiết kiệm được 17 cây gỗ và 1.500 lít dầu so với sản xuất giấy từ nguyên liệu nguyên thủy [8]) Chi phí đầu tư dây chuyền xử lý giấy loại thấp hơn dây chuyền sản xuất bột gỗ từ các nguyên liệu nguyên thủy

Hơn nữa, sản xuất giấy từ giấy loại có tác dụng bảo vệ môi trường Tính trung bình sản xuất giấy từ bột giấy tái sinh giảm được 74% khí thải và 35% nước thải so với sản xuất giấy từ bột nguyên liệu [7] Tuy nhiên, bột giấy tái chế cũng có nhược điểm là chất lượng kém hơn so với bột giấy làm từ nguyên liệu nguyên thủy,

Trang 20

do đó không thể sử dụng để sản xuất các loại sản phẩm chất lượng cao như các loại bao bì yêu cầu độ bền và độ dai lớn

Bảng 1.2 Tình hình sử dụng giấy tái chế ở Việt Nam (2001-2007) [12]

Năm 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 Giấy tái chế

(tấn) 233.966 329.157 481.650 522.262 533.000 708.500 903.045 Thu gom

(tấn) 153.626 194.618 242.675 280.079 331.751 388.645 450.058 Nhập khẩu

(tấn) 80.341 134.540 238.975 242.184 201.249 319.856 452.988

Chú thích:

A Tỷ lệ giấy thu hồi trong tổng năng lực sản xuất giấy (%)

B Tỉ lệ thu hồi giấy đã qua sử dụng (%)

I.1.3.2 Nhu cầu năng lượng

Sản xuất giấy cũng cần rất nhiều năng lượng Loại năng lượng chính được sử dụng trong ngành giấy là điện, than và dầu (DO, FO)

Điện được sử dụng để chạy động cơ của các loại máy, thiết bị như máy băm dăm, máy nghiền thuỷ lực, nghiền đĩa, các loại máy bơm, máy khuấy, các trục cuốn…

Than, dầu được sử dụng để đốt lò hơi cung cấp nhiệt cho chủ yếu là máy xeo và nồi cầu và cung cấp nhiệt để hòa chế các hóa chất…

Thông thường, than là nguồn nhiên liệu tạo ra năng lượng chính cho các nhà máy sản xuất giấy Để sản xuất 1 tấn giấy tiêu tốn 3-5 tấn than, 1000-3000 kWh điện Một số nhà máy sản xuất giấy có công suất lớn, người ta thường đốt dịch đen hay đốt bùn thải của hệ thống xử lý nước thải giấy để thu hồi nhiệt cấp cho lò hơi

Trang 21

I.1.3.3 Nhu cầu nước sạch

Đối với sản xuất giấy, nước là nguồn vật liệu quan trọng, nước được sử dụng

nhiều nhất trong tất cả các ngành công nghiệp, nước dùng trong hầu hết các công

đoạn của sản xuất Nước dùng để rửa nguyên liệu, để nấu bột, rửa bột, tẩy bột, xeo

giấy, tùy theo từng công nghệ và sản phẩm, lượng nước cần thiết để sản xuất một

tấn giấy dao động từ 200 đến 500m3 [20]

Trong các nhà máy giấy, hầu như tất cả lượng nước đưa vào sử dụng sẽ là

lượng nước thải và mang theo các hóa chất, bột giấy, các chất ô nhiễm dạng hữu cơ

và vô cơ nếu như không có hệ thống xử lý tuần hoàn lại nước và hóa chất

Ngoài nguyên - nhiên liệu thì sản xuất giấy còn cần một số hóa chất để tách

triệt để xơ sợi, để tẩy trắng, để tạo độ bền, độ bóng, độ mịn cho giấy như clo, đá

vôi, xút, lưu huỳnh, cao lanh, nhựa thông, các chất kết dính tự nhiên và tổng hợp

Ví dụ: Năm 2008, để sản xuất 1 tấn giấy có độ trắng < 90o ISO, giấy Bãi Bằng

đã tiêu thụ khoảng 2,7 tấn tre, gỗ; 148 kg bột đá CaCO3, 2kg chất tẩy trắng, 9,7 kg

keo AKD, 195 kg vôi, 66 kg NaCl 85% và một số hóa chất, chất trợ khác [20]

I.1.4 Kế hoạch phát triển của ngành

Theo hiệp hội giấy Việt Nam (VPPA), năng lực sản xuất bột giấy của Việt

Nam năm 2008 đã tăng thêm 20.000 tấn Từ năm 2010 đến cuối năm 2011 hàng loạt

dự án lớn sẽ đi vào hoạt động, năng lực sản xuất bột giấy Việt Nam sẽ tăng thêm

1,9 triệu tấn vào năm 2011 Theo tính toán của VPPA, năm 2011 tổng năng lực sản

xuất của ngành giấy là 2,2 triệu tấn bột giấy trong khi tiêu dùng trong nước dự kiến

là 1,6 triệu tấn năm 2015.[11]

Sau đây là bảng dự báo tình hình phát triển công nghiệp giấy và bột giấy giai

đoạn 2010 – 2015 của hiệp hội giấy Việt Nam

Bảng 1.3 Dự báo công nghiệp giấy và bột giấy Việt Nam 2010-2015 [20]

Công nghiệp bột giấy ( đơn vị : tấn)

2010 2015

Trang 22

Nhập khẩu 54.000 36.000 Xuất khẩu 1.042.000 1.359.000

Công nghiệp giấy ( đơn vị : tấn)

Bảng 1.4 Một số dự án đầu tư đang tiếp tục triển khai [8]

Dự án đầu tư đang tiếp tục triển khai

điểm Tổng công ty giấy Việt Nam

Công ty cổ phần giấy Tân Mai

2012

Giấy in báo, giấy in và viết, giấy bao bì

2011

Giấy làm bao bì, giấy Tissue, giấy tráng phấn

Trang 23

I.2 Công nghệ sản xuất giấy và bột giấy

Quá trình sản xuất giấy và bột giấy đi từ nguyên liệu gỗ hay từ một số thực vật phi gỗ (tre, rơm, cỏ, bã mía…) là một quy trình phức tạp, bao gồm nhiều công đoạn, có thể tóm tắt qua sơ đồ khối sau:

Hình 1.1 Sơ đồ công nghệ tổng quát sản xuất bột giấy và giấy từ gỗ [18] Thuyết minh quy trình công nghệ:

- Các loại gỗ,tre, rơm, cỏ… được làm sạch, chặt mảnh nhỏ với các kích thước được quy định, sau đó cho vào các bể nấu bằng một số phương pháp khác nhau ( phương pháp kiềm, mài, nghiền, nhiệt cơ, hóa nhiệt cơ…)

- Sản phẩm của quá trình nấu là bột thô được đem đi tẩy bằng một số hóa chất như Cl2, ClO2, H2O2, NaOCl, O3, O2…nhằm làm trắng bột, dịch đen từ quá trình

Nước trắng

Xeo giấy

ép, sấy

Gia keo bề mặt, cán láng (ép quang), cuộn, cắt

Giấy thành phẩm

Nguyên liệu:

Gỗ, (tre, rơm,

cỏ, bã mía…)

Xử lý hoá

Phân tán

và nghiền bột

Phối trộn phụ gia

Nước thải (xử lý)

Bột giấy thô

Dịch đen (thu hồi hóa chất) Tẩy trắng

Trang 24

nấu được xử lý nhằm thu hồi hóa chất Tùy theo yêu cầu cụ thể mà giấy có thể không tẩy trắng hoặc được tẩy trắng với các mức độ khác nhau

- Bột sau khi đạt tiêu chuẩn về độ trắng được đem đi phân tán, nghiền, phối trộn phụ gia để đạt được độ bền, độ dai, độ mịn trước khi đem vào máy xeo

- Tại máy xeo, bột được ép mịn thành giấy dạng tấm, để giảm nước cho giấy, người ta tiến hành sấy giấy Sau đó giấy được đưa vào bộ phận ép quang (gia keo bề mặt, cán láng) nhằm tạo ra giấy đạt tiêu chuẩn kĩ thuật

- Sau khi tạo được các tấm giấy có kích thước lớn đạt tiêu chuẩn kĩ thuật, tùy vào từng mục đích sử dụng khác nhau mà giấy được đem đi cuộc, cắt và đóng gói thành sản phẩm như giấy in, viết, giấy photo copy, giấy dán tường, giấy vệ sinh…

Qua sơ đồ hình 1.1, ta thấy quá trình sản xuất giấy từ nguyên liệu ban đầu (

gỗ, tre, nứa…) bao gồm 2 công đoạn cơ bản là sản xuất bột và sản xuất giấy

Tính chất nước thải của mỗi nhà máy giấy khác nhau phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, trong đó yếu tố chi phối quan trọng nhất là phương pháp nấu, phương pháp

sản xuất giấy của nhà máy Chính vì vậy việc tìm hiểu phương pháp sản xuất bột

giấy và giấy là một trong những công đoạn quan trọng trước khi tìm hiểu tính chất nước thải cũng như xử lý nước thải của các nhà máy

Sau đây, chúng ta đi vào tìm hiểu các phương pháp sản xuất bột giấy và giấy đang được áp dụng trong một số nhà máy ở Việt Nam

I.2.1 Công nghệ sản xuất bột giấy

Đối với quá trình nấu bột giấy, từ khi ngành giấy ra đời đến nay, có nhiều phương pháp được áp dụng để thu bột giấy từ nguyên liệu (tre, nứa, gỗ), sau đây là một số phương pháp điển hình

1.2.1.1 Phương pháp cơ học

Tiến hành nghiền dăm mảnh gỗ giữa hai đĩa quay trong máy nghiền Bột sinh

ra bằng phương pháp trên được gọi là bột nghiền cơ học (RMP) có độ bền cao Người ta còn bổ sung khâu gia nhiệt để trở thành bột nhiệt cơ (TMP) hoặc ngâm hóa chất để làm mềm gỗ thành bột hóa cơ (CMP) hoặc bột hóa nhiệt cơ (CTMP)

Trang 25

Phương pháp này giúp tiết kiệm năng lượng khi nghiền, độ nguyên vẹn của xơ cao hơn, dài hơn, ít tạo ra xơ thô nên giấy sản phẩm có độ bền cao hơn

Ưu điểm của công nghệ cơ học là hiệu suất thu bột cao tới 95%, nhưng tiêu phí năng lượng khá lớn Bột này tạo ra giấy có tính năng in tốt nhưng nó có nhược điểm

là độ bền không cao, độ đục cao, giấy dễ bị biến vàng Để tăng độ bền cho giấy sản xuất từ bột cơ, người ta thường trộn thêm khoảng 25% bột hóa thớ dài

1.2.1.2 Phương pháp bán hóa

Phương pháp này kết hợp cả công nghệ hóa học và cơ học Dăm mảnh được làm mềm một phần hoặc được nấu nhẹ với hóa chất, sau đó đem nghiền, chủ yếu bằng máy nghiền đĩa tạo bột có tính chất trung gian của cả hai phương pháp cơ học

và hóa học Hiệu suất bột thường nằm trong phạm vi từ 55% - 85%, tùy thuộc vào mức độ xử lý bằng hóa chất

Nếu bột được xử lý với một lượng hóa chất ít thì hàm lượng ligin trong bột cao, bột có tính chất thiên về cơ học Loại bột có hiệu suất trên 85% được coi là bột

cơ bán hóa

Bột bán hóa với công nghệ sunfit được nấu với nồng độ NaHSO3 khá thấp, sau

đó được hỗ trợ thêm gian đoạn xử lý cơ học để tách sợi Hiệu quả tách sợi của phương pháp này đạt khoảng 80% [18], nó được sử dụng chủ yếu cho gỗ lá rộng, với loại bột phổ biến là NSSC

1.2.1.3 Phương pháp hóa học

Người ta nấu các mảnh gỗ với các dung dịch hóa chất khác nhau dưới điều kiện nhiệt độ và áp suất cao, mục đích là để làm đứt mạch lignin và hòa tan nó, để lại xenlulo và hemixenlulo dưới dạng xơ

Các phương pháp hóa học bao gồm phương pháp xút, phương pháp sunfat (kraft) và phương pháp sunfit

a Phương pháp xút không thu hồi hóa chất

Trang 26

Gỗ, tre, nứa và các nguyên liệu khác được chặt thành mảnh theo đúng kích cỡ

kĩ thuật, các mảnh này được đưa vào nồi nấu với xút, nước trong điều kiện áp suất

và nhiệt độ cao với tỉ lệ nước và xút được tính toán trước Trong quá trình nấu, nồi nấu được quay quanh trục bằng động cơ điện để thực hiện đảo trộn nguyên liệu và dịch nấu

Sản phẩm bột chín sau khi nấu được phóng vào bể phóng thông qua van phóng bột Tại bể phóng, hơi dư thoát ra ngoài theo ống thông khí, hỗn hợp bột và dịch đen sau nấu được nằm lại phần dưới bể phóng Bột sẽ được bơm pha loãng dể vận chuyển đi các công đoạn tiếp theo

Một số công nghệ không sử dụng bể phóng thì hỗn hợp sau nấu được đưa vào

bể khuếch tán , nước được bơm vào để rửa sạch bột nhằm tách xút dư, sau đó có thể đem tẩy hoặc không tẩy tùy vào mục đích và yêu cầu sản xuất Tiếp theo, bột được đưa qua bộ phận nghiền, rồi đưa lên máy xeo Trong quá trình nấu có phản ứng hòa tan ligin bằng NaOH Thiết bị nấu bột chủ yếu là các loại nồi cầu của Trung Quốc

cũ có thể tích từ 8-25m3/nồi Một số doanh nghiệp sử dụng nồi tự chế, nấu bột ở áp suất thường, nhiệt độ thấp

Công nghệ này áp dụng được nhiều loại nguyên liệu khác nhau như tre, nứa,

bã mía…, với kĩ thuật vận hành đơn giản, giá đầu tư thấp nên được nhiều doanh nghiệp sử dụng

Tuy nhiên phương pháp này có hiệu quả sản xuất không cao do không khép kín được việc sử dụng hóa chất, chất lượng sản phẩm không cao, chi phí năng lượng cao nhất là ở khâu nghiền, chi phí nhân công cao do vận hành nhiều khâu bằng thủ công, tiêu hao nước rửa lớn Đây là phương pháp nấu gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng trong ngành giấy Việt Nam

b Phương pháp sunfat

Gỗ, tre, nứa được nấu trong dung dịch hỗn hợp gồm NaOH và Na2S, ngoài ra còn có chứa Na2SO4, Na2SO3, Na2S2O3, NaCl (sản phẩm sinh trong quá trình nấu và

Trang 27

tái sinh kiềm) và được nén bằng hơi nước Thời gian nấu từ 5-8 giờ, nhiệt độ nấu

165oC – 175oC, áp suất 8 – 10 at [3]

Trong quá trình nấu xảy ra những biến đổi hóa học phức tạp, kết quả là lignin

và một phần heminxenlo tan vào dung dịch tạo thành dung dịch đen Sau khi đạt được các thông số yêu cầu dịch nấu chuyển sang bể phóng Trong bể có máy khuấy

để pha loãng đều bột với nước trước khi sang công đoạn rửa Kết quả của quá trình nấu dăm gỗ thu được sản phẩm chính là bột xenlulo dưới dạng rắn, phần lỏng là dịch đen có thành phần rất phức tạp gồm: sunfat, lignin, xà phòng sunfat là hỗn hợp muối natri của axit nhựa và axit béo, ngoài ra còn có kiềm dư, axit hữu cơ Khí thải của quá trình nấu gồm có: các tạp chất chứa lưu huỳnh, mecaptan, dimetylsunfit có mùi khó chịu

Phương pháp sunfat thích hợp hầu hết với các loại nguyên liệu, nhược điểm lớn nhất của phương pháp này là nó sinh ra các hợp chất hữu cơ của lưu huỳnh có khả năng bay hơi, có mùi hôi thối gây tác động đến môi trường và sức khỏe

c Phương pháp sunfit

Dung dịch nấu có thể là bisunfit hay sunfit của Ca, Mg, Na hay NH4+ , với sự kết hợp của dung dịch SO2 trong nước ở những nồng độ khác nhau và của dung dịch kiềm loại NaOH hay Na2CO3, pH của dung dịch thay đổi trong khoảng khá rộng (từ 1÷13) [18]

Bột tạo thành từ phương pháp nấu sunfit có màu sáng hơn bột sunfat, dễ tẩy trắng, thớ dài Nhưng nó có nhược điểm là tạo ra giấy có độ bền thấp hơn, khả năng thu hồi hóa chất sau khi nấu khó hơn phương pháp sunfat Phương pháp này áp dụng được cho cả gỗ lá kim và gỗ lá rộng nhưng đối với gỗ lá kim nhiều nhựa và gỗ

lá rộng chứa nhiều tanin thì khó nấu

Hiện nay công nghệ này không được áp dụng phổ biến

I.2.2 Công nghệ sản xuất giấy

Sản xuất giấy ở nước ta rất phát triển với quy mô và sản phẩm rất phong phú,

đa dạng Theo các sản phẩm, có thể kể đến 3 nhóm chính sau:

Trang 28

- Giấy vệ sinh, khăn giấy

- Các loại giấy in, viết và bìa

- Các loại giấy bao bì công nghiệp

Và có thể chia ra làm hai hình thức quy mô sản xuất chính Đó là sản xuất theo quy mô công nghiệp và sản xuất quy mô hộ gia đình, làng nghề

Đối với sản xuất giấy theo quy mô công nghiệp, nguyên liệu chính là bột giấy, giấy lề…với chất lượng giấy từ trung bình đến cao tùy thuộc vào mục đích sử dụng sản phẩm

Sau đây là quy trình công nghệ sản xuất giấy theo quy mô công nghiệp:

Hình 1.2 Quy trình công nghệ sản xuất giấy theo quy mô công nghiệp [5]

Đối với sản xuất giấy quy mô hộ gia đình, làng nghề, nguyên liệu chủ yếu là giấy tái chế, một phần rất nhỏ từ tre nứa, với các sản phẩm là giấy chất lượng thấp như giấy bao gói, giấy bìa, giấy ăn…

Giấy phế liệu sau khi được phân loại, được ngâm vào dung dịch kiềm cho mủn sau đó được tẩy trắng bằng nước javen, nghiền nhỏ, pha loãng và đánh tơi Giấy sau

Bột nhập, bột thô, giấy vụn

Đánh rã

Nghiền

Phối chế

Xeo giấy

Trang 29

khi xeo được sấy bằng hơi nước, cuộn vào lô, cắt thành cuộn nhỏ và bao gói thành sản phẩm

Một trong những làng nghề sản xuất giấy tái chế điển hình của nước ta là làng nghề Phong Khê – Bắc Ninh với công nghệ kiềm lạnh Đây là công nghệ sản xuất đơn giản, dễ thực hiện, yêu cầu chất lượng sản phẩm không cao

I.3 Vấn đề ô nhiễm môi trường của ngành sản xuất giấy và bột giấy

Công nghiệp giấy là một trong những ngành gây ô nhiễm trầm trọng, dễ gây

tác động đến môi trường sống và con người, đặc biệt đối với các nguồn nước Bởi lẽ

đây là ngành công nghiệp sản xuất tổng hợp, đa ngành và sử dụng một khối lượng nguyên liệu khá lớn Quy trình sản xuất giấy có các công đoạn: nấu bột giấy, tẩy trắng bột giấy và sản xuất giấy từ bột, trong đó quá trình tẩy trắng bột giấy gây ô nhiễm môi trường nhiều nhất vì sử dụng nhiều nước, nhiều Clo và hợp chất của nó Theo thống kê năm 2007, cả nước có gần 500 doanh nghiệp sản xuất giấy có quy mô trung bình và lớn, trong đó chỉ có khoảng 10% doanh nghiệp đạt tiêu chuẩn môi trường cho phép về các thành phần COD, BOD, SS và độ màu [22], còn hầu hết các nhà máy đều không có hệ thống xử lý nước thải hoặc có nhưng chưa đạt yêu cầu, vì thế tình trạng gây ô nhiễm môi trường do sản xuất giấy cũng đang là vấn đề được nhiều người quan tâm

Nói đến ô nhiễm trong ngành công nghiệp giấy, thông thường có 3 dạng ô nhiễm cơ bản, đó là ô nhiễm không khí, ô nhiễm nước và ô nhiễm chất thải rắn Để

có cái nhìn tổng quan về các nguồn ô nhiễm trong quá trình sản xuất giấy và bột giấy, sau đây là sơ đồ công nghệ sản xuất bao gồm dòng nguyên - nhiên liệu đầu vào và dòng thải ra trong các công đoạn cuả quá trình sản xuất giấy và bột giấy

Trang 30

Hình 1.2 Sơ đồ công nghệ sản xuất bột giấy kèm dòng thải [24]

Sản xuất giấy dễ gây ô nhiễm môi trường là công nghệ sản xuất giấy còn lạc hậu, đa số các nhà máy, xí nghiệp giấy có quy mô sản xuất nhỏ Các cơ sở này đều sản xuất giấy theo phương pháp kiềm không có thu hồi hóa chất nên khó cải thiện chất lượng, giá thành cao và gây ô nhiễm môi trường

Nguyên liệu thô ( tre, nứa, gỗ…)

Gia công nguyên liệu thô

Nấu

Rửa Cô đặc – đốt

– xút hóa Nước rửa

Nước thải chứa tạp chất

Dịch đen Nước rửa

Nước rửa có độ màu, BOD 5 , COD cao

Nước thải có SS, BOD 5 , COD cao Tẩy trắng

Rửa bột

Nghiền bột

Hóa chất

Bột thành phẩm

Trang 31

Bao gói, chế sản phẩm

Phối trộn

Ép quang Sấy sau

Bộ phận hình thành

Bộ phận ép lưới

Bộ phận sấy trước

Nhập kho thành phẩm

Bộ phận cuộn Hơi

Bột rơi vãi, hơi nước, bụi

Bao bì hỏng, giấy hỏng

Hơi, giấy hỏng

Hóa chất, giấy

rã, hỏng

Nước thải, bột rơi vãi

Trang 32

Hình 1.3 Công nghệ sản xuất giấy từ bột giấy kèm dòng thải [3]

Nội dung sau trình bày một số dạng ô nhiễm chính – nguyên nhân phát sinh ô nhiễm trong ngành công nghiệp giấy và bột giấy

I.3.1 Ô nhiễm môi trường không khí

Các phát thải dạng khí bao gồm:

+ Khí thải từ dây chuyền sản xuất

+ Khí thải từ quá trình đốt nhiên liệu

Trong các nhà máy bột hóa học sunfat, sunfit hay kiềm, các khí phát thải chính vào môi trường không khí của các quá trình tạo bột sinh ra từ hệ thống thu hồi của công đoạn nấu bột giấy Các loại nhiên liệu được dùng của ngành bột giấy là các phế phẩm gỗ, vỏ cây và các loại bùn thải, than đá, dầu và khí đốt

+ Các chất ô nhiễm không khí cơ bản phát sinh từ ngành công nghiệp giấy

- Bụi: Từ quá trình đốt nhiên liệu, bụi phát tán trong không khí nên nó gây ảnh hưởng tới các vùng lân cận

- Các hợp chất sunfua dạng khí: Hydrosunfit, metyl mecaptan, dimetyl sunfit, dimetyl disunfit Các hợp chất này sinh ra từ hệ thống thu hồi hóa chất, tạo bột hóa học Chúng là các hợp chất gây mùi, gây bệnh về hô hấp, gây khó chịu cho con người và gây ra hiện tượng axit hóa

Bảng 1.5 Một số chất khí gây ô nhiễm môi trường của nhà máy giấy sản xuất

bằng phương pháp sunfat [3]

Nấu bột Dịch nấu, nứa gỗ, mảnh tre,

hóa chất

H 2 S, CH 3 SH, (CH 3 ) 2 S

Trang 33

I.3.2 Vấn đề ô nhiễm môi trường nước

Nước thải của ngành giấy là nguồn ô nhiễm nghiêm trọng nhất đến môi trường Mức độ ô nhiễm môi trường của các nhà máy giấy thường khác nhau phụ thuộc vào qui mô, công nghệ sản xuất

Trong các cơ sở công nghiệp giấy và bột giấy, nước thải thường có độ pH trung bình 8-11, chỉ số nhu cầu ôxy sinh hoá (BOD), nhu cầu oxy hoá học (COD) cao, có thể lên đến khoảng 3.000mg/l và 4.500mg/l [19] Hàm lượng chất rắn lơ lửng cao gấp nhiều lần giới hạn cho phép Đặc biệt nước có chứa cả kim loại nặng, lignin, 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 Sản xuất bột giấy là khu vực gây ô nhiễm nhiều nhất trong một nhà máy giấy

và bột giấy, chiếm 80% tải lượng ô nhiễm Hóa chất nấu bột đi vào dòng thải cùng lượng xơ sợi tách ra trong quá trình nấu, rửa làm tăng COD, BOD, SS… ảnh hưởng tới hệ sinh thái

Ngoài ra, trong công nghiệp 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 vấn đề ô nhiễm là không tránh khỏi, làm mất cân bằng sinh thái trong môi trường nước

Dựa vào đặc điểm sản xuất, các nguồn ô nhiễm và các chất ô nhiễm đặc trưng, các dòng thải chính của nhà máy sản xuất giấy và bột giấy có thể được phân thành 4 loại sau:

- Dòng thải của khâu chuẩn bị nguyên liệu gồm các chất vô cơ (đất, cát…), huyền phù hữu cơ (vỏ cây, mùn ) Chúng lắng đọng gây tắc cống, làm nước thải có

độ đục cao

- Dòng thải của quá trình nấu bột giấy: dòng thải chứa chủ yếu là dịch đen Các chất hữu cơ có trong dịch đen chủ yếu là sản phẩm phân hủy lignin, các axit bay hơi, chất ete hòa tan không bay hơi (phenol, các chất thơm có độ trùng hợp

Trang 34

thấp, các axit béo, nhựa, các hợp chất trung tính…) Dòng thải này có COD, BOD cao, chứa lignin khó phân hủy…

- Dòng thải từ quá trình nghiền bột, xeo chủ yếu chứa xơ, sợi mịn và các chất phụ gia như nhựa thông, phèn, cao lanh…có BOD, COD cao, dòng thải này sẽ gây độc đối với các sinh vật sống nơi tiếp nhận nguồn thải

- Dòng thải từ công đoạn tẩy trắng chứa hợp chất của Clo, khi tẩy với lượng Clo lớn sẽ tạo ra dạng hợp chất rất độc, chúng tồn tại rất lâu trong môi trường, chúng có thể tích tụ sinh học trong cơ thể sống

Ngoài ra, trong các nhà máy sản xuất giấy và bột giấy liên hợp còn chứa nước thải từ phân xưởng sản xuất hóa chất xút, clo, dòng thải chứa hóa chất do rơi vãi, rò

rỉ Các muối NaCl, NaSO4 (sử dụng với lượng lớn trong nấu tẩy) gây ức chế quá trình trao đổi chất của tế bào, gây độc đối với cá và các loài thủy sinh Các xơ sợi hay tạp chất không tan tạo thành chất rắn lơ lửng

I.3.3 Vấn đề chất thải rắn

- Bộ phận xử lý nguyên liệu thô: Chủ yếu có nguồn gốc từ nguyên liệu sản

xuất giấy Lượng chất thải rắn này thường chiếm khoảng 5% tổng nguyên liệu đầu vào, bao gồm vỏ cây, mùn cưa, sạn cát, trong đó thành phần chính là cellulose Đối với các nhà máy giấy tái chế thì chất thải rắn nhiều nhất là giấy loại rơi vãi do quá trình vận chuyển, do thu gom – lưu trữ không tốt.v.v Ngoài ra, những loạichất thải không phải giấy như nilon, đinh ghim, nhựa, mực in, sơn màu, giấy quảng cáo…ở giấy thải được đưa về để tái chế

- Công đoạn sàng lọc bột khô: Bộ phận sàng lọc bột loại bỏ khoảng 1,0% phế

liệu là mấu mắt, bột sống và cát sạn trong bột

- Công đoạn tẩy rửa bột: Quá trình này thải ra một lượng lớn nước thải, nước

thải chứa bột giấy ở dạng chất lơ lửng, chất tẩy dư thừa

- Công đoạn xeo giấy: Lượng xơ sợi rơi vãi hay theo dòng nước thải bỏ ở công

đoạn này rất nhiều, thường do các nhà máy quản lý nội vi không tốt, máy móc,

Trang 35

đường ống bị hỏng, rò rỉ, nhà máy chưa có hệ thống thu hồi hoặc thu hồi chưa triệt

để

- Lò hơi đốt than: Chất thải phát sinh từ lò hơi đốt than đó là xỉ, trong xỉ

thường chứa tới 1/3 than chưa cháy

- Bùn thải từ hệ thống xử lý nước thải: Bùn thải này chủ yếu là bột giấy và

bùn sinh học Ngoài ra còn có đất cát phát sinh tại bể lắng cát, khối lượng bùn cát

này phụ thuộc vào độ sạch của nguyên liệu đưa vào sản xuất

- Chất thải rắn sinh hoạt: Lượng chất thải này sinh ra do hoạt động sinh hoạt

của công nhân, chủ yếu là các chất hữu cơ dễ phân hủy

Ngoài ra còn có bao bì, rác thải từ khâu đóng gói sản phẩm

I.3.4 Vấn đề ô nhiễm nhiệt và tiếng ồn

+ Nhiệt chủ yếu phát sinh trong các công đoạn có các thiết bị hoạt động ở nhiệt

độ cao như: lò hơi động lực, nồi nấu bột (165-185oC) gây ảnh hưởng trực tiếp tới

công nhân vận hành hệ thống, nó mang tính chất ô nhiễm cục bộ

+ Nơi phát sinh tiếng ồn do hoạt động của nhà máy chủ yếu từ các quá trình sau:

- Quá trình vận chuyển nguyên, nhiên liệu và sản phẩm

- Quá trình chuẩn bị nguyên liệu (chặt mảnh tre, nứa)

- Quá trình nghiền và chuẩn bị bột

- Quá trình xeo giấy và hoàn thiện sản phẩm

I.4 Tình hình áp dụng công nghệ xử lý chất thải trong một số cơ sở sản xuất giấy và bột giấy

Đặc điểm ngành công nghiệp giấy nước ta còn nhỏ bé, chủ yếu là công nghệ lạc hậu, quy mô nhỏ và vừa, sản xuất giấy tái chế là chủ yếu nên vấn đề áp dụng các công nghệ xử lý chất thải chưa được chú trọng và áp dụng đúng để đảm bảo các chất xả thải ra môi trường đạt tiêu chuẩn cho phép

I

I.4.1 Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ (Thái Nguyên)

Quy trình sản xuất giấy tại nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ được mô tả theo sơ

đồ sau:

Trang 36

Hình 1.4 Sơ đồ công nghệ sản xuất giấy Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ

Các loại chất thải phát sinh từ quá trình sản xuất bao gồm:

I.4.1.1 Bụi, khí thải và tiếng ồn

+ Phát sinh từ quá trình vận chuyển nguyên liệu, sản phẩm: CO2, NOx, bụi… + Phát sinh từ hệ thống xử lý nước thải: CO2, CH4, H2S, NH3…

+ Xeo giấy: bụi

+ Lò hơi: SO2, NOx, CO, TSP…

- Đối với khí thải, hiện tại chưa có công nghệ xử lý lượng khí thải này, công ty chỉ áp dụng giải pháp làm thông thoáng nhà xưởng, lượng khí thải được đưa lên

Tạp chất tinh, nước thải

Bột rơi vãi, nước thải

Nước, bột rơi vãi

Hơi nóng, nước thải, giấy hỏng

Bể chứa tinh

Xeo giấy

Cuộn lại

Sản phẩm nhập kho

Bột thô rơi vãi

Nước thu hồi

Ép vắt – khuếch tán nóng

Trang 37

ống khói cao 30m và nhờ quá trình đối lưu của khí quyển pha loãng lượng khí thải này

- Đối với bụi thải, hiện nay công ty áp dụng thiết bị xử lý bụi bằng các xyclon lọc bụi, giàn phun mưa, thu hồi lượng bụi có trọng lượng lớn Ở công đoạn xeo giấy lắp đặt các quạt hút để giảm lượng bụi sinh ra Còn đối với khí thải sinh ra từ lò hơi thì nhà máy áp dụng các biện pháp phụ trợ để xử lý

Hình 1.5 Sơ đồ xử lý khí thải lò hơi công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ

- Tiếng ồn phát sinh trong quá trình sản xuất: công ty áp dụng giải pháp hạn chế tối đa sự phát sinh tiếng ồn này bằng cách định kỳ thường xuyên bảo dưỡng thiết bị

để giảm ồn, nâng cao nhận thức cho các bộ công nhân viên trong bộ phận sản xuất

I.4.1.2 Nước thải

Sơ đồ công nghệ xử lý chất thải của nhà máy được mô tả theo sơ đồ sau:

Khí thải lò hơi

Bộ phận lọc bụi

Bộ trao đổi nhiệt

Khí thải vào môi trường Dịch tuần hoàn

Tháp hấp thụ

Bể chứa dung dịch NaOH 5%

Trang 38

Hình 1.6 Sơ đồ công nghệ XLNT công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ

Nước thải sinh hoạt bao gồm nước thải phát sinh từ nhà ăn, khu hành chính của công ty Lượng nước thải này được xử lý bằng bể phốt trước khi thải ra môi trường Nước thải sản xuất phát sinh từ công đoạn xeo, công đoạn nghiền Trong đó, phần lớn nước thải của nhà máy sinh ra từ công đoạn xeo (87%) và chứa một lượng lớn xơ sợi

Nhà máy đã sử dụng công nghệ tuyển nổi để xử lý nước thải từ quá trình sản xuất giấy Công nghệ này giúp nhà máy có thể thu hồi lại 80% lượng bột giấy trong nước thải và tái sử dụng nước thải công đoạn xeo giấy cho sản xuất, lượng nước thải thải ra môi trường sau xử lý là 20%

Nước thải từ máy xeo

và các công đoạn khác

Tuyển nổi

sơ bộ

Bể điều hòa

Hóa chất

Bể Aeroten

Bể lắng

Sân phơi bùn sinh học

Không khí

Nước thải sau xử lý

Nước rích

Trang 39

+ Xỉ than từ lò hơi ra do quá trình đốt than, hiện tại loại xỉ này đang sử dụng làm vật liệu xây dựng đường sá, nhà máy có hợp đồng với Công ty MTĐT để Công

ty MTĐT xử lý loại chất thải rắn này Trong quá trình lưu giữ và vận chuyển áp dụng các biện pháp tránh thất thoát (dùng xe kín, phủ bạt…)

+ Các loại bao bì, thùng chứa hoá chất

Công ty tiến hành thu gom riêng các thành phần này, lưu trữ tạm thời trong khu vực nhà máy Đối với các loại bao bì, thùng chứa hoá chất, trước khi bán cho các nhà máy tái chế, các loại này sẽ được rửa sạch để tránh sự phát tán vào môi trường + Rác thải sinh hoạt phát sinh trong quá trình này chủ yếu là các hoạt động của khu văn phòng và dịch vụ ăn uống cho công nhân nhà máy Lượng rác thải phát sinh trong lĩnh vực hoạt động này ước tính khoảng từ 0,3 – 0,4 kg/người.ngày Thành phần rác thải sinh hoạt chủ yếu là các chất hữu cơ dễ phân huỷ (như rau thừa,

vỏ hoa quả, thức ăn thừa) chiếm tỉ lệ chính, giấy phế thải và các phế thải từ các khâu phục vụ văn phòng cũng chiếm tỉ lệ khá Các loại rác thải được thu gom và thuê Công ty MTĐT xử lý

I.4.2 Nhà máy giấy Lam Sơn

Công ty cổ phần Giấy Lam Sơn, đóng trên địa bàn xã Vạn Thắng (Nông Cống – Thanh Hóa) là đơn vị chuyên sản xuất giấy từ nguyên liệu tái chế (giấy lề) được thu mua từ các đơn vị trong và ngoài tỉnh (khoảng 85 - 90%), số còn lại (10-15%) là nguyên liệu nguyên sinh (tre, nứa, luồng), với công suất thiết kế 10.000 tấn sản phẩm/năm; công suất thực tế 8.000 tấn/năm, tương ứng với lượng nước thải khoảng

700 m3/ngày, đêm [14]

I.4.2.1 Bụi và khí thải

- Hơi khí xì từ quá trình nấu bột, hơi nước từ công trình phụ trợ

- Khí thải từ máy phát DG, khí nén bị rò rỉ từ bình chứa khí trong xưởng máy nén

Công ty đã triển khai nhiều giải pháp như: đầu tư hệ thống xyclon khô, xyclon màng nước thải khí thải ra môi trường qua ống khói cao 18 mét

Trang 40

I.4.2.2 Nước thải

Hình 1.7 Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải nhà máy giấy Lam Sơn [14]

Lượng nước thải phát sinh chủ yếu từ khâu nấu, nghiền, rửa bột và xeo giấy Toàn bộ lượng nước thải sản xuất bột từ nguyên liệu nứa được thu gom từ các công đoạn theo mương dẫn Nước thải này được điều hòa và cho men vi sinh, sau lắng xuống được đưa sang hệ thống hóa lý Bùn xử lý hóa lý nổi lên được gạt ra bể, bốc

ra sân phơi khô và được vận chuyển đi đốt lò hơi Nước trong cho chảy ra hồ tùy nghi, tiếp tục được vi sinh và ô xy hóa tiếp Nước thải cô đặc từ sản xuất giấy lề và nước thải xeo giấy được đưa ra mương dẫn vào bể thu hồi; bể thu hồi nước được bơm quay lại cho nghiền lề phế liệu và pha loãng bột giấy; sau đó bơm đi xử lý hóa

lý tại hệ thống xử lý nước thải sau xeo giấy Nước thải qua xử lý, đạt yêu cầu cho chảy vào bể chứa tái sản xuất, số còn lại đưa vào hồ tiếp tục vi sinh và ô xy hóa tiếp Nước từ nấu bột truyền thống và xeo giấy được xử lý qua sáu hồ tùy nghi, nước tại hồ sinh học cuối cùng đạt tiêu chuẩn cho phép được bơm tuần hoàn tái sử

Tái sản xuất Nước thải

Hồ tùy nghi

Tuần hoàn tái sử dụng

Định dạng
Số trang	139
Dung lượng	1,43 MB