Nghiên cứu xử lý nước thải ngành thuộc da

Trong nước thải của quá trình thuộc da gọi tắt là nước thải thuộc da, ngoài hóa chất được sử dụng trong quá trình công nghệ còn có các hợp chất hữu cơ có nguồn gốc từ da nguyên liệu như

Trang 1

NGUYỄN VIỆT HÙNG

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI

NGÀNH THUỘC DA

Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS NGUYỄN THỊ SƠN

Hà Nội - Năm 2010

Trang 2

Lớp Kỹ thuật môi trường 2008 - 2010 Nguyễn Việt Hùng

MỤC LỤC

MỤC LỤC i

LỜI CẢM ƠN iv

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT v

DANH MỤC CÁC BẢNG vi

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ vii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG I: HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT VÀ CÔNG NGHỆ THUỘC DA Ở VIỆT NAM 3

I.1 Hiện trạng ngành thuộc da Việt Nam và xu thế phát triển 3

I.1.1 Hiện trạng ngành thuộc da Việt Nam 3

1.1.2 Xu thế phát triển của ngành thuộc da Việt Nam 6

1.2 Hiện trạng công nghệ thuộc da ở Việt Nam 9

I.2.1 Nhu cầu vật tư, hóa chất và nước trong quá trình thuộc da 9

I.2.1 Công nghệ thuộc da 10

CHƯƠNG II: CÔNG NGHỆ THUỘC DA VÀ VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG 16

II.1 Chất thải từ quá trình thuộc da 16

II.1.1 Nước thải: 16

II.1.2 Chất thải rắn: 21

II.1.3 Các chất thải gây ô nhiễm môi trường không khí: 22

II.2 Tác động ô nhiễm môi trường do công nghệ thuộc da 23

II.2.1 Ô nhiễm môi trường nước 23

II.2.2 Ô nhiễm do chất thải rắn 24

II.2.3 Ô nhiễm môi trường không khí 25

II.3 Các giải pháp sản xuất sạch hơn cho quá trình thuộc da 26

II.3.1 Đánh giá chung 26

II.3.2 Các giải pháp SXSH trong công đoạn hồi tươi 28

II.3.3 Các giải pháp SXSH trong công đoạn tẩy lông ngâm vôi 29

II.3.4 Các giải pháp SXSH trong công đoạn thuộc 29

II.3.5 Các giải pháp SXSH trong công đoạn nhuộm – ăn dầu 30

II.3.6 Các giải pháp SXSH trong công đoạn hoàn thiện 31

Trang 3

CHƯƠNG III: HIỆN TRẠNG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI NGÀNH

THUỘC DA 32

III.1 Đặc trưng của nước thải thuộc da 32

III.2 Hiện trạng công nghệ xử lý nước thải thuộc da 36

III.2.1 Công nghệ xử lý nước thải thuộc da trên thế giới 36

III.2.2 Công nghệ xử lý nước thải thuộc da tại Việt Nam 45

CHƯƠNG IV: NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI THUỘC DA 48

IV.1 Mục đích, đối tượng và phương pháp nghiên cứu 48

IV.1.1 Mục đích và nội dung nghiên cứu: 48

IV.1.2 Đối tượng nghiên cứu 48

IV.1.3 Các thông số phân tích: 49

IV.2 Kết quả nghiên cứu và thảo luận 53

IV.2.1 Kết quả khảo sát đặc trưng nước thải thuộc da 53

IV.2.2 Nghiên cứu khử sulfua trong nước thải tẩy lông ngâm vôi 57

IV.2.3 Kết quả nghiên cứu khử Crom trong nước thải thuộc Crom 67

IV.2.3 Nghiên cứu khả năng xử lý sinh học nước thải dòng thải chung 73

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 77

TÀI LIỆU THAM KHẢO 80

Trang 4

LỜI CAM ĐOAN

Tôi là Nguyễn Việt Hùng, học viên cao học lớp KTMT 2008-2010, đã thực

hiện đề tài: “Nghiên cứu xử lý nước thải ngành thuộc da” dưới sự hướng dẫn của

PGS.TS Nguyễn Thị Sơn

Tôi xin cam đoan những kết quả nghiên cứu và thảo luận trong luận văn này

là đúng sự thật và không sao chép ở bất kỳ tài liệu nào khác

Trang 5

LỜI CẢM ƠN

Trước hết, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới sự giúp đỡ tận tình của cô Nguyễn Thị Sơn, người đã luôn sẵn lòng giúp đỡ, hướng dẫn em rất chu đáo và nhiệt tình trong suốt quá trình nghiên cứu

Bên cạnh đó, em cũng xin chân thành cảm ơn các cô chú, anh chị em đồng nghiệp tại Trung tâm Công nghệ Môi trường, Trung tâm Công nghệ thuộc da và Ban lãnh đạo Viện Nghiên cứu Da Giầy đã giúp đỡ và tạo điều kiện về trang thiết

bị, hóa chất… cho em thực hiện tốt quá trình nghiên cứu

Tôi xin cảm ơn các bạn học viên lớp Kỹ thuật Môi trường khoá 2008-2010

đã giúp đỡ tôi trong quá trình học tập

Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn tới các thành viên trong gia đình đã động viên và tạo điều kiện cho tôi hoàn thành tốt luận văn này

Xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 20 tháng 10 năm 2010 Học viên

Nguyễn Việt Hùng

Trang 6

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

phát triển công nghiệp của Liên hợp quốc)

Trang 7

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng II-2: Chất lượng nước thải từ một số công đoạn tại công ty da Đại Lợi (TP Hà

Bảng IV-5: Kết quả khảo sát đặc trưng nước thải dòng tổng hợp của công nghệ

Bảng IV- 9: Khảo sát thể tích bùn theo thời gian khi lượng hóa chất thay đổi 71

Trang 8

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình IV-1: Hiệu suất khử sulfua theo thời gian khi lưu lượng khí là L1 = 0,45 L/L

Trang 9

MỞ ĐẦU

Trong lịch sử loài người, da và các sản phẩm từ da chiếm vai trò rất quan trọng Sản phẩm chủ yếu từ da động vật là da thuộc Nhờ quá trình thuộc, protein có trong da được biến đổi sang dạng vật liệu bền vững, không bị thối rữa và phù hợp với các mục đích sử dụng khác nhau Để thuộc da, nhiều loại hóa chất được sử dụng, sau đó thải bỏ vào môi trường mà con đường chính là nước thải

Trong nước thải của quá trình thuộc da (gọi tắt là nước thải thuộc da), ngoài hóa chất được sử dụng trong quá trình công nghệ còn có các hợp chất hữu cơ có nguồn gốc từ da nguyên liệu như protein, chất béo… Với hàm lượng chất ô nhiễm cao đến rất cao, nước thải thuộc da đã góp phần không nhỏ làm ô nhiễm môi trường Đây là vấn đề rất bức xúc đã và đang được quan tâm

Các cơ sở thuộc da tư nhân đã có từ lâu nhưng ngành Da Giầy Việt Nam chính thức được thành lập từ năm 1990 Trải qua 20 năm phát triển, ngành Da Giầy Việt Nam đã có những bước phát triển đáng khích lệ Theo thống kê của Tổng cục thống kê năm 2008, kim ngạch xuất khẩu các sản phẩm da và giầy dép đứng vị trí thứ ba trong cả nước, sau hàng dệt may và dầu thô Trên thế giới, kim ngạch xuất khẩu sản phẩm ngành Da Giầy Việt Nam (bao gồm da thuộc và các sản phẩm giầy dép) đứng vị trí thứ tư, sau Trung Quốc, Italia và Hồng Kông Tuy nhiên, nếu chỉ xét da tươi và da thuộc thì kim ngạch xuất khẩu của Việt Nam đứng thứ 27 trên thế giới Đối với thị trường trong nước, sản phẩm da thuộc chỉ đáp ứng 25 – 30% nhu cầu của các doanh nghiệp sản xuất giầy dép và các sản phẩm da Như vậy, có thể thấy tiềm năng phát triển của các doanh nghiệp thuộc da Việt Nam là rất lớn

Công nghệ được sử dụng ở hầu hết các doanh nghiệp thuộc da ở nước ta đều

đã lạc hậu so với các nước trong khu vực như Indonesia, Thái Lan… Chỉ khoảng 20% doanh nghiệp đầu tư áp dụng công nghệ sạch, thân thiện với môi trường nhằm giảm thiểu ô nhiễm, hạn chế lượng hóa chất độc hại tồn dư trong sản phẩm theo yêu cầu của khách hàng Đây chủ yếu là doanh nghiệp có vốn đầu tư nước ngoài, doanh nghiệp liên doanh hoặc doanh nghiệp có sản phẩm xuất khẩu

Trang 10

Có thể nói vấn đề môi trường tại các doanh nghiệp thuộc da của Việt Nam chưa được coi trọng Đáng chú ý là nước thải từ quá trình thuộc da chưa qua xử lý được đổ thẳng ra môi trường, gây ô nhiễm nghiêm trọng Nhiều doanh nghiệp thuộc

da ở nước ta, nhất là doanh nghiệp có quy mô vừa và nhỏ, đang đứng trước nguy cơ hạn chế sản xuất, thậm chí ngừng hoạt động, do không đáp ứng được các yêu cầu về bảo vệ môi trường

Vì vậy việc xử lý nước thải đối với các doanh nghiệp thuộc da là vấn đề rất cấp thiết, cần được quan tâm giải quyết

Xử lý nước thải thuộc da đã được thực hiện ở nhiều nước trên thế giới Các quốc gia như Ấn Độ, Italia, Trung Quốc đã đầu tư thích đáng vào nghiên cứu và triển khai một số công nghệ hiệu quả để xử lý nước thải từ quá trình thuộc da Tuy nhiên ở Việt Nam, vấn đề này vẫn chưa được quan tâm đúng mức Số lượng các nghiên cứu về xử lý nước thải thuộc da tại Việt Nam rất hạn chế Hầu hết các doanh nghiệp chưa xây dựng hệ thống xử lý nước thải

Trong khuôn khổ luận văn này, đối tượng được tập trung nghiên cứu là nước thải từ tẩy lông ngâm vôi và nước thải từ công đoạn thuộc Crom (công nghệ thuộc

da mềm) Đây là hai dòng nước thải đáng quan tâm nhất do công nghệ thuộc da truyền thống vẫn được sử dụng phổ biến và sản phẩm da thuộc Crom chiếm tới 90% tổng sản phẩm Bên cạnh đó, những nghiên cứu bước đầu về khả năng khử các thành phần hữu cơ khác có trong nước thải thuộc da cũng được quan tâm

Đề tài “Nghiên cứu xử lý nước thải ngành thuộc da” nhằm góp phần từng

bước hoàn thiện công nghệ xử lý nước thải thuộc da phù hợp với điều kiện Việt Nam trong bối cảnh vấn đề bảo vệ môi trường ngành thuộc da còn rất nhiều việc phải làm Quá trình nghiên cứu dừng lại ở quy mô phòng thí nghiệm, chưa có điều kiện triển khai thử nghiệm thực tế Mặc dù vậy, kết quả nghiên cứu sẽ là cơ sở để có những nghiên cứu tiếp theo, góp phần khẳng định công nghệ khả thi trong xử lý nước thải thuộc da với hiệu quả kinh tế cao

Trang 11

CHƯƠNG I: HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT VÀ CÔNG NGHỆ THUỘC DA Ở VIỆT NAM I.1 Hiện trạng ngành thuộc da Việt Nam và xu thế phát triển

I.1.1 Hiện trạng ngành thuộc da Việt Nam

Mặc dù các doanh nghiệp da giầy ở nước ta đã có từ lâu, sản xuất thủ công với vài chục công nhân nhưng ngành Da Giầy Việt Nam chính thức được thành lập

từ năm 1990 Ban đầu, các cơ sở giầy thực hiện các đơn hàng gia công mũ giầy cho thị trường Đông Âu Đến giữa những năm 90, do biến động mạnh của thị trường, các doanh nghiệp của Việt Nam buộc phải chuyển hướng thị trường sang các nước

ở Tây Âu

Từ năm 2000 cho đến nay, chính phủ đã ban hành nhiều chính sách khuyến khích đầu tư trong và ngoài nước nhằm hỗ trợ ngành Da Giầy phát triển Theo thống kê năm 2009 của Hiệp hội Da Giầy Việt Nam, hiện cả nước có 39 doanh nghiệp hoạt động trong lĩnh vực thuộc da, không kể các cơ sở tại làng nghề Phố Nối (Hưng Yên) và Phú Thọ Hòa (TP Hồ Chí Minh) Phần lớn các doanh nghiệp đặt tại miền Nam (34 doanh nghiệp), chỉ có 3 doanh nghiệp ở miền Bắc và 2 doanh nghiệp

ở miền Trung Số lượng các doanh nghiệp Việt Nam chiếm tới 82% (với 32 doanh nghiệp), còn lại là các doanh nghiệp có vốn đầu tư nước ngoài chiếm 18% (với 7 doanh nghiệp) [32]

8%

5%

87%

Hình I-1: Tỷ lệ phân bố các cơ sở thuộc da trong cả nước [32]

Trang 12

Số lượng doanh nghiệp Việt Nam chiếm tới 82% số nhưng phần lớn có quy

mô nhỏ và trung bình (sản lượng da thuộc đạt khoảng 1 – 2 triệu sqft/năm, tương đương 93.000 – 186.000 m2/năm), công nghệ lạc hậu từ 20 – 30 năm so với các nước trong khu vực Các thiết bị chủ yếu được đầu tư trước năm 2000, hiện còn khoảng 40% có chất lượng tốt, gần 30% chất lượng trung bình, còn lại là thiết bị có chất lượng kém hoặc đã hư hỏng

Từ năm 2002 - 2009, 7 dự án xây dựng nhà máy thuộc da có vốn FDI (phần lớn là các doanh nghiệp từ Trung Quốc, Hàn Quốc) được triển khai xây dựng và đi vào hoạt động, tập trung ở Bình Dương, Đồng Nai và Bà Rịa – Vũng Tàu Doanh nghiệp có vốn FDI chiếm ưu thế về cả công nghệ, thiết bị, sản lượng… đang là thách thức rất lớn đối với các doanh nghiệp Việt Nam

Lao động làm việc trong các cơ sở thuộc da chủ yếu là lao động phổ thông, với 95% công nhân có trình độ PTTH trở xuống, cho thấy tính chất thủ công trong quá trình thuộc da Người lao động được đào tạo trực tiếp trên dây chuyền sản xuất sau một thời gian ngắn học lý thuyết cơ bản

Các nghiên cứu gần đây trong lĩnh vực thuộc da tập trung vào các loại nguyên liệu mới như da nốt sần (da đà điểu), da trăn và da cá sấu Nhưng đối với sản phẩm chủ đạo là da trâu, da bò và da lợn, các nghiên cứu hầu như không có

Các giải pháp sản xuất sạch hơn được áp dụng ở nhiều nước trên thế giới cũng không được doanh nghiệp quan tâm hay đưa vào thử nghiệm Nguyên nhân vẫn là do mức đầu tư lớn, hiệu quả đầu tư không cao Bên cạnh đó, việc quản lý lỏng lẻo của các cơ quan chức năng tạo ra nhiều khe hở để doanh nghiệp lợi dụng, khiến doanh nghiệp thiếu trách nhiệm trong công tác bảo vệ môi trường

Các doanh nghiệp có vốn đầu tư nước ngoài luôn quan tâm đến đầu tư nghiên cứu, ứng dụng khoa học công nghệ vào sản xuất, đồng thời bồi dưỡng nâng cao trình độ cho cán bộ kỹ thuật để tiếp cận những công nghệ hiện đại, đáp ứng được yêu cầu khi có sự đầu tư và chuyển giao công nghệ Việc đào tạo này do doanh nghiệp tự thực hiện dưới sự hướng dẫn của chuyên gia nước ngoài

Trang 13

Vấn đề cung ứng da nguyên liệu là vấn đề thiếu và yếu của ngành thuộc da Việt Nam Đây đang là một trở ngại lớn đối với sự phát triển của ngành Chi phí nguyên liệu chiếm 40 - 50% giá thành sản phẩm nhưng do chưa chủ động được nguồn cung trong nước nên phần lớn vẫn được doanh nghiệp nhập khẩu từ các nước như Mỹ, Canada, Australia… Điều này làm cho doanh nghiệp không thể tự chủ về giá, bị hạn chế khả năng cạnh tranh trên thị trường…

Mặt khác, chất lượng da nguyên liệu trong nước cũng còn nhiều vấn đề đáng quan tâm Các cơ sở giết mổ thủ công, nhỏ lẻ dẫn đến lượng cung không ổn định, chất lượng chưa cao, thậm chí có nhiều lỗi lớn ăn sâu vào tấm da, ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm Bên cạnh đó, do chăn nuôi quảng canh và mục đích chính là lấy thịt nên chất lượng da ít được quan tâm: bề mặt da thường có đốm, vết làm giảm giá trị của nguyên liệu Vì vậy, da nguyên liệu trong nước chỉ được sử dụng để sản xuất phục vụ tiêu dùng nội địa

Phần lớn sản phẩm da thuộc của các doanh nghiệp Việt Nam được cung cấp cho thị trường trong nước, thậm chí không đạt yêu cầu để sản xuất sản phẩm da xuất khẩu Do đó, các doanh nghiệp nước ngoài hoàn toàn chiếm lĩnh thị trường xuất khẩu Từ năm 2004 – 2008, sản lượng da xuất khẩu năm sau cao hơn năm trước (Hình I-2)

Năm 2008, theo số liệu của Tổng cục Thống kê, giá trị sản xuất công nghiệp của toàn ngành đạt gần 25 nghìn tỷ đồng, giá trị xuất khẩu đạt 4,767 tỷ USD, đứng hàng thứ 3 về giá trị xuất khẩu, sau ngành dệt may và dầu khí [7] Trên thế giới, theo thống kê của Trung tâm thương mại quốc tế (ITC), giá trị xuất khẩu của toàn ngành da giầy Việt Nam đạt 7,524 tỷ USD, đứng thứ tư trên thế giới, sau Trung Quốc (43,373 tỷ USD), Italia (17,256 tỷ USD) và Hồng Kông (SARC, 11,991 tỷ USD) [14]

Trang 14

0 20 40 60 80 100 120 140

Hình I-2: Sản lượng da thuộc hoàn thiện xuất khẩu trong cả nước [32]

Tuy nhiên, các doanh nghiệp thuộc da Việt Nam vẫn chưa phát triển đúng với tiềm năng, đối với cả thị trường trong nước và xuất khẩu Sản lượng da thuộc hoàn thiện tiêu dùng nội địa chỉ đáp ứng được 25 – 30% nhu cầu của các doanh nghiệp sản xuất giầy dép và các sản phẩm từ da [4] Giá trị xuất khẩu đối với da tươi nguyên liệu và da thuộc hoàn thiện của Việt Nam chỉ đạt 158,7 nghìn USD (chiếm 2,1% giá trị xuất khẩu của toàn ngành), đứng hàng 27 trên thế giới [15]

1.1.2 Xu thế phát triển của ngành thuộc da Việt Nam

Trước khi suy thoái kinh tế thế giới xảy ra vào nửa cuối năm 2008, ngành

Da Giầy Việt Nam phát triển tương đối ổn định, tỷ lệ tăng trưởng trung bình hàng năm đạt khoảng 18% Đến năm 2009, sự phát triển của ngành có dấu hiệu chững lại, kim ngạch xuất khẩu toàn ngành giảm 14,6% so với năm 2008, nguyên nhân là do:

sự sụt giảm của các thị trường truyền thống, yêu cầu khắt khe hơn từ phía đối tác

EU và Mỹ, sự cạnh tranh của các nước sản xuất da khác (Ấn Độ, Bangladesh, Indonesia…)

Trang 15

Năm 2010, với nhiều nỗ lực của chính phủ và bản thân các doanh nghiệp, ngành Da Giầy bắt đầu lấy lại vị thế, thu hút nhiều đơn hàng mới Hiệp hội Da Giầy Việt Nam đánh giá: từ năm 2010 trở đi, đặc biệt là giai đoạn 2010 – 2020, sẽ là thời

kỳ “vàng” của ngành Da Giầy Việt Nam do lợi thế về giá nhân công rẻ và xu hướng phát triển của ngành Da Giầy thế giới [1]

Trong thời gian tới, ngành thuộc da trên thế giới tiếp tục tập trung vào nghiên cứu và phát triển các loại hóa chất mới, đổi mới và nâng cấp máy móc thiết bị, áp dụng các giải pháp sản xuất sạch hơn nhằm giữ được các đặc tính của sản phẩm đồng thời giảm thiểu tác động tới môi trường Sự gia tăng của dân số thế giới và nhu cầu tiêu dùng của mỗi người dân khiến cho sản lượng da thuộc tiêu thụ tiếp tục tăng trong những năm tới Dưới áp lực về môi trường và giá nhân công tại châu Âu

và Bắc Mỹ, các nước đang phát triển, trong đó có Việt Nam, sẽ đón nhận không ít các dự án đầu tư xây dựng nhà máy thuộc da mới [4]

Xu hướng dịch chuyển quá trình sản xuất da thuộc từ các nước công nghiệp sang các nước đang phát triển và các nước công nghiệp mới ở châu Á mang tới nhiều cơ hội và thách thức Khai thác tốt lợi thế này, Việt Nam sẽ có thêm nhiều nhà đầu tư mới cũng như khách hàng mới Tuy nhiên, nếu quản lý không tốt thì nguy cơ ô nhiễm từ công nghiệp thuộc da sẽ không phải là quá xa vời; người dân Việt Nam sẽ là đối tượng chịu tác động trực tiếp và nặng nề nhất

Với ngành Da Giầy Việt Nam, mặt hàng chủ đạo vẫn là da trâu bò thuộc Ngoài ra, sản phẩm da cá sấu trong thời gian tới sẽ tăng do nhà máy thuộc da cá sấu Khánh Hòa (KHATOCO) đang có kế hoạch mở rộng sản xuất Các doanh nghiệp tiếp tục khai thác các thị trường truyền thống như EU, Mỹ đồng thời tìm kiếm thị trường mới như Australia, Nhật Bản… [4]

Bên cạnh đó, thị trường nội địa là hướng được nhiều doanh nghiệp Việt Nam quan tâm Ngành sản xuất giầy dép và các sản phẩm từ da hàng năm nhập khẩu một lượng da thuộc thành phẩm lớn gấp 3 lần sản lượng hiện tại Với thị trường nội địa, doanh nghiệp có nhiều lợi thế như am hiểu về tập quán và phong cách tiêu dùng, thuận lợi về khoảng cách địa lý, các mối quan hệ kinh doanh sẵn có…

Trang 16

Điều đáng quan tâm hiện nay là: chất lượng da thuộc trong nước không đạt yêu cầu phục vụ sản xuất hàng xuất khẩu Đây thực sự là điều đáng tiếc, khó có thể chấp nhận mà doanh nghiệp trong nước không thể không chú ý khắc phục

Để có lợi thế cạnh tranh, doanh nghiệp và cơ quan quản lý trong ngành thuộc

da Việt Nam cần phải giải quyết rất nhiều vấn đề liên quan

Vấn đề khó khăn nhất là phát triển vùng nguyên liệu đáp ứng được nhu cầu sản xuất trong nước, đặc biệt là khu vực phía Nam, nơi tập trung chủ yếu các doanh nghiệp thuộc da lớn của Việt Nam Điều này có nghĩa là cần phát triển đồng thời trang trại chăn nuôi quy mô công nghiệp, các cơ sở giết mổ tập trung và doanh nghiệp chế biến thực phẩm Hiện trạng quy hoạch của nhiều ngành, nhiều lĩnh vực gặp thất bại cho thấy vấn đề này khó có thể được giải quyết trong tương lai gần

Vấn đề dễ giải quyết hơn là kiểm soát nghiêm túc các quá trình công nghệ để sản phẩm có chất lượng tốt nhất và ổn định Sự thành công của một số công ty như Đặng Tư Kỳ (TP Hồ Chí Minh), Triệu Cảnh (TP Hồ Chí Minh) trong thời gian vừa qua cho thấy điều này nằm trong khả năng giải quyết của doanh nghiệp, là bài học

để doanh nghiệp khác học tập và áp dụng

Các doanh nghiệp cần và phải quan tâm, kiểm soát và xử lý tốt ô nhiễm môi trường Hiện đang là thời kỳ quá độ, là thời kỳ để doanh nghiệp hoàn thiện công tác bảo vệ môi trường trước khi các cơ quan chức năng thực sự siết chặt quản lý Nếu không giải quyết tốt thì vấn đề môi trường (như ô nhiễm do chất thải rắn hay ô nhiễm do nước thải) sẽ buộc các doanh nghiệp phải đóng cửa thay vì phát triển mở rộng Mặt khác, đảm bảo vấn đề môi trường còn là điều kiện không thể thiếu đối với doanh nghiệp xuất khẩu vào các thị trường như EU, Mỹ Việc dừng hoạt động của công ty Hưng Thái (Bình Dương) và Hào Dương (TP Hồ Chí Minh) trong thời gian vừa qua là dấu hiệu cảnh báo cho các doanh nghiệp

Song song với đó, doanh nghiệp cần từng bước đưa vào áp dụng các giải pháp SXSH, bao gồm cả đầu tư nâng cấp trang thiết bị và sử dụng hóa chất mới

Trang 17

thân thiện với môi trường Điều này không chỉ giúp doanh nghiệp tiết kiệm chi phí đầu vào mà còn giúp giảm tải cho hệ thống xử lý, giảm chi phí xử lý chất thải

Năm 2009, Hợp phần Sản xuất sạch hơn của Bộ Công thương đã hoàn thành tài liệu “Hướng dẫn đánh giá sản xuất sạch hơn cho ngành thuộc da Việt Nam” để doanh nghiệp tham khảo Ngoài ra, doanh nghiệp có thể liên hệ với Hợp phần Sản xuất sạch hơn và Viện nghiên cứu Da Giầy để được hỗ trợ kỹ thuật

1.2 Hiện trạng công nghệ thuộc da ở Việt Nam

Quá trình thuộc da có thể xem là một quá trình chế biến sản phẩm phụ của ngành chăn nuôi, với mục đích thu hồi/tận dụng tài nguyên có ích là da động vật

Sản phẩm da thuộc có 2 loại chính là da cứng và da mềm Da cứng thu được khi sử dụng chất thuộc tanin, được sử dụng làm dây lưng, đế giầy hoặc các chi tiết đòi hỏi độ cứng cao Da mềm là sản phẩm thu được khi sử dụng chất thuộc Crôm, được sử dụng làm các chi tiết đòi hỏi sự mềm mại như mặt ngoài của túi xách, ví da Sản phẩm da mềm chiếm tới hơn 90% sản lượng da thuộc trong cả nước

I.2.1 Nhu cầu vật tư, hóa chất và nước trong quá trình thuộc da

Hóa chất được sử dụng trong quá trình thuộc da với nguyên liệu là da muối khá đa dạng Các hóa chất này gồm nhiều loại muối, axit vô cơ, các dung môi hữu

cơ, hóa chất thuộc, thuốc nhuộm (Bảng I-1), trong đó có nhiều loại gây ô nhiễm môi trường Đáng chú ý là lượng muối ăn sử dụng khá lớn, từ 10 – 30% khối lượng nguyên liệu Các loại hóa chất này có trong nước thải gây cản trở không nhỏ tới quá trình xử lý Nhu cầu vật tư, hóa chất và nước trong công nghệ thuộc da được trình bày trong Bảng I-1

Trang 18

Bảng I-1: Nhu cầu vật tư, hoá chất trong quá trình thuộc da [3]

Đơn vi: kg/100 kg da muối

Hầu hết các công đoạn trong công nghệ thuộc da là quá trình ướt, có nghĩa là

có sử dụng nước (Hình I-3) Định mức tiêu thụ nước khoảng 30 – 60 m3 cho 1 tấn

da nguyên liệu [3] Lượng nước thải thường xấp xỉ lượng nước tiêu thụ

I.2.1 Công nghệ thuộc da [6, 16]

Quá trình thuộc da bao gồm 3 giai đoạn chính: giai đoạn chuẩn bị thuộc, giai đoạn thuộc và giai đoạn hoàn thiện Giai đoạn 1 và 2 là hai giai đoạn chính của quá

Trang 19

trình thuộc da, được thực hiện trong môi trường nước và sử dụng nhiều loại hóa chất khác nhau Quy trình công nghệ thuộc da được thể hiện qua sơ đồ Hình I-3

a) Giai đoạn chuẩn bị thuộc

Thành phần hóa học chủ yếu của da thuộc thành phẩm là các sợi collagen (một dạng protein) Giai đoạn trước thuộc giúp loại bỏ các thành phần phi collagen

và tạp chất, chuẩn bị cho giai đoạn thuộc Giai đoạn trước thuộc bao gồm những công đoạn sau:

- Công đoạn hồi tươi:

Nguyên liệu chủ yếu là da muối Da nguyên liệu phải được hồi tươi trước khi thực hiện các bước tiếp theo

Mục đích hồi tươi là khôi phục lại độ ẩm và độ trương nở tự nhiên của da tươi, ngoài ra còn giúp loại bỏ tạp chất tan và không tan… Công đoạn này được thực hiện trong thùng quay với tốc độ quay tương đối chậm, khoảng 5 – 10 vòng/phút Các hóa chất được sử dụng để thúc đẩy quá trình trương nở và chống lại

sự phát triển của vi sinh vật là NaCl, NaHCO3, chất nhũ hóa hoặc chất hoạt động bề mặt

- Công đoạn tẩy lông – ngâm vôi:

Tẩy lông – ngâm vôi nhằm loại bỏ lông và mở cấu trúc sợi, giúp hóa chất thuộc có thể thâm nhập dễ dàng vào tấm da Quá trình này diễn ra trong môi trường kiềm mạnh (pH = 12 – 13), sử dụng vôi để điều chỉnh pH Natri sulfua (Na2S) hoặc Natri hydro sulfua (NaHS) được sử dụng để làm lỏng lỗ chân lông Khi thùng chuyển động, dưới tác dụng của lực ma sát, các sợi lông được tách ra và đi vào nước

Quá trình này được thực hiện trong thùng quay, tốc độ là 2 vòng/phút trong thời gian một ngày Tùy vào loại da và yêu cầu về sản phẩm mà người ta đưa các loại hóa chất cần thiết với liều lượng phù hợp

Trang 20

Hình I-3: Quy trình công nghệ thuộc da từ da muối [3]

- Công đoạn xén diềm - nạo thịt:

Các máy xén diềm – nạo thịt được điều chỉnh để loại bỏ các mô thừa, diềm

da, tạo điều kiện cho hóa chất có thể thâm nhập sâu vào trong tấm da, loại bỏ những

Hồi tươi

Tẩy vôi, làm mềm

Làm xốp

Ép nước, ty Thuộc da

Nước, NaCl, NaHCO3,

chất hoạt động bề mặt

Na2S, Nước, Ca(OH)2

Nước, NH 4 Cl, NaHSO 3

Nước, HCOOH, NaCl, H2SO4

Muối crom, Na2CO3, tanin,

chất diệt khuẩn

Nước, Tanin, muối crôm,

thuốc nhuộm, axit focmic,

Giai đoạn thuộc

Giai đoạn hoàn thiện

Trang 21

phần không sử dụng được để tiết kiệm hóa chất cho các quá trình tiếp sau Các mô

mỡ được tách ra trong công đoạn này có thể được thu gom để thu hồi mỡ, sản xuất

xà phòng

- Công đoạn xẻ da:

Tùy theo yêu cầu của đơn hàng, tấm da được xẻ thành các lớp khác nhau Lớp ngoài cùng được gọi là lớp cật, các lớp sau gọi là lớp váng

- Công đoạn tẩy vôi:

Mục đích là loại bỏ vôi có trong da, hạ dần pH của da bằng axit yếu (axit Foocmic) Một số enzim cũng được bổ sung vào để tăng độ trơn nhẵn của bề mặt cật, loại bỏ các cấu trúc phi collagen và các loại protein khác Hoạt động của enzim cũng giúp tăng độ mềm dẻo, độ đàn hồi và độ bền màu của tấm da

b) Giai đoạn thuộc:

Đây là giai đoạn chính của quá trình thuộc da, dưới tác dụng của hóa chất thuộc, cấu trúc sợi của tấm da bị thay đổi, xuất hiện thêm các liên kết ngang Nhờ

đó, da thuộc bền, chịu được nhiệt độ cao hơn và có khả năng chống lại sự tấn công của vi sinh vật

- Công đoạn làm mềm:

Công đoạn làm xốp là bước chuẩn bị rất quan trọng cho công đoạn thuộc, nhờ đó hóa chất thuộc có thể thâm nhập và phân bố đều trong toàn bộ chiều dày của tấm da Nếu thực hiện không đạt yêu cầu thì chất thuộc sẽ phản ứng quá mạnh ở bề mặt mà không thể ngấm sâu vào trong tấm da, làm hỏng bề mặt da Quá trình này được thực hiện nhờ điều chỉnh độ axit của dung dịch với sự có mặt của muối ăn, hàm lượng muối ăn sử dụng khoảng 6 – 8%, pH nằm trong khoảng 3 – 4

- Công đoạn thuộc:

Đây là công đoạn chính của quá trình Dưới tác dụng của hóa chất thuộc, trong môi trường thích hợp, các liên kết ngang được hình thành giữa các gốc cacboxyl của sợi collagen Chất thuộc sử dụng chính là muối Crom do quá trình

Trang 22

thuộc Crom diễn ra nhanh (khoảng 10 – 12 giờ) Da thuộc Crom mềm mại hơn và trọng lượng cũng nhẹ hơn Chất thuộc thực vật (tanin) cũng được sử dụng để thuộc

da Sản phẩm thu được cứng hơn, thường được sử dụng để sản xuất dây lưng, túi da,

vỏ bóng…

- Công đoạn ép nước – ty da:

Mục đích là loại bỏ bớt nước sao cho hàm ẩm của da còn khoảng 60 – 70%, tấm da có độ dày và hàm ẩm đồng nhất

c) Giai đoạn hoàn thiện:

Giai đoạn hoàn thiện là bước cuối cùng trong sản xuất da thuộc thành phẩm theo yêu cầu của đơn hàng Các kỹ thuật nâng cao chất lượng da như thuộc lại, làm lại mặt cật… cũng được thực hiện trong giai đoạn này

- Công đoạn trung hòa, thuộc lại, nhuộm, ăn dầu:

Mục đích của công đoạn này là để sản xuất ra các loại sản phẩm khác nhau

từ da bán thành phẩm; tối ưu hóa các thuộc tính cho sản phẩm (như độ dày, độ chống thấm, độ mềm dẻo, màu sắc, độ bền màu, độ mịm, độ trơn, độ bóng, độ khô, hoa văn…); tạo bề mặt sản phẩm theo yêu cầu Toàn bộ quá trình được thực hiện trong thiết bị thùng quay, với thời gian 3 – 7 giờ, ở nhiệt độ 35 – 60oC, tốc độ vòng quay khoảng 12 vòng/phút

Quá trình trung hòa được thực hiện dưới tác dụng của các chất trung tính (như NaHCO3, CH3COONa, Syntan trung tính), làm yếu kết cấu tại lớp ngoài tấm

da, tạo điều kiện cho việc thâm nhập lại của các chất thuộc dạng anion, thuốc nhuộm và chất béo Thông thường, pH tại bề mặt của da phải đạt khoảng 5,0 và ở trong tấm da phải đạt 4,5 Trong trường hợp cần hóa chất thấm sâu vào trong tấm da thì pH của tấm da (trên bề mặt và ở trong) phải đạt 5,5

Quá trình thuộc lại nhằm điều chỉnh đặc tính của da thuộc phù hợp với các mục đích sử dụng khác nhau Hóa chất sử dụng có thể là chất thuộc dạng tổng hợp hữu cơ (sản phẩm trùng ngưng của Phenol, Naphtalen), chất thuộc nguồn gốc thảo

Trang 23

mộc (sản xuất từ cây Quebracho, Mimosa, Chestnut, Valonia và Myrobolan), nhựa tanin (trùng hợp từ axit Acrylic, Melamin, Diciamid…)

Ví dụ: sản phẩm cần có các đặc tính như cấu trúc mặt cật chặt chẽ, độ mịm cao, có thể đánh lại mặt cật và có thể in chìm Nếu da sau công đoạn thuộc không đảm bảo yêu cầu thì chất thuộc thực vật được sử dụng để thuộc lại

Quá trình nhuộm sẽ cho sản phẩm da có màu sắc như mong muốn Sau đó,

da sẽ được “ăn dầu” để tăng độ mềm dẻo

- Công đoạn hoàn thiện:

Đây là công đoạn cuối cùng của quá trình thuộc da nhằm hoàn thiện tối đa sản phẩm, tiếp tục tăng cường các thuộc tính của sản phẩm da cũng như xử lý các lỗi trên bề mặt, tăng giá trị tấm da

Quá trình này gồm các bước:

- Làm khô tối đa bằng máy sấy chân không hoặc máy sấy thông thường

- Hồi ẩm cho da đến đồng nhất (độ ẩm đạt 8 – 14% tùy sản phẩm),

- Vò mềm cho sản phẩm có độ mềm dẻo đồng nhất,

- Cải tạo bề mặt cơ học (mài, chải bụi, là bề mặt) và trau truốt (phủ mặt cật, phun chất bóng, in tạo mặt cật)

Trang 24

CHƯƠNG II: CÔNG NGHỆ THUỘC DA VÀ

VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNGII.1 Chất thải từ quá trình thuộc da

Quá trình thuộc da phát sinh nhiều loại chất thải khác nhau: nước thải, khí thải và chất thải rắn, trong đó nước thải là nguồn gây ô nhiễm quan trọng nhất Lượng chất thải phụ thuộc vào công nghệ sản xuất, chủng loại sản phẩm, trình độ của công nhân…

II.1.1 Nước thải:

Từ sơ đồ dây chuyền công nghệ kèm dòng thải (Hình II-1), có thể thấy nước thải phát sinh ở hầu hết các công đoạn với khối lượng lớn Tỷ lệ nước/da nguyên liệu tại mỗi công đoạn không giống nhau và được trình bày trong Bảng II-1 Lượng nước thải tương đương với lượng nước sử dụng

Bảng II-1: Nhu cầu nước trong các công đoạn của quá trình thuộc da [16]

Để thuộc 1 tấn da muối nguyên liệu, định mức nước sử dụng tại các nhà máy thuộc da Việt Nam là 50 – 60 m3, trong khi tại các nước phát triển, định mức nước nằm thấp hơn đáng kể, chỉ từ 15 – 20 m3/tấn da nguyên liệu và có xu hướng tiếp tục giảm còn 5 – 10 m3 [4] Nước thải tại mỗi công đoạn có thành phần và đặc trưng rất

khác nhau (Bảng II-2)

Trang 25

Hình II-1: Quy trình công nghệ thuộc da kèm dòng thải

Hồi tươi

Tẩy vôi, làm mềm

Làm xốp

Ép nước, ty Thuộc da

Nước, NaCl, NaHCO3,

chất hoạt động bề mặt Nước thải:NaCl, máu, chất rắn lơ lửng, chất hữu cơ dễ phân huỷ

Nước thải:vôi, lông, chất hữu cơ, Na2S CTR: lông, chất hữu cơ, cặn vôi Khí thải: chứa H2S,

Nước thải có tính axit

Nước thải: Crôm, chất thuộc khác Bùn chứa crom, chất thuộc, các mảnh da vụn

Nước thải chứa crôm, chất thuộc tanin, tính axit

Phoi bào, mùn da

Nước thải chứa chất thuộc, dầu, thuốc nhuộm, tính axit

Mẩu da thuộc, bột da Dung môi hữu cơ, hơi ẩm

Nước, NH4Cl, NaHSO3

Nước, HCOOH, NaCl, H2SO4

Muối crom, Na2CO3,

tanin, chất diệt khuẩn

Nước, NaOH, Tanin, muối crôm,

thuốc nhuộm, axit focmic,

dầu động thực vật

Hơi nước, chất phủ bề mặt

(oxit kim loại), sơn, chất tạo màng

Da nguyên liệu

Trang 26

Bảng II-2: Chất lượng nước thải từ một số công đoạn tại công ty da Đại Lợi

Hàm lượng chất rắn lơ lửng (SS) trong nước thải ngâm vôi rất lớn, lên đến 12.000 mg/L, gấp 10 lần so với nước thải tẩy vôi (1.680 mg/L), gấp gần 6 lần so với nước thải thuộc (2.146 mg/L) và gấp 12 – 16 lần so với nước thải hồi tươi và nước thải hoàn thành Nguyên nhân là do trong quá trình ngâm vôi, toàn bộ lông trên da động vật được loại bỏ và đi vào nước thải, làm tăng mạnh chỉ số chất rắn lơ lửng

Trang 27

Cũng do toàn bộ lông động vật được tách ra trong quá trình ngâm vôi nên giá trị tổng nito của nước thải ngâm vôi rất cao (3.100 mg/L), gấp gần 10 lần so với nước thải hoàn thiện và gấp gần 30 lần so với nước thải hồi tươi và thuộc Trong quá trình tẩy vôi, muối NH4Cl hoặc (NH4)2SO4 được sử dụng nên chỉ số tổng nito cũng rất cao (2.520 mg/L)

Trong quá trình hổi tươi và ngâm vôi, các tạp chất tan và không tan có trong nguyên liệu dần đi vào nước thải, làm cho giá trị COD của hai dòng thải này rất cao: hàm lượng COD tổng số (CODtot) tương ứng là 20.320 và 27.830 mg/L, gấp từ 3,6 – 16 lần các dòng thải còn lại; phần COD dễ bị phân hủy sinh học (CODst) tương ứng là 5.800 và 6.600 mg/L, gấp từ 3,5 – 4,5 lần các dòng thải còn lại

Hiệu quả sử dụng hóa chất phụ thuộc vào công nghệ, khả năng kiểm soát quá trình… Tuy nhiên, hiệu suất của quá trình sản xuất không thể đạt 100% nên một phần các chất trên sẽ đi vào nước thải, trở thành yếu tố gây ô nhiễm cần phải xử lý Cân bằng hóa chất cho quá trình thuộc da trâu bò, tính trung bình cho 1 tấn da nguyên liệu được trình bày như trong Bảng I-3 Từ Bảng I-3, có thể thấy 84% lượng hóa chất sử dụng sẽ đi vào chất thải

Tải lượng, thành phần của các chất gây ô nhiễm nước phụ thuộc vào lượng hoá chất sử dụng và lượng chất được tách ra từ da

Trang 28

Bảng II- 3: Cân bằng hóa chất trong quá trình thuộc da (da trâu bò) [30]

Đơn vị: Kg/tấn da nguyên liệu

Hóa chất Lượng sử dụng Lượng bị hấp thụ Lượng thải bỏ

Chất thuộc Crom

(Cr2O3)

101 (25)

19 (12)

82 (13)

Bảng II-4: Tải lượng chất ô nhiễm trong quá trình chế biến da [36]

Đơn vị: Kg/tấn da muối nguyên liệu

Trang 29

- N4: Quá trình thuộc lại và hoàn thành ướt

- N5: Quá trình thuộc, thuộc lại và hoàn thành ướt (không có giai đoạn

chuẩn bị thuộc)

II.1.2 Chất thải rắn:

Chất thải rắn từ quá trình thuộc da được chia làm 2 loại: chất thải trước thuộc

và chất thải sau thuộc Trung bình, khi thuộc 1 tấn da muối nguyên liệu sẽ phát sinh khoảng 637 kg chất thải rắn, cụ thể:

- Chất thải trước thuộc:

+ Bạc nhạc, thịt da, mỡ… từ công đoạn nạo thịt: ~ 300 kg + Diềm da từ công đoạn xén diềm: ~100 kg

+ Da váng thải: ~107 kg

- Chất thải sau thuộc:

+ Mùn bào da thuộc Crôm: ~99 kg + Diềm da thuộc Crôm: ~20 kg + Bụi da từ quá trình đánh lại mặt cật: ~1 kg + Diềm da, phần da thừa trong công đoạn hoàn thành: ~10 kg [30] Lượng và thành phần của chất thải rắn trước thuộc thường biến động khá rộng, tùy thuộc vào chất lượng và chủng loại da nguyên liệu, quy trình công nghệ, khả năng kiểm soát quá trình và chất lượng da thuộc sản phẩm Tính trung bình, thành phần của chất thải rắn trước thuộc được trình bày như trong Bảng II-5

Trang 30

Bảng II-5: Thành phần của chất thải rắn trước thuộc [30]

Đơn vị: Kg/tấn da muối nguyên liệu

Chất thải rắn sau thuộc khó bị phân hủy hơn bởi vi sinh vật hơn nhưng lại chứa Crôm III, khoảng 4% khối lượng [30] Trong điều kiện thích hợp, Crom III có thể chuyển sang dạng Crom VI, gây độc cho sinh vật và môi trường

Ngoài các loại chất thải rắn kể trên, tại các nhà máy thuộc da còn phát sinh các loại chất thải rắn khác như thùng chứa, vỏ bao hóa chất, đinh sắt, gỗ vụn (nếu

sử dụng bảng phơi da bằng gỗ)… tuy nhiên, khối lượng không đáng kể

II.1.3 Các chất thải gây ô nhiễm môi trường không khí:

Các chất thải gây ô nhiễm môi trường không khí phát sinh từ quá trình thuộc

da gồm:

- Các khí ô nhiễm là sản phẩm của quá trình phân hủy các chất hữu cơ có trong nguyên liệu, thiết bị sản xuất và hệ thống thu gom nước thải Các khí này chủ yếu là các mercaptan (Metyl và Etyl mercaptan) gây mùi tanh thối rất khó chịu, ảnh hưởng không nhỏ tới sức khỏe của người lao động

Trang 31

- Khí sulfua (H2S) phát sinh trong công đoạn tẩy lông ngâm vôi và khu vực chứa nước thải

- Khí NH3 có thể hình thành trong công đoạn tẩy vôi

- Một số chất hữu cơ clo hóa từ quá trình ngâm, nhuộm, hoàn thiện

- Bụi từ các quá trình: bào, đánh bóng, cải tạo mặt cật…

- Hơi dung môi hữu cơ từ quá trình phun sơn, trau truốt, in bề mặt

Với quá trình sản xuất thông thường, nồng độ dung môi hữu cơ phát sinh trong quá trình hoàn thiện biến động khá lớn, từ 800 – 3500 mg/m3 [35], trong đó 50% VOC được phát sinh từ các máy phun hoàn thiện và 50% phát sinh từ các thiết

bị nhuộm

Các chất hữu cơ chứa clo có thể được sử dụng trong quá trình ngâm, tẩy mỡ, nhuộm, ăn dầu, hoàn thiện Trong những điều kiện nhất định, các chất này có thể khuếch tán vào môi trường, gây ảnh hưởng xấu tới sức khỏe người lao động và không khí xung quanh

Khí ô nhiễm từ quá trình thuộc da khó kiểm soát do nguồn phát sinh phân tán, thành phần phức tạp…

II.2 Tác động ô nhiễm môi trường do công nghệ thuộc da

Vấn đề ô nhiễm môi trường đang dần được các doanh nghiệp thuộc da quan tâm hơn Quá trình thuộc da phát sinh nước thải, chất thải rắn và một số khí độc hại gây ảnh hưởng tới con người và môi trường

II.2.1 Ô nhiễm môi trường nước

Tại các cơ sở thuộc da của Việt Nam, với công nghệ thuộc da truyền thống, lượng hóa chất còn dư sau mỗi quá trình là rất lớn Cho đến nay, dư lượng hóa chất này lên tới trên 80% vẫn được thải bỏ hoàn toàn sau khi sử dụng (ngoại trừ một số

cơ sở của Hàn Quốc và Thụy Điển có tuần hoàn tái sử dụng trực tiếp nước thải) Hơn thế nữa, hầu hết các cơ sở thuộc da không có hệ thống xử lý nước thải Một số

cơ sở đã xây dựng nhưng hệ thống hoạt động không hiệu quả, thậm chí không được

Trang 32

vận hành Nước thải có độ ô nhiễm rất cao thường được xả vào hệ thống thoát nước chung hoặc các con sông khu vực lân cận

Trước đây, khả năng chịu tải của các con sông này vẫn còn tương đối cao, người dân chưa thực sự quan tâm tới môi trường, do đó, hiện tượng ô nhiễm môi trường do nước thải từ các cơ sở thuộc da chưa được quan tâm đúng mức Những năm gần đây, hiện trạng ô nhiễm môi trường xung quanh các cơ sở thuộc da đã ở mức cao, người dân bắt đầu ý thức được hậu quả của vấn đề ô nhiễm môi trường Một số cơ sở thuộc da trở thành điểm nóng về ô nhiễm môi trường, đặc biệt là nước thải Các cơ sở thuộc da như công ty thuộc da Hào Dương (TP Hồ Chí Minh), công

ty thuộc da Hưng Thái (Bình Dương) đã phải tạm dừng hoạt động do nước thải từ

cơ sở gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng Nhiều địa phương trong cả nước đã cấm hoặc tạm ngưng cấp phép đầu tư đối với ngành thuộc da do lo ngại vấn đề môi trường

Để khắc phục tình trạng ô nhiễm môi trường do nước thải, trước mắt các cơ

sở phải xây dựng được hệ thống xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn, sau đó từng bước áp dụng các giải pháp sản xuất sạch hơn để nâng cao hiệu quả sản xuất và cải thiện chất lượng môi trường Tuy nhiên, nhiều cơ sở gặp khó khăn khi đầu tư xử lý nước thải do chi phí đầu tư và vận hành hệ thống khá cao, nước thải thuộc da có độ ô nhiễm rất cao, thành phần phức tạp và rất khó xử lý, các thông số công nghệ chưa được đầu tư nghiên cứu đúng mức

II.2.2 Ô nhiễm do chất thải rắn

Vấn đề quản lý chất thải và ô nhiễm do chất thải rắn ngành thuộc da cũng cần được quan tâm Hầu như các doanh nghiệp không có sự phân loại chất thải thành các loại có đặc tính khác nhau (ví dụ: chất thải có thể tái sử dụng, chất thải thông thường, chất thải nguy hại ) Điều này làm cho việc quản lý và xử lý chất thải gặp nhiều khó khăn Bên cạnh đó, các doanh nghiệp cũng không có kho chứa chất thải phù hợp (không bố trí khu vực riêng biệt, không có mái che, không có thùng chứa chuyên dụng để bảo quản…), trong khi chất thải rắn từ quá trình sản

Trang 33

xuất có bản chất hữu cơ (protein, lipid) rất dễ bị phân hủy bởi vi sinh vật tạo ra các sản phẩm gây ô nhiễm môi trường

Phương pháp xử lý chất thải được áp dụng phổ biến tại các doanh nghiệp là thuê các công ty môi trường đô thị địa phương thu gom chôn lấp Công ty CP Da Tây Đô (TP Cần Thơ) xử lý bằng phương pháp đốt với chất thải rắn sau thuộc, chôn lấp tại công ty đối với chất thải rắn trước thuộc Điều này có nguy cơ gây ô nhiễm nghiêm trọng đất và nguồn nước ngầm của khu vực

Về nguyên tắc, chất thải rắn ngành thuộc da, đặc biệt là chất thải rắn trước thuộc hoàn toàn có thể tái chế bằng các phương pháp như: nấu thu hồi gelatin, ủ phân Compost (phối hợp với một số loại chất thải giàu cacbon khác), làm đồ gặm cho vật nuôi (pet-chew)… Tuy nhiên, do phần lớn các doanh nghiệp đều có quy mô sản xuất nhỏ, phân tán nên rất khó áp dụng các giải pháp này Vì vậy, việc đưa vào

áp dụng các giải pháp tái chế chất thải rắn vẫn bị các doanh nghiệp bỏ ngỏ

II.2.3 Ô nhiễm môi trường không khí

Da nguyên liệu, mặc dù đã được bảo quản bằng muối nhưng vẫn không tránh khỏi sự phân hủy bởi các vi sinh vật Mùi sinh ra do quá trình phân hủy yếm khí các axit amin, các hợp chất protein có trong da hay quá trình ôi hóa mỡ động vật gây ô nhiễm môi trường lao động và không khí khu vực xung quanh Thêm vào đó, trong điều kiện yếm khí, các vi sinh vật phân hủy các hợp chất chứa sulfua có trong nước thải, chất thải rắn tạo thành H2S, các mercaptan có tính độc và mùi thối rất khó chịu

Tại phần lớn các cơ sở thuộc da của Việt Nam, da muối nguyên liệu được để ngay trong xưởng mà không có khu vực chứa riêng, cũng không được che chắn cẩn thận nên mùi khó chịu phát tán khắp nhà xưởng Các chất khí ô nhiễm hình thành trong các công đoạn sản xuất tồn lưu trong nhà xưởng và khuếch tán ra môi trường xung quanh

Giải pháp giảm thiểu mà hầu hết các cơ sở vẫn áp dụng là mở hoàn toàn cửa

ra vào nhà xưởng để mùi khuếch tán ra khu vực xung quanh

Trang 34

Trong công đoạn tẩy lông, Natri sulfua (Na2S) được sử dụng để làm lỏng các

lỗ chân lông trên da, tạo điều kiện cho quá trình tẩy lông được dễ dàng Na2S tồn tại chủ yếu trong nước thải nhưng có một phần nhỏ hydro sulfua được hình thành (do phản ứng với ion H+ trong nước) khuếch tán vào không khí Hydro sulfua (H2S) có mùi trứng thối đặc trưng, gây khó chịu ngay cả ở nồng độ rất nhỏ (0,2 ppm), gây tử vong khi nồng độ vượt quá 300 ppm

Dung môi hữu cơ được sử dụng trong công đoạn hoàn thiện sản phẩm Khoảng 50% VOC thoát ra từ máy phun và 50% còn lại là từ công đoạn sấy khô Các hợp chất hữu cơ clo hóa có thể được sử dụng và thoát ra từ công đoạn hồi tươi, tẩy mỡ, nhuộm, ăn dầu và hoàn thành

II.3 Các giải pháp sản xuất sạch hơn cho quá trình thuộc da [29]

Thành công của nhiều dự án triển khai thí điểm cũng như hiệu quả thực tế khi triển khai áp dụng các giải pháp SXSH trong nhiều ngành đã chứng minh được

ý nghĩa, tầm quan trọng của các giải pháp SXSH đối với doanh nghiệp Các giải pháp SXSH cho ngành thuộc da đã được nghiên cứu, áp dụng tại nhiều nước nhưng việc triển khai, áp dụng ở Việt Nam vẫn còn rất hạn chế

II.3.1 Đánh giá chung

Với mục đích giảm tác động xấu tới môi trường của quá trình thuộc da, nhiều giải pháp kỹ thuật và công nghệ mới đã được nghiên cứu, triển khai áp dụng tại các nước phát triển, cụ thể là:

- Thay thế các hóa chất độc hại đang được sử dụng bằng các hóa chất thân thiện hơn với môi trường và phân hủy sinh học được

- Thay thế các thiết bị cũ, lạc hậu bằng các trang thiết bị hiện đại nhằm giảm tải lượng chất ô nhiễm phát sinh

- Hoàn thiện công nghệ và thực hiện các giải pháp tuần hoàn, tái sử dụng nước thải, chất thải rắn

Trang 35

Thực tế cũng cho thấy, các công cụ kiểm soát là hết sức cần thiết để áp dụng công nghệ sạch, thậm chí có thể dẫn tới sự cải tiến về chất lượng sản phẩm da thuộc

Phần lớn các giải pháp sản xuất sạch hơn đều có thể áp dụng tại Việt Nam Hiện nay, số lượng các doanh nghiệp áp dụng các giải pháp SXSH còn ít do các nguyên nhân sau:

- Chưa thấy được hiệu quả của các giải pháp SXSH: doanh nghiệp chưa chủ động tiếp cận với các giải pháp SXSH, lợi ích của từng giải pháp chưa được tính toán rõ ràng…

- Nghi ngờ thậm chí đánh giá thấp lợi ích của các giải pháp, ví dụ: cho rằng việc giũ bớt muối khỏi nguyên liệu trước khi đưa vào thiết bị thu được hiệu quả không đáng kể (phần lớn doanh nghiệp có quy mô trung bình và nhỏ, lượng muối thu hồi không nhiều, giá trị thấp, chủ yếu có ý nghĩa về mặt môi trường nên doanh nghiệp không mặm mà)

- Ngại thay đổi thói quen: chủ doanh nghiệp và người lao động đều quen với các bước công nghệ mà họ đã gắn bó hàng chục năm Việc áp dụng công nghệ mới hay cải tiến công nghệ hiện có với họ là điều hoàn toàn xa lạ

- Không đủ vốn: một số giải pháp đòi hỏi vốn đầu tư lớn như thay đổi máy móc thiết bị, cải tạo nhà xưởng, lắp đặt thêm thiết bị mới… vượt quá khả năng của doanh nghiệp

- Không có động lực và thiếu trách nhiệm: doanh nghiệp bằng lòng với mức doanh thu và lợi nhuận hiện có Ngoài ra, áp lực của việc xử lý chất thải từ phía cơ quan quản lý không đủ nên doanh nghiệp có thể trốn được phần chi phí cho xử lý chất thải

Tuy nhiên, việc áp dụng các giải pháp SXSH là điều cần thiết nếu doanh nghiệp thực sự muốn duy trì và phát triển sản xuất một cách bền vững Áp lực từ phía cơ quan quản lý và khách hàng sẽ trở thành động lực chính khiến doanh nghiệp chủ động tiếp cận các giải pháp SXSH

Trang 36

Với điều kiện hiện có của doanh nghiệp Việt Nam, một số giải pháp SXSH

có thể được áp dụng tại các công đoạn như hồi tươi, tẩy lông, thuộc, nhuộm và hoàn thiện

II.3.2 Các giải pháp SXSH trong công đoạn hồi tươi

Các giải pháp SXSH có thể áp dụng:

- Gạt bỏ và thu gom muối khỏi nguyên liệu trước khi đưa vào thùng quay

- Sử dụng enzim thúc đẩy quá trình hồi tươi

- Sử dụng thùng quay (phu lông) hoạt động theo mẻ thay cho các bể ngâm,

bể hoạt động gián đoạn

- Tiến hành công đoạn xén diềm, nạo thịt, xẻ ngay sau quá trình hồi tươi Trong những năm gần đây, các doanh nghiệp thuộc da Việt Nam đã sử dụng enzim kết hợp với một số chất khử trùng ít độc hại để đẩy nhanh quá trình hồi tươi Nhờ đó, thời gian hồi tươi đã giảm còn khoảng 1 ngày thay vì 2 – 3 ngày như trước kia

Sử dụng thùng quay hoạt động theo mẻ giúp tiết kiệm 30 – 50% lượng nước

sử dụng so với bể ngâm gián đoạn hoặc thùng quay hoạt động liên tục Hầu hết các doanh nghiệp thuộc da Việt Nam đã sử dụng thùng quay hoạt động gián đoạn trong quá trình sản xuất, trừ một số cơ sở tư nhân ở làng nghề tại Phố Nối (Hưng Yên) và Phú Thọ Hòa (TP Hồ Chí Minh) Thùng quay hiện đã được cải tiến giúp giảm lượng nước sử dụng thêm khoảng 15 – 20%

Việc thực hiện quá trình nạo thịt đối với da tươi hoặc da ngay sau công đoạn hồi tươi là hoàn toàn khả thi, một mặt có thể thu hồi tái sử dụng chất béo và protein

từ chất thải, mặt khác giúp giảm lượng hóa chất cần sử dụng cho các công đoạn tiếp theo

Các biện pháp thu hồi đối với chất thải (sản xuất đồ gặm cho vật nuôi – petchew, sản xuất gelatin) chưa được áp dụng do quy mô sản suất của nhiều doanh nghiệp chưa đủ lớn Theo nhận định của một số chuyên gia trong ngành, lượng diềm da phát sinh trong vòng 1 năm chưa đủ để sản xuất 1 đơn hàng xuất khẩu

Trang 37

II.3.3 Các giải pháp SXSH trong công đoạn tẩy lông ngâm vôi

Các giải pháp SXSH cho công đoạn này gồm:

- Sử dụng enzim thay thế cho natri sulfua

- Tẩy lông có thu hồi lông

- Tuần hoàn nước thải tẩy lông…

Phương pháp tẩy lông sử dụng kết hợp enzim và natri sulfua đang được nghiên cứu thử nghiệm tại Viện Nghiên cứu Da Giầy Theo tính toán ban đầu của UNIDO, phương pháp này giúp giảm tới 90% lượng natri sulfua sử dụng, giảm 30 – 50% tổng lượng ô nhiễm của nhà máy

Công nghệ tẩy lông có thu hồi lông có thể thực hiện trong điều kiện Việt Nam, giúp giảm 15 – 20% COD và 25 – 30% lượng nitơ có trong nước thải từ công đoạn này

Việc tuần hoàn nước thải của công đoạn tẩy lông đã được nhiều nước trên thế giới áp dụng nhưng chưa được áp dụng tại Việt Nam Công nghệ này nếu được triển khai có thể giúp giảm 35 – 40% natri sulfua, 45 – 50% vôi sử dụng Hàm lượng chất ô nhiễm cũng giảm đáng kể, trong đó COD giảm 30 – 40%, nito giảm khoảng 35% Theo kinh nghiệm triển khai tại châu Âu, thời gian hoàn vốn cần thiết

là 3 – 4 năm

II.3.4 Các giải pháp SXSH trong công đoạn thuộc

Các giải pháp SXSH cho công đoạn này gồm:

- Tuần hoàn trực tiếp nước thải thuộc Crôm

- Thu hồi Crom trong nước thải để sử dụng lại

- Thực hiện quá trình thuộc qua 2 giai đoạn, trong đó, giai đoạn 1 sử dụng một phần nước thải thuộc Crôm

- Thay thế Crôm bằng kim loại khác thân thiện với môi trường…

Giải pháp tuần hoàn trực tiếp nước thải thuộc Crom giúp tiết kiệm khoảng 80% lượng muối natri clorua, 25% lượng axit và 20% lượng muối Crom sử dụng Tuy nhiên giải pháp này chưa được triển khai tại Việt Nam do e ngại khi thực hiện

Trang 38

không chuẩn sẽ ảnh hưởng tới chất lượng của sản phẩm, thâm chí có thể làm hỏng toàn bộ mẻ thuộc

Giải pháp kết tủa Crom để tái sử dụng là có thể thực hiện được nhưng đòi hỏi một hệ thống thiết bị hoàn thiện cho việc kết tủa, lắng, tách và thu hồi kết tủa Crom Điều này đòi hỏi chi phí đầu tư lớn trong khi chất lượng sản phẩm không hoàn toàn được đảm bảo nên hầu như không có doanh nghiệp nào có ý định áp dụng

Thay thế muối Crom bằng muối của kim loại khác (nhôm, kẽm ) cũng có thành công bước đầu nhưng xét về chất lượng sản phẩm và chi phí thì muối Crom vẫn có lợi hơn

II.3.5 Các giải pháp SXSH trong công đoạn nhuộm – ăn dầu

Giải pháp SXSH cho công đoạn này gồm:

- Sử dụng thuốc nhuộm, dầu ít độc hại

- Thay thế phu lông gỗ truyền thống bằng thùng quay thép cải tiến

Thùng quay bằng gỗ truyền thống không còn phù hợp do hiệu quả thấp Thiết bị được nhiều nước sử dụng là thùng quay bằng thép không gỉ 3 ngăn do một

số công ty nổi tiếng của Italia (UNIMATIK), Pháp (RIAT) hay Đức (DOSE) sản xuất Theo đánh giá của UNIDO, thiết bị này giúp tăng khả năng thâm nhập của hóa chất vào da, giảm lượng nước sử dụng tới 4 lần so với thùng quay bằng gỗ truyền thống, hiệu quả sử dụng hóa chất đạt hơn 90% và việc kiểm soát bớt phức tạp hơn

Hóa chất nhuộm chứa thành phần độc hại (Crom VI, chì, Cadimi) hay các loại thuốc nhuộm gốc azo có chứa thành phần gây ung thư (Bezinidin) đã bị cấm sử dụng ở châu Âu Các loại dầu có chứa gốc clo cũng bị nghi ngờ và đề nghị thay thế bằng các loại khác do có thể tạo thành hợp chất halogen hữu cơ (AOX) Việc sử dụng các loại dầu mới giúp giảm đáng kể COD trong nước thải do dầu tồn tại ở dạng nhũ tương nên có thể dễ dàng tách và thu hồi

Năm 2010, Viện Nghiên cứu Da Giầy đã đầu tư 01 thùng quay thép phục vụ nghiên cứu, nâng cao năng lực chuyển giao công nghệ của Viện Thiết bị này đã được đưa vào sử dụng và bước đầu thu được kết quả khả quan

Trang 39

II.3.6 Các giải pháp SXSH trong công đoạn hoàn thiện

Các hóa chất thân thiện với môi trường cho công đoạn hoàn thiện chưa được nghiên cứu thành công

Một trong những giải pháp SXSH trong công đoạn này là thay thế súng phun bằng máy sử dụng con lăn Nhược điểm của việc sử dụng súng phun là tổn thất hóa chất lớn (> 30%) và gây ô nhiễm môi trường không khí nặng nề, tổn thất còn tăng khi tấm da có hình dạng phức tạp Thiết bị con lăn giúp giảm đáng kể sự thất thoát hóa chất nhưng chỉ thực hiện được đối với các tấm da có bề dày lớn hơn 0,8 mm)

Ở châu Âu, khoảng 40% sản phẩm da hoàn thiện được thực hiện bởi các máy sơn con lăn mặc dù năng suất thấp Công nghệ này là một hướng phát triển quan trọng trong thời gian tới

Vấn đề chỉ là các doanh nghiệp của Việt Nam có sẵn lòng thay thế súng phun hiện có bằng các máy sử dụng con lăn hay không

Trang 40

CHƯƠNG III: HIỆN TRẠNG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

NƯỚC THẢI NGÀNH THUỘC DA III.1 Đặc trưng của nước thải thuộc da

Chế biến da nói chung và thuộc da nói riêng là ngành công nghiệp sử dụng khá nhiều nước Lượng nước tiêu thụ và tương ứng là dòng thải của nhà máy thuộc

da phụ thuộc rất nhiều vào quy trình công nghệ, loại nguyên liệu và sản phẩm Với công nghệ phổ biến hiện nay, định mức nước sử dụng là 50 – 60 m3 cho 1 tấn da muối nguyên liệu, Nước phát sinh từ rất nhiều công đoạn: hồi tươi, tẩy lông ngâm vôi, tẩy vôi, làm mềm – axit hóa, thuộc, thuộc lại, nhuộm – ăn dầu (Bảng III-1) Nước thải phát sinh từ mỗi công đoạn có đặc trưng rất khác nhau

- Nước thải hồi tươi

Trung bình lượng muối sử dụng để bảo quản da chiếm khoảng 10 - 30% khối lượng da nguyên liệu Trong quá trình hồi tươi, phần lớn lượng muối này sẽ đi vào nước thải Bên cạnh đó, quá trình hồi tươi cũng loại ra các tạp chất, máu,… bám trên mặt và có trong da Vì vậy, nước thải hồi tươi có màu vàng lục, chứa nhiều axit amin, protein tan, lipid và các tạp chất khác Hàm lượng chất ô nhiễm và muối rất cao (tổng chất rắn hòa tan = 50.000 – 55.000 mg/L, COD = 20.000 – 25.000 mg/L, tổng nito = 100 – 150 mg/L) Nước thải công đoạn này chứa nhiều cặn lắng (chủ yếu là đất, cát, tạp chất bám trên da), hàm lượng chất rắn lơ lửng nằm trong khoảng 2.500 – 4.000 mg/L

Nước thải hồi tươi chiếm khoảng 10% tổng lượng nước thải

- Nước thải tẩy lông ngâm vôi

Nước thải từ công đoạn tẩy lông ngâm vôi có độ kiềm cao, pH: 11 – 12,5 Khi tẩy lông, ngoài lông bị tách khỏi tấm da thì một số chất hữu cơ khác cũng tiếp tục bị loại và đi vào dòng thải Mặc dù hiện nay công nghệ sử dụng enzim

để tẩy lông đã phát triển nhưng tại Việt Nam, muối sulfua vẫn được sử dụng khá phổ biến

Định dạng
Số trang	91
Dung lượng	655,52 KB