Nghiên cứu và đề xuất giải pháp sản xuất sạch cho ngang công nghiệp giấy trên địa bàn tỉnh Bình Dương

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM
---------------------------

ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SỸ


NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP
SẢN XUẤT SẠCH HƠN CHO NGÀNH CÔNG NGHIỆP
GIẤY TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH BÌNH DƯƠNG




HVTH: LÊ THỤC LAM
MSHV: 09260536
GVHD: TS. VÕ LÊ PHÚ











Tp. Hồ Chí Minh, 06/2010

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................

Tp. HCM, Ngày …… tháng …… năm 2010
Giáo viên hướng dẫn

NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG XÉT DUYỆT

............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
Tp. HCM, Ngày …… tháng …… năm 2010
Hội đồng xét duyệt





MỤC LỤC
MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ................................................................................ v
DANH MỤC CÁC BẢNG.............................................................................................vi
DANH MỤC CÁC HÌNH..............................................................................................vi
1. GIỚI THIỆU.............................................................................................................. 1
1.1. Đặt vấn đề ................................................................................................................ 1
1.2. Tính cấp thiết của đề tài ........................................................................................... 2
2. MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................... 5
2.1. Mục tiêu của đề tài ................................................................................................... 5
2.2. Nội dung nghiên cứu................................................................................................ 5
2.3. Phương pháp luận và phương pháp nghiên cứu....................................................... 6
2.3.1. Phương pháp luận ...................................................................................... 6
2.3.2. Phương pháp nghiên cứu............................................................................ 9
3. TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU ................................................... 11
3.1. Giớ
i thiệu chung về SXSH..................................................................................... 11
3.2. Tổng quan ngành công nghiệp sản xuất bột giấy và giấy...................................... 11
3.2.1. Giới thiệu công nghệ sản xuất.................................................................. 11
3.2.2. Tình hình ô nhiễm nước thải của ngành giấy........................................... 13
3.3. Giới thiệu về xây dựng mức chuẩn (Benchmarking)............................................. 14
3.3.1. Mục đích của việc xây dựng định chuẩn ................................................. 14
3.3.2. Các số chỉ thị về sản xuất sạch hơn cho ngành giấy................................ 15
3.4. Tổng quan tình hình nghiên cứu ............................................................................ 16


3.4.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới........................................................... 16
3.4.2. Tình hình nghiên cứu trong nước............................................................. 18
4. TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI ........................................................................... 20
5. BỐ CỤC DỰ KIẾN CỦA LUẬN VĂN ................................................................. 21
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... 24
PHỤ LỤC..................................................................................................................... 25

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

BOD Nhu cầu oxy sinh học
COD Nhu cầu oxy hóa học
SS Chất rắn lơ lửng
QCVN Quy chuẩn Việt Nam
SXSH Sản xuất sạch hơn

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1. Các nguồn thải từ các công đoạn và thiết bị khác nhau.................................. 13
Bảng 2. Các thông số nước thải trước khi xử lý bên ngoài của các nhà máy giấy....... 14
Bảng 3. Kết quả thu được sau một năm thực hiện SXSH tại nhà máy giấy và bột giấy
Ashoka, Ấn Độ.............................................................................................................. 17
Bảng 4. Tiến độ thực hiện đề tài.................................................................................. 20




DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1. Sơ đồ các bước thực hiện sản xuất sạch hơn..................................................... 7
Hình 2. Sơ đồ tóm tắt 18 nhiệm vụ trong đánh giá sản xuất sạch hơn........................... 8
Hình 3. Sơ đồ công nghệ tổng quát sản xuất bột giấy và giấy từ gỗ............................ 12
Hình 4. Sơ đồ tóm tắt các giải pháp thực hiện SXSH cho ngành giấy......................... 19

1. GIỚI THIỆU
1.1. Đặt vấn đề
Công nghiệp giấy là ngành công nghiệp có vị trí quan trọng trong nền kinh tế
quốc dân của Việt Nam và có tốc độ tăng trưởng khá cao trong những năm vừa qua (từ
năm 1990 đến 1999, tốc độ tăng trưởng bình quân là 16% / năm; ba năm gần đây,
2004, 2005, 2006 tốc độ tăng trưởng là 20% / năm, 5 năm tiếp theo tốc độ tăng trưởng
dự báo là 28% / năm) (Hải B
ằng, 2007). Sản phẩm của ngành chiếm ưu thế rất lớn
trong thị trường tiêu thụ. Mặc dù hiện nay các phương tiện thông tin lưu trữ và liên lạc
phát triển mạnh và có mặt ở hầu hết các quốc gia như mạng internet, máy tính, điện
thoại… nhưng giấy vẫn luôn là sản phẩm không thể thay thế được ở bất kỳ quốc gia
nào. Giấy là sản phẩm cần thiết và không thể
thiếu đối với ngành giáo dục, báo chí, in
ấn, hội họa… và cả trong nhiều nhu cầu tiêu dùng hàng ngày khác của con người như
khăn giấy, giấy vệ sinh, thùng chứa… Đặc biệt ngày nay giấy còn được khuyến khích
trong việc sử dụng làm bao bì, giấy gói… để thay thế cho túi nilon ở một số quốc gia
trên thế giới.
Tuy nhiên, ngành công nghiệp sản xuất bột giấy và giấy cũng là một trong
những ngành công nghiệp có mức độ ô nhiễ
m trầm trọng nhất và dễ gây tác động đến
con người và môi trường xung quanh do độc tính nước thải. Độc tính của các dòng
nước thải từ các nhà máy sản xuất bột giấy và giấy là do sự hiện diện một hỗn hợp
phức tạp các dịch chiết trong thân cây như nhựa cây, các axit béo, lignin, và một số sản
phẩm phân hủy của lignin đã bị clo hóa có độc tính sinh thái cao, có nguy cơ gây ung
thư, và rất khó phân hủy trong môi trường. Nồ
ng độ của một số chất từ dịch chiết có
khả năng gây ức chế đối với cá. Khi xả trực tiếp nguồn nước thải này ra kênh rạch sẽ
hình thành từng mảng giấy nổi lên trên mặt nước, làm cho nước có độ màu cao và hàm

lượng DO trong nước hầu như bằng không (Trần Hữu Quế, 2009). Điều này không
những ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường sống c
ủa sinh vật nước, đến đời sống thủy
sinh, mà còn gián tiếp ảnh hưởng đến sức khỏe của người dân trong khu vực. Ngoài ra,
nước thải ngành công nghiệp sản xuất bột giấy và giấy thường có pH trung bình


khoảng 9 – 11, có các chỉ số BOD, COD cao (có thể lên đến 700 mg/l đối với BOD và
2.500 mg/l đối với COD). Đặc biệt, ngoài lignin, nước thải còn có cả kim loại nặng,
phẩm màu, xút, chất rắn lơ lửng… (Trần Hồng Phượng, 2007). Tất cả các chất này đều
độc hại đối với sức khỏe con người, sinh vật, và môi trường.
Vì vậy, một bài toán khó đặt ra cho ngành giấy là phải xử lý tốt các chất thải
phát sinh trong quá trình sản xuất, mà
đặc biệt quan trọng là nước thải, nhằm giảm
thiểu ô nhiễm, bảo vệ môi trường và tiết kiệm tài nguyên.
1.2. Tính cấp thiết của đề tài
Ngành công nghiệp sản xuất bột giấy và giấy là một trong những ngành tiêu hao
lượng tài nguyên nước rất lớn, và do đó lượng nước thải ra cũng rất đáng kể. Bên cạnh
đó, chất lượng nước thải của ngành này cũng là một vấn đề
hết sức cấp bách do mức độ
ô nhiễm cao. Việc xử lý nước thải ngành giấy đang là mối quan tâm của tất cả các
doanh nghiệp sản xuất giấy trên thế giới nói chung và tại Việt Nam nói riêng. Hiện nay
nước ta có gần 500 doanh nghiệp sản xuất giấy, nhưng chỉ có khoảng 10% doanh
nghiệp xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn môi trường cho phép, còn hầu hết các nhà máy
giấy đều chưa xây dựng hệ
thống xử lý nước thải hoặc đã xây dựng nhưng vẫn xử lý
không đạt tiêu chuẩn thải ra nguồn tiếp nhận (Trần Hồng Phượng, 2007). Nguyên nhân
là do công nghệ sản xuất giấy ở nước ta còn rất lạc hậu và hạn chế so với trình độ tiên
tiến của các nước trên thế giới. Để sản xuất ra một tấn giấy thành phẩm, các nhà máy ở
Việt Nam phải sử d

ụng khoảng 100 - 350 m
3
nước, trong khi các nhà máy sản xuất
giấy hiện đại trên thế giới chỉ sử dụng 7 - 15 m
3
nước/tấn giấy (Trần Hồng Phượng,
2007). Sự khác biệt rõ ràng này cho thấy không chỉ gây lãng phí nguồn nước đầu vào,
tăng chi phí xử lý nước thải mà còn đưa ra nguồn tiếp nhận một lượng nước thải khổng
lồ. Vì vậy mà việc phải giảm thiểu được lượng nước thải của các nhà máy sản xuất bột
giấy và giấy hiện nay là vấn đề rất được quan tâm.
Sả
n xuất sạch hơn (SXSH) là một cách tiếp cận giúp tiết kiệm nguyên nhiên liệu
đầu vào và giảm thiểu chất thải đầu ra, và SXSH đã không còn quá mới lạ trong những
năm gần đây khi sản xuất đi đôi với bảo vệ môi trường đang ngày càng thu hút sự quan


tâm của nhiều tổ chức doanh nghiệp sản xuất. Với tốc độ công nghiệp hóa, hiện đại hóa
như hiện nay, các doanh nghiệp phải phát triển sản xuất sao cho phù hợp để tiết kiệm
nguồn tài nguyên, bảo vệ môi trường, và đảm bảo sức khỏe của cộng đồng mới có thể
hội nhập được với nền kinh tế thế giới. Trước vấn đề này, các cơ
sở sản xuất nhận ra
cần phải có một cách tiếp cận mới nhằm ngăn ngừa ô nhiễm môi trường và tăng hiệu
quả sử dụng nguồn nguyên vật liệu, phải hướng đến sản xuất bền vững thông qua việc
tìm ra các giải pháp tối ưu để đạt được hiệu quả kinh tế cao nhất đồng thời góp phần
bảo vệ môi trường, giảm thi
ểu các tác động đến môi trường do quá trình sản xuất gây
ra. Hiện nay đã có nhiều doanh nghiệp áp dụng SXSH và đã đạt được những hiệu quả
nhất định, mang lại cả lợi ích kinh tế lẫn lợi ích môi trường.
Hiện nay trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu về việc áp dụng các giải pháp
SXSH cho ngành sản xuất bột giấy và giấy nhằm giảm thiểu những tác động xấu cho

môi trường, ti
ết kiệm được lượng nước đầu vào và giảm tải lượng ô nhiễm…
Ngành sản xuất bột giấy và giấy có nhiều thuận lợi trong việc áp dụng các giải
pháp SXSH, do khâu sản xuất bột giấy – khâu gây ô nhiễm nhiều nhất (chiếm khoảng
80% tải lượng ô nhiễm) – có nhiều cơ hội trong việc thay đổi nguyên liệu thô, cải tiến
công nghệ và tuần hoàn nước. Ước tính có thể giảm chi phí từ 9 – 18,5 USD/tấ
n giấy
thành phẩm nếu các doanh nghiệp thực hiện SXSH bằng các giải pháp sau:
• Thực hiện tốt các giải pháp quản lý nội vi,
• Thay đổi công nghệ,
• Giảm 1% hóa chất sử dụng,
• Tiết kiệm khoảng 20 – 60m
3
nước,
• Giảm năng lượng hơi từ 0,2 – 0,6 tấn,
• Giảm lượng hóa chất tẩy trắng 2 – 10kg, và
• Tăng năng suất bột giấy 5 – 7%
(Trần Hữu Quế, 2009)


Như vậy kết quả cho thấy vừa đạt lợi ích kinh tế (tiết kiệm nước, năng lượng,
chi phí…), vừa đạt lợi ích môi trường (giảm được lượng nước thải, giảm lượng hóa
chất độc hại trong nước thải đầu ra…)
Việt Nam tính đến nay đã có một số công trình nghiên cứu về áp dụng SXSH
cho ngành giấy, tuy nhiên phạm vi áp dụng còn nhỏ hẹp và có nhiều hạn chế do trình
độ k
ỹ thuật… Nếu áp dụng các biện pháp SXSH một cách đúng đắn, có hệ thống, thì
theo tính toán như trên, nếu tính tổng sản lượng của ngành là 1,38 triệu tấn vào năm
2010 thì chi phí tiết kiệm được là rất lớn (Trần Hữu Quế, 2009), ngoài ra còn những lợi
ích to lớn về môi trường nhờ việc giảm tiêu hao các nguồn tài nguyên.

Tỉnh Bình Dương là một trong những tỉnh có mức sản xuất công nghiệp tăng vọt
qua các năm (trong ba n
ăm 2006, 2007, 2008, giá trị sản xuất công nghiệp tăng bình
quân 23,9%/năm (Ngoại Thương, 2009); 6 tháng đầu năm 2010 tăng 19% (Hồ Văn,
2010)). Nhưng đi kèm với tốc độ phát triển đó là những tiêu cực về mặt môi trường do
nước thải gây ra, trong đó đặc biệt đáng lưu tâm là nước thải ngành giấy và dệt nhuộm.
Việc đưa ra những giải pháp hợp lý nhằm tiết kiệm nước và giảm thiể
u ô nhiễm do
nước thải ngành giấy là vấn đề đáng quan tâm của tỉnh Bình Dương hiện nay, vì hầu
hết các nhà máy sản xuất giấy ở Bình Dương chỉ sử dụng phương pháp kiểm soát cuối
đường ống, vừa không đạt hiệu quả lại tốn kém. Để ngành giấy trên địa bàn tỉnh có thể
sản xuất bền vững thì cần phải có một cách tiếp cận tốt hơn, đ
ó là khai thác các cơ hội
SXSH để giảm thiểu ô nhiễm tại nguồn. Cách tiếp cận này không chỉ mang lại hiệu quả
về nguồn lực, giảm chi phí sản xuất, mà còn góp phần giảm một lượng đáng kể nước
thải, từ đó giảm thiểu được chi phí xử lý.
Chính vì những mục đích như vậy mà đề tài luận văn “Nghiên cứu và đề xuất
giải pháp sản xu
ất sạch hơn cho ngành công nghiệp giấy trên địa bàn tỉnh Bình
Dương” được thực hiện trong khuôn khổ của dự án JICA.




2. MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Mục tiêu của đề tài
Đánh giá hiện trạng sản xuất và mức độ ô nhiễm của nước thải của ngành giấy
tại Bình Dương.
Đề xuất các giải pháp SXSH nhằm tiết kiệm nước trong ngành công nghiệp giấy
tại Bình Dương.

2.2. Nội dung nghiên cứu
Để đạt được các mục tiêu trên cần giải quyết các vấn đề sau:
+ Hiện trạng sản xu
ất hiện nay của các nhà máy giấy tại Bình Dương:
• Công nghệ sản xuất của nhà máy như thế nào?
• Lượng nước sử dụng để sản xuất một tấn giấy thành phẩm là bao
nhiêu?
• Lượng nước thải ra là bao nhiêu?
• Thành phần nước thải là gì? Mức độ ô nhiễm như thế nào?
+ Các giải pháp SXSH khả thi nào có thể áp dụng cho nhà máy để tiết kiệm
nước? Và áp dụ
ng cho công đoạn nào là tối ưu nhất?
Để trả lời được các câu hỏi đó, các nội dung nghiên cứu mà đề tài cần thực hiện bao
gồm:
1) Nội dung 1: Khảo sát và đánh giá nhu cầu sử dụng nước của các nhà máy
giấy tại Bình Dương.
• Thu thập tài liệu về quá trình sản xuất, nguyên vật liệu và lượng nước
tiêu thụ của các nhà máy giấy trên địa bàn tỉnh Bình Dương.
• So sánh lượ
ng nước sử dụng giữa các nhà máy với nhau và với một số
nhà máy sản xuất giấy trên thế giới có cùng công suất để đánh giá nhu
cầu dùng nước của các nhà máy giấy trên địa bàn tỉnh Bình Dương.