KHÁI NIỆM VỀ KHÔNG CHẤT THẢI ( ZERO WASTER), HÓA HỌC XANH ( GREEN CHEMISTRY ) VÀ CÁC KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
VIỆN MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN
MÔN HỌC HÓA HỌC MÔI TRƯỜNG
TIỂU LUẬN
ĐỀ TÀI: KHÁI NIỆM VỀ KHÔNG CHẤT
THẢI ( ZERO WASTER), HÓA HỌC
XANH ( GREEN CHEMISTRY ) VÀ
CÁC KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG.
GVHD: TS. MAI TUẤN ANH
HVTH: TRẦN THỊ MỸ TUYẾT
NGUYỄN THỊ SINH NGÂN
LÊ NGUYỄN THÙY GIANG
LỚP : QLMT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH THÁNG 06/2011
GVHD: TS. MAI TUẤN ANH HVTH: NHÓM
9
MỤC LỤC
MỤC LỤC 2
CHƯƠNG 1 CÁC KHÁI NIỆM “PHÁT THẢI BẰNG KHÔNG” – ZW 3
1.1 KHÁI NIỆM KHÔNG PHÁT THẢI/ KHÔNG CHẤT THẢI 3
1.1.1. Khái niệm không phát thải 3
1.1.2. Phát thải bằng không trong sản xuất 3
CHƯƠNG 2 6
CÁC KHÁI NIỆM HÓA HỌC XANH – GREEN CHEMISTRY 6
2.1. KHÁI NIỆM VỀ HÓA HỌC XANH 6
2.2. LỢI ÍCH CỦA HÓA HỌC XANH 6
2.2.1 Lợi ích môi trường: 6
2.2.2 Lợi ích về kinh tế: 6
2.3. CÁC NGUYÊN TẮC CỦA HÓA HỌC XANH 6
2.3.1 Nguyên tắc 1 – Ngăn ngừa chất thải: 6
2.3.2 Nguyên tắc 2 : Thiết kế hóa chất và sản phẩm an toàn hơn 6

2.3.3 Nguyên tắc 3 : Thiết kế những hóa chất tổng hợp ít nguy hại hơn 6
2.3.4 Nguyên tắc 4 : Sử dụng nguyên liệu có thể tái sinh 7
2.3.5 Nguyên tắc 5 : Sử dụng chất xúc tác thay vì chất phản ứng lượng pháp 7
2.3.6 Nguyên tắc 6 – Loại trừ dẫn xuất hóa học 7
2.3.7 Nguyên tắc 7 – Chuyển đổi tối đa lượng nguyên tử tham gia phản ứng vào sản phẩm7
2.3.8 Nguyên tắc 8 – Sử dụng dung môi và điều kiện phản ứng an toàn hơn 7
2.3.9 Nguyên tắc 9 – Gia tăng hiệu suất năng lượng 7
2.3.10 Nguyên tắc 10 – Thiết kế hóa chất và sản phẩm để có thể phân rã sau sử dụng 7
2.3.11 Nguyên tắc 11 -Phân tích trong nội quy trình tức thời để ngăn ngừa ô nhiễm 7
2.3.12 Nguyên tắc 12 – Tối thiểu hóa tiềm năng xảy ra rủi ro 7
Nguyên tắc Chuyển đổi tối đa lượng nguyên tử tham gia phản ứng vào sản phẩm : 8
CHƯƠNG 3 9
KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG 9
3.1. KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA PHÁT THẢI BẰNG KHÔNG 9
3.1.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP TIẾP CẬN PTBK 9
3.1.2 TRƯỜNG HỢP ÁP DỤNG PHÁT THẢI BẰNG KHÔNG ĐIỂN HÌNH 14
MÔ HÌNH HƯỚNG ĐẾN KHÔNG PHÁT THẢI TRẠM TRỘN BÊ TÔNG NAM SÀI
GÒN 14
3.2. KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA HÓA HỌC XANH 17
NGÀNH GIẤY VÀ BỘT GIẤY 17
TIỂU LUẬN MÔN HÓA HỌC MÔI TRƯỜNG
TRANG
2
GVHD: TS. MAI TUẤN ANH HVTH: NHÓM
9
CHƯƠNG 1
CÁC KHÁI NIỆM “PHÁT THẢI BẰNG KHÔNG” – ZW
1.1 KHÁI NIỆM KHÔNG PHÁT THẢI/ KHÔNG CHẤT THẢI
Một điều có thể dễ dàng nhận thấy là mối tương tác giữa con người và môi
trường hiện nay không bền vững. Hệ thống tự nhiên là những chu trình tuần hoàn

không tạo ra chất thải. Còn trong xã hội công nghiệp của con người, chất thải từ sự sử
dụng không hiệu quả tài nguyên và bao gồm những hoạt động sản xuất và sản phẩm
có thể sản sinh ra sản phẩm phụ với những ứng dụng không rõ ràng, không có giá trị
trên thi trường thậm chí là những thành phần nguy hại. Chất thải có rất nhiều dạng: từ
dạng rắn và nguy hại cho đến dạng năng lượng và vật liệu sử dụng, chất thải trong quá
trình sản xuất và hoạt động quản trị cũng như chất thải do hoạt động con người.
1.1.1. Khái niệm không phát thải
Khái niệm “Không phát thải” ở đây không phải là số không (“0”) tuyệt đối trong phân
tích, mà là không tồn tại dòng thải có khả năng gây ra ô nhiễm môi trường do:
(i) Nồng độ và tải lượng thải của một chất trong dòng thải thấp hơn những biến
động tự nhiên trong dòng vật chất thì coi như không có tác động lên môi
trường hoặc
(ii) Mức sử dụng tài nguyên có thể tái tạo phải nhỏ hơn mức bổ sung hoặc
(iii) Nếu phải sử dụng tài nguyên không tái tạo, việc khai thác hàng năm phải
thấp hơn lượng mà các thế hệ tương lai có quyền khai thác [16].
(PTBK) là một khái niệm hợp nhất những
công nghệ hiện hữu tốt nhất và mang tính nổi bật hướng tới loại trừ chất thải. Không
phát thải trên nguyên lý tái thiết kế hệ thống công, nông nghiệp một chiều hiện tại
thành hệ thống khép kín mô phỏng theo những chu trình tự nhiên hoàn hảo nhằm giúp
cộng đồng đạt được một nền kinh tế phát triển ổn định và cung cấp phương cách tự
cung ứng đầy đủ.
Không phát thải hướng tới mục tiêu không tạo ra chất thải bằng phương châm tăng
cường tối đa tái chế, giảm thiểu chất thải, hạn chế tiêu thụ và bảo đảm khả năng tái sử
dụng, sửa chữa hay quay vòng trở lại vào tự nhiên hay thị trường của sản phẩm thiết
kế.
1.1.2. Phát thải bằng không trong sản xuất
PTBK nhằm loại trừ thay vì quản lý chất thải. Đây là một cách tiếp cận hệ thống toàn
diện hướng tới những thay đổi trên quy mô rộng lớn thông qua xã hội theo con đường
dòng vật chất, kết quả là không chất thải (KCT).
PTBK bao hàm cả những giải pháp cuối đường ống với những khuyến khích chuyển

đổi chất thải theo hướng tái sinh và tái tạo tài nguyên cũng như một học thuyết thiết
kế chỉ dẫn cho việc loại trừ chất thải tại nguồn và tất cả những điểm khác trong dây
chuyền cung ứng. (ví dụ tiêu biểu như thiết kế vì môi trường - TKVMT)
TIỂU LUẬN MÔN HÓA HỌC MÔI TRƯỜNG
TRANG
3
GVHD: TS. MAI TUẤN ANH HVTH: NHÓM
9
PTBK là một khái niệm hợp nhất những công nghệ hiện hữu tốt nhất và mang tính nổi
bật hướng tới loại trừ chất thải, PTBK vận dụng những công cụ mới và những cách
thức suy nghĩ mới để những hoạt động bình thường hằng ngày cũng góp phần tìm ra
những giải pháp hiệu quả cho những vấn đề về môi trưòng và phát triển bền vững.
Đồng thời đây cũng là cách thức chuyển đổi công nghiệp dẫn tới sự hình thành các
ngành công nghiệp mới như ngành công nghiệp tái sinh tài nguyên.
PTBK dựa trên nguyên lý tái thiết kế hệ thống công nghiệp một chiều hiện tại thành
hệ thống khép kín mô phỏng theo những chu trình tự nhiên hoàn hảo nhằm giúp cộng
đồng đạt được một nền kinh tế phát triển ổn định và cung cấp phương cách tự cung
ứng đầy đủ.
PTBK hướng tới mục tiêu không tạo ra chất thải bằng phương châm tăng cường tối đa
tái chế, giảm thiểu chất thải, hạn chế tiêu thụ và bảo đảm khả năng tái sử dụng, sửa
chữa hay quay vòng trở lại vào tự nhiên hay thị trường của sản phẩm thiết kế.
1.2 CƠ SỞ NGUYÊN LÝ
Những chu trình tự nhiên hoạt động không tạo ra chất thải. Từ quan điểm hệ thống,
mặt trời cung cấp năng lượng đầu vào cho toàn bộ hệ thống tự nhiên. Năng lượng mặt
trời thúc đẩy quá trình quang hợp khiến các nguyên tử và phân tử thể hiện đến mức
giá trị năng lượng cao hơn như các sản phẩm thức ăn và lâm sàng. Những thành phần
chết đi được xử lý cho khái niệm này là “Chất thải = Thức ăn” (William
McDonough).
Điều gì về công nghiệp và hệ thống xã hội hiện nay?
Hệ thống công nghiệp của chúng ta hiện nay căn bản theo đường thẳng với quy trình

“Lấy – làm – thải”. Vật liệu khai thác từ vỏ trái đất được vận chuyển đến nơi sản xuất
TIỂU LUẬN MÔN HÓA HỌC MÔI TRƯỜNG
TRANG
Lấy – Làm – Thải
Chiếc nôi  Nấm mồ
Chất thải = Thức ăn
tái thiết kế hệ thống công
nghiệp một chiều hiện tại thành
hệ thống khép kín
mô phỏng theo những chu
trình tự nhiên hoàn hảo
4
GVHD: TS. MAI TUẤN ANH HVTH: NHÓM
9
để sản xuất ra sản phẩm (tất cả vật liệu không phải một phần của sản phẩm cuối cùng
đều bị bỏ đi dưới dạng chất thải). Sau đó sản phẩm được chuyển đến người tiêu dùng
và cuối cùng bị thải bỏ dưới dạng chất thải ở cuối vòng đời sản phẩm.
Điều này không những không hiệu quả về kinh tế mà những sản phẩm này thường
chứa đựng những vật liệu độc hại và bền vững gây tác động tiêu cực đến môi trường
khi bị đốt hay thải bỏ ở các bãi chôn lấp.
Mô phỏng theo hệ thống tự nhiên để có được hiệu quả hoạt động cao nhất, ít chi phí
nhất và lợi nhuận cao nhất, hệ thống công nghiệp và xã hội sẽ có thể loại trừ những
tổn hại cho môi trường.
Khi hệ thống tuần hoàn được biểu hiện bởi vòng tròn màu xám bên trong có thể loại
trừ chất thải vào môi trường. Mũi tên màu xanh từ hệ thống công nghiệp đến môi
trường đại diện cho đầu ra không độc hai và không bền vững (có thể phân hủy sinh
học). Mũi tên màu đỏ thể hiện sự loại trừ những vật liệu độc hại hay bền vững và khó
xử lý từ vỏ trái đất hay từ các phòng thí nghiệm đi vào môi trường. Những vật liệu
này phải được quay vòng trong nội bộ các hệ thống công nghiệp / xã hội. Điều này
thường được gọi là “Sinh thái công nghiệp”.

Một biểu thức thông dụng cho khái niệm hệ thống công nghiệp khép kín là “Từ chiếc
nôi đến nấm mồ”.
1.3 MỤC TIÊU CỦA “PHÁT THẢI BẰNG KHÔNG”
Mục tiêu sâu xa của PTBK thể hiện nhu cầu một hệ thống xã hội / công nghiệp khép
kín. Chất thải là dấu hiệu của tính không hiệu quả.
Chất thải là dấu hiệu Phát thải bằng không được xem xét, đánh giá hiệu suất sử dụng
tài nguyên 100%: Năng lượng, nguyên vật liệu, nhân công
 Không có chất thải rắn và chất thải nguy hại
 Không phát thải vào môi trường: Không khí, nước, đất
 Không chất thải trong quá trình sản xuất và các hoạt động văn phòng
 Không chất thải trong vòng đời sản phẩm: từ khâu vận chuyển, sử dụng , kết thúc
thải bỏ.
 Không độc tố:
o Giảm thiểu rủi ro cho thiên nhiên
o Không độc tố trong chất thải nguy hại
Những chiến lược PTBK xem xét toàn bộ vòng đời sản phẩm, chu trình và các hệ
thống theo khía cạnh tìm hiểu sự “chịu đựng” của các hệ thống đối với những tương
tác của con người với môi trường và tìm kiếm những điểm hạn chế trên mọi cấp bậc
của vòng đời sản phẩm.
TIỂU LUẬN MÔN HÓA HỌC MÔI TRƯỜNG
TRANG
5
GVHD: TS. MAI TUẤN ANH HVTH: NHÓM
9
CHƯƠNG 2
CÁC KHÁI NIỆM HÓA HỌC XANH – GREEN CHEMISTRY
2.1. KHÁI NIỆM VỀ HÓA HỌC XANH
Hóa học xanh được định nghĩa là thiết kế, phát triển và áp dụng những sản phẩm hóa
học hay quy trình với mục đích làm giảm hoặc loại trừ việc sử dụng và phát sinh
những hợp chất nguy hại cũng như những độc chất.

2.2. LỢI ÍCH CỦA HÓA HỌC XANH
2.2.1 Lợi ích môi trường:
Thay đổi công nghệ, quá trình sản xuất để giảm thiểu lượng chất thải ra gây ô nhiễm
môi trường. Thí dụ: Eli Lilly tái thiết kế sự tổng hợp của 1 loại thuốc chống co giật đã
loại trừ được 300kg chromium thải và 34.000 lít dung môi cho mỗi 100kg sản phẩm
sản xuất ra, cùng lúc đó sản lượng tăng lên gấp 3 lần.
2.2.2 Lợi ích về kinh tế:
Vì lợi ích kinh tế nên thúc đẩy việc áp dụng những công nghệ xanh. Ví dụ như áp
dụng công cụ LCA nhằm nghiên cứu dòng vật chất và năng lượng trong những chu
trình và sản phẩm giúp tổ chức hóa chất dễ dàng hơn trong việc nhận rõ nguồn gốc
những chi phí ẩn liên quan đến sản xuất.
Khi phân tích thừa số những chi phí: thải bỏ và xử lý chất thải, mối quan hệ công cộng
và tra cứu luật lệ thì tác động mang tính dây chuyền của việc sử dụng tài nguyên kém
hiệu quả => những chu trình mới có thể lại trừ vấn đề dòng thải chính là những vấn đề
kinh tế được quan tâm => cải tiến công nghệ => hiệu quả kinh tế.
Tạo ra thế chủ động hợp tác: Công nghệ HHX có tính đa dạng trong cách thức thực thi
kỷ luật và khuyến khích những sự cộng tác chủ động, những công nghệ này đại diện
cho nhiều lĩnh vực bổ sung hóa học: nông nghiêp, công nghệ sinh học, sinh học…
2.3. CÁC NGUYÊN TẮC CỦA HÓA HỌC XANH
2.3.1 Nguyên tắc 1 – Ngăn ngừa chất thải:
“Phòng ngừa chất thải tốt hơn là xử lý hay làm sạch chất thải sau khi chúng đã hình
thành”
2.3.2 Nguyên tắc 2 : Thiết kế hóa chất và sản phẩm an toàn hơn
“Sản phẩm hóa học nên được thiết kế để bảo đảm tính hiệu quả của chức năng trong
khi vẫn có khả năng làm giảm độc tính”.
2.3.3 Nguyên tắc 3 : Thiết kế những hóa chất tổng hợp ít nguy hại hơn
“Bất cứ khi nào khả thi, phương pháp tổng hợp nên được thiết kế để sử dụng và tạo ra
các hợp chất mang ít độc tính hay không có độc tính đối với sức khoẻ con người và
môi trường. Cơ sở nền tảng của HHX là sự hợp nhất giữa sự tối thiểu hóa nguy cơ hay
loại trừ trên tất cả các khía cạnh thiết kế hóa học.”

TIỂU LUẬN MÔN HÓA HỌC MÔI TRƯỜNG
TRANG
6
GVHD: TS. MAI TUẤN ANH HVTH: NHÓM
9
2.3.4 Nguyên tắc 4 : Sử dụng nguyên liệu có thể tái sinh
“Sử dụng nguyên liệu có thể tái sinh hơn là các nguyên liệu có thể cạn kiệt khi đạt
được tính khả thi về kỹ thuật và kinh tế. Nguyên liệu có khả năng tái sinh thường có
nguồn gốc từ các sản phẩm nông nghiệp hay là chất thải của những quy trình khác.
Nguyên liệu có thể cạn kiệt là nguyên liệu dược khai khoáng từ nhiên liệu hóa thạch
(dầu mỏ, khí tự nhiên, than…)”
2.3.5 Nguyên tắc 5 : Sử dụng chất xúc tác thay vì chất phản ứng lượng pháp
“Chất xúc tác được sử dụng với một lượng nhỏ và có thể thực hiện một phản ứng
riêng lẻ nhiều lần. Chúng thích hợp hơn và tạo ra ít chất thải hơn so với chất phản ứng
lượng pháp (stoichiometric) là chất thường phải được dùng với lượng nhiều hơn và
chỉ sử dụng được một lần.”
2.3.6 Nguyên tắc 6 – Loại trừ dẫn xuất hóa học
“Những dẫn xuất không cần thiết (nhóm blocking, biến đổi tạm thời các quy trình hóa
lý) nên được loại trừ nếu có thể.”
2.3.7 Nguyên tắc 7 – Chuyển đổi tối đa lượng nguyên tử tham gia phản ứng vào
sản phẩm
“Phương pháp tổng hợp nên được thiết kế nhằm tối đa hóa sự hợp nhất của tất cả
những vật liệu sử dụng trong quy trình sản xuất vào sản phẩm cuối cùng. Để sản phẩm
cuối cùng chứa đựng tỉ lệ cao nhất của nguyên liệu ban đầu và có ít (nếu có) những
nguyên tử thải bỏ.”
2.3.8 Nguyên tắc 8 – Sử dụng dung môi và điều kiện phản ứng an toàn hơn
“Việc sử dụng những hợp chất bổ trợ (như là dung môi, tác nhân tách…) nên hạn chế
ở bất cứ nơi nào có thể, và nếu phải dùng phải mang tính vô hại đối với con người và
môi trường.”
2.3.9 Nguyên tắc 9 – Gia tăng hiệu suất năng lượng

“Hóa học và chuyển đổi hóa học đóng vai trò quan trọng trong việc nắm giữ và
chuyển đổi những hợp chất thành năng lượng như chuyển đổi những nguồn năng
lượng hiện hữu thành dạng có thể sử dụng cho xã hội.”
2.3.10 Nguyên tắc 10 – Thiết kế hóa chất và sản phẩm để có thể phân rã sau sử
dụng
“Sản phẩm hóa học nên được thiết kế để đến thời điểm cuối cùng của vòng đời sản
phẩm chúng không tồn dư bền vững trong môi trường mà có thể phân rã thành những
sản phẩm phân hủy không mang độc tính”
2.3.11 Nguyên tắc 11 -Phân tích trong nội quy trình tức thời để ngăn ngừa ô
nhiễm
“Phương pháp phân tích cần phát triển  cho phép những quan trắc tức thời, nội quy
trình, kiểm soát trước/ưu tiên chuyển đổi hợp chất nguy hại”.
2.3.12 Nguyên tắc 12 – Tối thiểu hóa tiềm năng xảy ra rủi ro
“Các hợp chất trong chu trình hóa học nên được cân nhắc giảm thiểu tiềm năng xảy ra
rủi ro (sự rò rỉ, nổ và cháy)”
TIỂU LUẬN MÔN HÓA HỌC MÔI TRƯỜNG
TRANG
7
GVHD: TS. MAI TUẤN ANH HVTH: NHÓM
9
2.5 Một số ví dụ về 12 nguyên tắc hóa học xanh
Nguyên tắc Chuyển đổi tối đa lượng nguyên tử tham gia phản ứng vào sản phẩm :
Khi sử dụng chất nền có cấu tạo phân tử CH
3
-CH=CHCH
2
Cl, chất tham gia phản ứng
là NaOH, 0.8N (điều kiện 25
0
C), ta thu được sản phẩm như sau:


CH
3
-CH=CHCH
2
Cl + NaOHCH
2
CH=CHCH
2
OH + CH
3
CHOHCH=CH
2
(1)
(0.8N, 25
0
C) (60%) (40%)
Khi sử dụng chất nền có cấu tạo phân tử CH
3
-CHClCH=CH
2
, chất tham gia phản ứng
là NaOH, 0.8N (điều kiện 25
0
C), ta thu được sản phẩm như sau:

CH
3
-CHClCH=CH
2

+ NaOHCH
2
CH=CHCH
2
OH + CH
3
CHOHCH=CH
2
(2)
(0.8N, 25
0
C) (37%) (63%)
dựa vào chất phản ứng cụ thể và chất nền sử dụng.
Nguyên tắc Phân tích trong nội quy trình tức thời để ngăn ngừa ô nhiễm:
 Quy trình tổng hợp polyacrylamide của hãng Mitsubishi (Nhật bản)
Quy trình xanh, nhưng sản phẩm không xanh do monomer độc hại
 !" #$%&' '('(&&$%(
)%%&($'''%(!"*'(+%'$%&%",-1)", /
 Quy trình tổng hợp N – vinylformamide (NVF) của hãng BASF (Đức)
Sản phẩm xanh, nhưng quy trình không xanh do có sử dụng chất độc HCN.
0!!+'$"1'2.234355443/
 Quy trình sản xuất NVF của hãng Air Products and Chemicals Co.
TIỂU LUẬN MÔN HÓA HỌC MÔI TRƯỜNG
TRANG
8
GVHD: TS. MAI TUẤN ANH HVTH: NHÓM
9
0!!+'$"1'2.234355443//
CHƯƠNG 3
KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG

3.1. KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA PHÁT THẢI BẰNG KHÔNG
Lợi ích của Chiến lược PTBK có thể đạt được ở hầu hết mọi loại hình của tổ chức:
 Chương trình cộng đồng có thể được thiết kế nhằm xem xét tất cả các cách thức
sử dụng nguyên vật liệu và năng lượng trong vận hành và dịch vụ. Chú trọng vào
mục tiêu không chất thải rắn ở các bãi chôn lấp và không lãng phí năng lượng có
thể giúp giải quyết vấn đề thất nghiệp (nhu cầu nhân lực cho các ngành công
nghiệp tái chế) và nguồn cung cấp nguyên liệu để sản xuất sản phẩm mới từ chất
thải tái sinh.
 Chương trình thương mại có thể được thiết kế cho việc sử dụng năng lượng và
vật liệu trong sản phẩm, quy trình và dịch vụ. Những chương trình này thường
chú trọng vào việc tăng cường hiệu suất sử dụng năng lượng thông qua các
phương thức loại trừ chất thải rắn, chất thải nguy hại, chất thải từ các quy trình
sản xuất, chất thải từ quá trình vận hành và các nỗ lực giảm tiêu thụ.
 Chương trình công nghiệp quy mô lớn có thể rất hiệu quả nếu các thành viên
của ngành công nghiệp sẵn lòng cộng tác với nhau. Trong trường hợp đó sẽ đạt
được hiệu quả tối đa trong việc giảm tiêu thụ năng lượng và vật liệu đồng thời
đạt được những cải thiện về khía cạnh môi trường.
 Chương trình trong trường học khi được áp dụng vào mọi hoạt động của nhà
trường cũng như vào việc dạy học trong lớp có thể tiết kiệm chi phí trong khi vẫn
duy trì chất lượng giáo dục tốt. PTBK có thể được áp dụng không chỉ đối với
việc sử dụng năng lượng và vật liệu mà còn trong những nhà máy, văn phòng,
phòng học và ngay cả những quán cà phê (!)
 Chương trình trong hộ gia đình có thể được phát triển bao gồm tiết kiệm năng
lượng, thay đổi trong thói quen mua sắm, giảm mức độc hại trong những hoá chất
tẩy rửa, sử dụng phân bón và thuốc diệt côn trùng thích hợp hơn.
3.1.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP TIẾP CẬN PTBK
Những nhà nghiên cứu đã đề xuất những cách tiếp cận khác nhau nhằm đạt tới mục
tiêu xây dựng một xã hội bền vững. Một số phương pháp cụ thể là:
a. Đánh giá vòng đời sản phẩm (LCA)
TIỂU LUẬN MÔN HÓA HỌC MÔI TRƯỜNG

TRANG
9
GVHD: TS. MAI TUẤN ANH HVTH: NHÓM
9
LCA là một công cụ mạnh cung cấp thông tin về các tác động môi trường trong suốt
các giai đoạn phát triển khác nhau của sản phẩm và được mô tả theo vòng đời sản
phẩm.
Ví dụ*%$6(78"9:$;<=$$$=>
?$@A:$B?=CD
5
%:/
%(E;F=?$@,(G=HB%=>&I$$B$%$$<(
78J$"$K(G%=;F=?(GL?
JM(%("&I$N(G$O$M$$P"J%J&6:;<:
$=>=K?
 *'%%$%?J$@0D$$&%BQ=R$JS%P
544TB,3Q$>$UJ$9V01/$O&R:
8,5"TW(%;Q$$@P, 3!UR:$@7'%X<YE$
(78%P544T=H2",W(%;QP544Z!
 [D\D&$](^S%;<=6J$8&<Q$">$L
O9_
b. Sản xuất sạch hơn và hiệu suất sinh thái
Cách thức sản xuất tích hợp và những thay đổi tổ chức giảm thiểu sự phát thải từ
những công đoạn sản xuất và cho toàn nhà máy. Kết hợp với cách tiếp cận Hiệu suất
sinh thái điều này có thể giảm lượng nguyên liệu và năng lượng sử dụng. Một số ví dụ
của những phương pháp SXSH tiêu biểu là thay thế những hợp chất độc hại bởi những
hợp chất ít độc hoặc không mang độc tính, quản lý nội vi tốt, cải tiến công nghệ…
c. Cộng sinh công nghiệp, Sinh thái công nghiệp và Nhóm công nghiệp
Như một hệ sinh thái sống, một hệ thống công nghiệp sử dụng chất thải của một hệ
thống công nghiệp khác làm nguyên liệu đầu vào. Cách tiếp cận bậc thấp này được

phát triển đến một mức cao hơn dựa theo định nghĩa: “Sinh thái công nghiệp bao gồm
thiết kế hạ tầng công nghiệp như thể chúng là một chuỗi những hệ sinh thái nhân tạo
ăn khớp với nhau giống như hệ sinh thái tự nhiên toàn cầu.
Sinh thái công nghiệp mô phỏng theo hình mẫu của môi trường tự nhiên trong việc
giải quyết những vấn đề môi trường, tạo nên một mô hình mới cho hệ thống công
nghiệp như thể một chu trình hoàn chỉnh.” Và tất nhiên cách tiếp cận này sẽ kém hiệu
quả hơn nếu khoảng cách giữa những nhà máy cần phải có thiết bị chuyên chở trọng
tải lớn. Khu công nghiệp sinh thái được hoạch định thành vùng công nghiệp là nơi mà
những nguyên tắc của Sinh thái công nghiệp được sử dụng trong việc xây dựng cho
toàn bộ những địa điểm trong khu công nghiệp với đầu vào và đầu ra nhỏ nhất với các
vùng xung quanh.
d. Xử lý cuối đường ống
Khái niệm xử lý cuối đường ống bao gồm xử lý các chất thải và xử lý dòng thải bị ô
nhiễm. Phương pháp tiếp cận cho việc xử lý cuối đường ống cho đến ngày nay vẫn là
một yếu tố thiết yếu cho nhiều ngành công nghiệp và cho nhiều công nghệ, phương
pháp này chỉ nên dung như là một phương án cuối cùng khi không còn lựa chọn nào
khác, và việc áp dụng sản xuất sạch hơn vẫn là ưu tiên hàng đầu. Xử lý cuối đường
ống bao gồm: Xử lý nước, không khí, tiếng ồn và các chất thải rắn. Công nghệ xử lý
TIỂU LUẬN MÔN HÓA HỌC MÔI TRƯỜNG
TRANG
10
GVHD: TS. MAI TUẤN ANH HVTH: NHÓM
9
cuối đường ống bao gồm nhiều kỹ thuật, đó có thể là sự kết hợp thống hóa học, hệ
thống sinh học dung cho xử lý nước, hệ thống lọc, cyclone và rất nhiều các hệ thống
khác cho việc làm phân bón hay là loại bỏ chất thải. Đối với từng loại dòng thải, sẽ có
một phương án xử lý tốt nhất, chấp nhận được về công nghệ, thỏa mãn về điều kiện
môi trường cũng như khả thi về mặt kinh tế. Phương án hợp lý về mặt môi trường là
giảm tối đa lượng chất thải cần xử lý cuối đường ống và tối đa hóa vấn đề sản xuất
sạch hơn sao cho việc sử dụng tài nguyên một cách có hiệu quả nhất. Nếu so với cách

tiếp cận truyền thống về quản lý chất thải, thì việc cải tiến sẽ là:
Kiểm soát tại nguồn, cố gắng quản lý và giảm tối đa sự tiêu thụ tài nguyên thay cho
việc thải bỏ và phân tán…Trong tương lai chúng ta có thể mong đợi chú trọng hơn
nữa về tiết kiệm nguồn tài nguyên khan hiếm và sử dụng hiệu quả hiệu suất năng
lượng, thu hồi chất thải biến chất thải thành năng lượng đầu vào
e. Thiết kế sản phẩm – dịch vụ và thay đổi hành vi người tiêu dùng theo hướng
mang tính sinh thái
Nếu chu trình sản xuất rất sạch và hiệu quả, bản thân sản phẩm sẽ là nguồn phát thải
chính vào cuối chu trình sống của của sản phẩm (giai đoạn sử dụng và thải bỏ). Giá trị
sử dụng về kinh tế của nhà sản xuất là bán sản phẩm. Nếu nhà sản xuất bán “sản
phẩm” dịch vụ, có nghĩa là bao gồm cả bảo trì và thải bỏ, giá trị sử dụng về kinh tế
của sản phẩm sẽ có thể được gia tăng. Điều này có thể thực hiện được bằng cách thiết
kế mọi quá trình xoay quanh sản phẩm hướng tới mục tiêu hiệu quả hơn cũng như kéo
dài vòng đời của sản phẩm. Cách thức này cũng sẽ đem lại những tác động tích cực
đến môi trường.
f. Tận dụng và tái chế
Trong hầu hết những quy trình sản xuất, chỉ một phần nhỏ nguyên liệu trong quy trình
có thể tìm thấy trong sản phẩm cuối cùng. Phần còn lại được thải ra dưới dạng chất
thải hay những dòng thải không mong muốn. Ngay cả khi bản thân sản phẩm là chất
thải ở giai đoạn cuối vòng đời sản phẩm. Một số loại chất thải (thủy tinh, giấy, phế
liệu kim loại…) có thể được tái chế dễ dàng bên ngoài quy trình sản xuất. Đó là khái
niệm “tận dụng” nhằm sử dụng mọi chất thải của một quy trình sản xuất và chuyển
đổi chúng thành những sản phẩm bổ sung (điều này không có nghĩa là bán chất thải
cho nơi thải bỏ chất thải hay nơi xử lý chất thải!). Do đó mọi nguyên liệu đầu vào đều
được chuyển đổi thành những sản phẩm có thể bán được đồng thời tạo ra lợi nhuận
trên mỗi đơn vị nguyên liệu (giá trị gia tăng). Nhằm đạt đến mục tiêu này những công
nghệ và sản phẩm mới phải được thiết kế sao cho có thể sử dụng mọi dòng thải cho
những quy trình khác. Điều này bao gồm những công nghệ xử lý cuối đường ống cho
phép tái sử dụng vật liệu và thành phần.
g. Hệ thống sinh học tích hợp

Hệ thống sinh học tích hợp nghĩa là tích kết một hệ thống sinh học tự nhiên vào một
quy trình sản xuất theo cách thức rằng chất thải là cơ sở để sản xuất nguồn tài nguyên
hữu cơ, cắt giảm chi phí và phát sinh những sản phẩm bổ sung có giá trị.
Hệ thống sinh học tích hợp tích kết những ứng dụng của chất thải từ các quy trình sản
xuất với cách xử lý nước thải để giảm chi phí xử lý đồng thời cung cấp những cơ hội
lao động mới bằng cách tạo ra thu nhập hay những sản phẩm bổ sung.
TIỂU LUẬN MÔN HÓA HỌC MÔI TRƯỜNG
TRANG
11
GVHD: TS. MAI TUẤN ANH HVTH: NHÓM
9
Hệ thống sinh học tích hợp thường được áp dụng trong nông nghiệp và nuôi trồng
thủy sản ở những quốc gia đang phát triển bằng cách sử dụng tàn dư sinh khối và
nước thải cho việc sản xuất thức ăn, phân bón hữu cơ, thức ăn gia súc giàu protein vi
lượng và năng lượng sinh học. Thức ăn nông nghiệp và ngành công nghiệp sản xuất
nước giải khát tạo ra chất thải và nước thải không độc có thể cung cấp đầu vào cho
những hệ thống sinh học tích hợp này.
Trong hệ thống IBS truyền thống của Trung Quốc, vịt và heo được nuôi gần một hồ
nước. Chất thải từ các vật nuôi này sẽ được thu vào hồ, góp phần gia tăng mức độ sinh
trưởng của thủy sinh vật trong hồ. Cá trong hồ có được nguồn thức ăn dồi dào từ các
loài thủy sinh này sẽ phát triển tốt. Nước trong hồ với hàm lượng dinh dư¤ng cao độ
sẽ được sử dụng cho mục đích tưới tiêu nông nghiệp. Tàn tích nông nghiệp sẽ là thức
ăn cho gia cầm, tạo thành một vòng hầu như khép kín.
¥ Montfort Boys Town (Fiji), hệ thống được mở rộng bao gồm cả việc sản xuất nấm
từ bã ủ rượu bia. Qua đó ligno-cellulose trong bã thải ban đầu bị phân hủy, bã thải sau
đó có thể được sử dụng làm thức ăn cho heo. Chất thải từ chăn nuôi heo được lên men
kị khí để sản sinh methane với mục đích cung cấp năng lượng. Tảo sinh trưởng thành
các mảng trên hồ nhằm tận dụng hết hàm lượng dinh dư¤ng cao có thể được thu hoạch
làm thức ăn cho gia súc `a, /.
Hình 2.1. =b6(:$RQQB[a

Việc sản xuất trùn đất và nuôi gà sẽ được tích kết vào hệ thống này, hướng tới việc
không phát thải vào khí quyển. Một số ví dụ khác có thể kể đến như c(
de6c
,
f%' , /, c:$R*%$&% %e'' ở
Columbia
2
D5444/.
Với +'[, một IBS quy mô gia đình khởi đầu với 1.000 đầu heo gần
Ballarat (Victoria) đã sử dụng bề sinh học kị khí, máy phát điện… để xử lý chất thải
từ chuồng trại chăn nuôi heo, giảm chi phí thông qua việc quay vòng chất dinh dư¤ng
và nước đồng thời với việc bán lượng điện dư thừa cho hệ thống cấp điện quốc gia.
IBS đã hoạt động được 10 năm `%!, g/.
1
2
TIỂU LUẬN MÔN HÓA HỌC MÔI TRƯỜNG
TRANG
12
GVHD: TS. MAI TUẤN ANH HVTH: NHÓM
9
Để hệ thống nông trại bền vững, hệ thống trang trại nên là những mối quan hệ khép
giữa các thành phần khác nhau ảnh hưởng lẫn nhau trong sự chuyển năng lượng từ
mặt trời và chất dinh dư¤ng từ đất có lợi ích cho cả người tiêu dùng và người sản xuất.
Hệ thống hầm ủ biogas đóng nhiều vai trò khác nhau: nguồn nhiên liệu cho đun nấu
thức ăn, nguồn phân bón, là một phương pháp giảm ô nhiễm nước thải giàu chất hữu
cơ.
Vườn có thể là cây ăn trái hay vườn rau. Ngoài việc cho thu nhập từ sản phẩm vườn,
vườn cây ăn trái còn tạo bóng mát, điều hòa khôneg khí, nhiệt độ, ẩm độ của hệ sinh
thái, che chắn gió làm hạn chế bốc thoát hơi nước từ mặt ao. Vườn còn cung cấp thức
ăn bổ sung cho chăn nuôi như heo, gà, vịt xiêm, ngỗng, dê, bò, thỏ nuôi nhốt…

Ao cung cấp nước tưới cho vườn, nhất là trong mùa khô. Hơi nước bốc thoát từ mặt
ao góp phần điều hòa tiểu khí hậu của cả hệ thống. Ao còn là môi trường để nuôi cá,
chăn thả vịt, là nơi chứa các chất thải của chăn nuôi sau khi đã được xử lý bằng túi ủ
biogas. Dưới ao có thể thả lục bình, rau muống, bông súng Đà Lạt… cung cấp một
phần rau, bèo, hoặc đánh tỉa cá rô phi định kỳ làm thức ăn bổ sung đạm cho chăn nuôi.
Hàng năm, bùn đáy (sình non) chứa nhiều chất hữu cơ được sên vét từ đáy ao có tác
dụng bồi đắp cho đất vườn thêm màu m¤.
Chăn nuôi là khâu tích lũy vốn có hiệu quả của mô hình, chăn nuôi còn cung cấp một
phần thức ăn cho cá, cung cấp nguyên liệu cho túi ủ biogas, tiêu thụ sản phẩm phụ của
vườn như rau, cỏ, trái cây loại thải. Biogas giúp cho việc xử lý chất thải chăn nuôi,
vừa đảm bảo vệ sinh môi trường, vừa tạo khí đốt rẻ tiền, sạch. Gas còn dùng để thắp
sáng hay dùng để úm cho gia súc, gia cầm non, góp phần làm giảm chi phí, tăng hiệu
quả chăn nuôi. Gas còn có thể dùng làm nhiên liệu chạy máy động cơ, dụng cụ nấu
nước tắm.
Chất thải sau khi được xử lý bằng túi ủ hay hầm ủ được dùng tưới cho cây trồng hay
tạo nguồn thức ăn thủy sinh gián tiếp cho nuôi trồng thủy sản hiệu quả khá cao. Có thể
xử lý sinh học bằng cách cho chất thải chăn nuôi qua một ao khoảng 100m
2
, trong ao
thả cây lục bình hay cây rau ngổ. Hai loại cây này có bộ rễ như một máy lọc nước tự
làm sạch, sau khi xử lý nước thải ra môi trường sẽ sạch hơn nhiều so với khi mới thải
ra, không ảnh hưởng tới môi trường và tôm, cá [Nguyễn Xuân Khoa,
].
Hình 2.2 Mô hình VACB
Mô hình này đã phần nào giảm thiểu được ô nhiễm môi trường từ quá trình chăn nuôi,
tăng tỷ lệ vật nuôi trên một đơn vị diện tích. Vì vậy, mô hình này hay được các trang
TIỂU LUẬN MÔN HÓA HỌC MÔI TRƯỜNG
TRANG
13
GVHD: TS. MAI TUẤN ANH HVTH: NHÓM

9
trại chăn nuôi quy mô lớn áp dụng (nơi nguồn thu chủ yếu đến từ hoạt động chăn nuôi
và vật nuôi thường được nuôi nhiều với mật độ nuôi cao, phương thức chăn nuôi theo
hình thức công nghiệp).
h. Tài nguyên từ nguồn có thể tái tạo
Trong tương lai nguyên liệu và năng lượng phải có phạm vi khai thác lớn hơn, không
chỉ từ những nguồn có thể tái tạo. Điều này không những liên quan đến vật liệu sử
dụng cho những sản phẩm có đời sống dài mà ngay cả những hợp chất chỉ sử dụng
trong một thời gian ngắn (bao bì sản phẩm, hàng hóa tiêu dùng trong thời gian ngắn,
những vật dụng phụ trợ cho sản xuất…). Năng lượng đóng vai trò đáng kể trong lĩnh
vực này từ khi nhiên liệu hóa thạch có nguồn cung cấp hạn chế và sự phát thải toàn
cầu đang đe dọa cuộc sống trên trái đất thông qua những biến đổi về khí hậu.
l. Hóa học xanh
Hóa học xanh (HHX) là thiết kế sản phẩm và quy trình hóa học có thể hạn chế
và/hoặc loại trừ việc sử dụng và phát sinh những hợp chất độc hại. HHX đang đạt
được những mục đích dài hạn về gia tăng lợi nhuận và bảo vệ môi trường. Nhu cầu
này nói một cách tổng quan là “xanh hóa” những chất tổng hợp cũ, “xanh hơn” những
chất tổng hợp mới và sản sinh ra những hợp chất ít độc hại hơn.
Như đã nói ở trên, rằng không phương pháp nào trên đây có thể đạt đến mục đích xã
hội bền vững. Chúng không thể làm đuợc điều đó vì mỗi cách tiếp cận trên tập trung
vào một phần của toàn bộ hệ thống chịu sự tác động của con người. PTBK chỉ có thể
thực hiện được khi nhiều phương pháp được sử dụng đồng thời. Và những phương
pháp đó có thể lồng vào nhau hay bổ trợ cho nhau trong chương trình TKVMT ngay
từ ban đầu.
Ví dụ 1: hSBi=%<c'
 *K$$O$8E$Q$:_?K
$%j$k
 *K=K$%(I@$%=K$%($lO9@9_
?!
Ví dụ 2: X6"=C$OR=b$B&%B"$$%6B=H

K$6
 cJ&6BDmmm$%DemDmmm:=>$BDem/k
 *KR<$O$R<$k
3.1.2 TRƯỜNG HỢP ÁP DỤNG PHÁT THẢI BẰNG KHÔNG ĐIỂN HÌNH
MÔ HÌNH HƯỚNG ĐẾN KHÔNG PHÁT THẢI TRẠM TRỘN BÊ TÔNG NAM
SÀI GÒN
a. Giới thiệu doanh nghiệp
 Tên : Trạm trộn bê tông Nam Sài Gòn
 Địa điểm: phường 7, quận 8, Tp.HCM
 Chủ đầu tư: Cty TNHH Xi măng Holcim Việt Nam
TIỂU LUẬN MÔN HÓA HỌC MÔI TRƯỜNG
TRANG
14
GVHD: TS. MAI TUẤN ANH HVTH: NHÓM
9
 Địa chỉ: số 81-83-83B-85 Hàm Nghi, Quận 1, Tp.HCM
 Diện tích: 10.500 m
2
 Công suất: 1.040.000 tấn/m
3
 Chủng loại sản phẩm
o Bê tông thường: mác bê tông từ 10 MPa đến 30 MPa.
o Bê tông chất lượng cao: mác bê tông từ 35 MPa đến 60 MPa
o Bê tông đặc biệt: Fiber/Fly Ash/Colored/Self Compacting Concrete sẽ
được sản xuất nhằm đáp ứng nhu cầu đa dạng của khách hàng
b. Thông tin tóm lược dây chuyền sản xuất và nguồn gây ô nhiễm
c. Nội dung thực hiện hướng đến PTBK
Ô nhiễm bụi
Biện pháp hiện hữu (công nghệ Trung Quốc) áp dụng tại các Trạm bê tông khác:
 Công nghệ SX của Trung Quốc:

o Nhập liệu xi măng bằng ống dẫn và trực tiếp từ từng bao;
o Nhập liệu từng ca sản xuất;
o Không có hệ thống xử lý bụi.
 Không vệ sinh công nghiệp hàng ngày.
 Biện pháp giảm thiểu hướng đến PTBK
 Áp dụng công nghệ SX có bộ phận xử lý MT (nhập khẩu từ Châu Âu):
o Nhập liệu xi măng theo bồn xá và ống dẫn;
TIỂU LUẬN MÔN HÓA HỌC MÔI TRƯỜNG
TRANG
Đá dăm Cát
Nước
Phụ gia
Hệ thống tiếp liệu
Hệ thống cân định
lượng
Bồn trộn
Phễu rót
Xe chuyên dụng
Công trường thi công
Xi măng
+S":"b"
Chất thải rơi vãi
n""$8;H
+S":"b"
Xà bần ướt
+S":"b"
Xà bần ướt, nước thải
+S":"b"
D8;H"Q$
15

GVHD: TS. MAI TUẤN ANH HVTH: NHÓM
9
o Nhập liệu theo băng chuyền;
o Có hệ thống xử lý bụi tại cửa nhập liệu.
 Kiểm soát ô nhiễm bụi ngay tại nguồn
 Bê tông hóa toàn bộ đường nội bộ;
 Trồng cây xanh dọc 2 bên đường nội bộ dự án;
 Vệ sinh công nghiệp mặt bằng Trạm hàng ngày;
 Phun nước tạo ẩm khi trời nắng nóng;
 Yêu cầu xe vào Trạm tắt máy khi không vận hành hay di chuyển;
 Định kỳ thực hiện chương trình giám sát chất lượng MT không khí.
Ô nhiễm nước thải
Nhu cầu nước: 280-300 lít/m
3
bê tông, trong đó:
 65-67% cấp cho thành phẩm bê tông
 18% cấp nước sạch cho xe ra công trường
 15-17% vệ sinh thiết bị, sân bãi
 Nhu cầu cấp nước 300 – 400 m
3
/ngày.đêm
d. Lợi ích của sản xuất hướng đến PTBK
Sản xuất hiện hữu Sản xuất hướng đến PTBK
Nhu cầu nước cấp cho Trạm cao Tiết kiệm được khoảng 15% nhu cầu sử dụng nước
TIỂU LUẬN MÔN HÓA HỌC MÔI TRƯỜNG
TRANG
HIỆN HỮU
Nước thải
công nghệ
Nước thải

sinh hoạt
Tái sử dụng
XL sơ bộ bằng
bể tự hoại
Đưa về trạm XLNT
sản xuất xử lý đạt
QCVN 24:2009/BTNMT
PTBK
Nguồn tiếp
nhận
Nước thải
công nghệ
Nước thải
sinh hoạt
Đưa về trạm XLNT
sản xuất đạt tiêu chuẩn
cấp nước lại cho sản xuất
Tái sử dụng 100% vào
dây chuyền sản xuất
XL sơ bộ bằng
bể tự hoại
16
GVHD: TS. MAI TUẤN ANH HVTH: NHÓM
9
Sản xuất hiện hữu Sản xuất hướng đến PTBK
 chi phí tăng giá
Trong TH nước thải xử lý đạt QCVN nhưng
mức độ tải lượng chất ô nhiễm cao
Không xả bất cứ nguồn thải nào ra nguồn tiếp nhận
Xác suất rủi ro xử lý không đạt QCVN

(thông số pH và SS) cao
Không có rủi ro xả nước thải chưa đạt QCVN ra
nguồn tiếp nhận
Bùn rơi vãi bán cho đơn vị có nhu cầu san
lấp  tình trạng bãi chứa gây ô nhiễm cục bộ
và vùng lân cận
Bùn rơi vãi được tái sử dụng vào dây chuyền sản
xuất
 góp phần giảm nguyên liệu sử dụng bao gồm cát,
đá … là nguồn tài nguyên thiên nhiên
 không phát sinh chất thải ra môi trường
3.2. KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA HÓA HỌC XANH
NGÀNH GIẤY VÀ BỘT GIẤY
Tổng quan:
Ngành công nghiệp giấy và bột giấy đứng thứ 5 trong nền kinh tế và giữ vị trí thứ
3 về tốc độ phát triển. Với quy mô sản xuất lớn và nguồn giấy thì ngày càng thu hút
người sử dụng, do vậy ngành công nghiệp này đóng vai trò không thể thiếu trong đời
sống người dân
Theo thống kê của Hiệp hội giấy Việt Nam, ngành giấy đạt tốc độ tăng trưởng cao
và liên tục trong những năm vừa qua. Từ năm 1990 đến 1999, tốc độ tăng trưởng bình
quân là 16%/năm, 3 năm sau đó (2000, 2001 và 2002) đạt 20%/năm. Dự báo tốc độ
tăng trưởng 5 năm tiếp theo là 28%/năm. Để đáp ứng được mức độ tăng trưởng trên,
ngành giấy Việt Nam đã có chiến lược phát triển từ nay đến 2010, đến năm 2010, sản
lượng giấy sản xuất trong nước sẽ đạt tới 1,38 triệu tấn giấy/năm (trong đó khoảng
56% là nhóm giấy công nghiệp bao bì và 25% là nhóm giấy vệ sinh) và 600.000 tấn
bột giấy.
TIỂU LUẬN MÔN HÓA HỌC MÔI TRƯỜNG
TRANG
17
GVHD: TS. MAI TUẤN ANH HVTH: NHÓM

9
Công nghệ sản xuất giấy và bột giấy
Hóa chất và các chất phụ gia trong ngành sản xuất giấy
Môi trường sản xuất giấy ( Axit hoặc trung tính, kiềm tính ) khác nhau thì việc
dùng chất phụ gia cũng khác nhau
Phụ gia
Môi trường gia keo, phụ gia
PH = 4,5¸ 6,5
(Quá trình axít tính)
PH=7,2¸8,4
(Quá trình trung tính, kiềm tính)
Loại keo
Keo nhựa thông, nhựa thông
biến tính, nhựa thông phân tán
AKD ( Alkyl Keten Dimer), ASA
Phèn
Dùng nhiều để đông tụ keo và
gắn keo vào xơ sợi
Đôi khi dùng 1 ít để trung hoà điện tích âm
Chất độn Cao lanh CaCO
3
nghiền hoặc kết tủa
Chất trợ bảo lưu
Cationic, Polyacrylamide
(Percol , Cataretin …)
Hệ thống bảo lưu vi hạt, hay hệ thống bảo
lưu 2 thành phần ( Bentonite …)
Tinh bột Cationic Tăng độ bền là chính Tăng độ bảo lưu của AKD là chính
Chất tăng trắng Dùng nhiều hơn Dùng ít hơn
Chất màu Không khác nhau Không khác nhau

TIỂU LUẬN MÔN HÓA HỌC MÔI TRƯỜNG
TRANG
Chặt, băm, cắt
Nấu
Rửa
Sàng
Làm sạch
Tẩy trắng
Rửa
Nghiền đĩa
Làm sạch ly tâm
Xeo
Hoàn tất
Nguyên liệu thô (tre,
nứa, gỗ mềm )
Nước
Thu hồi hoá
chất
Dịch đen
Hoá chất
Nước
Hoá chất
Nước
Nước
thải
Nước
thải
CHUẨN BỊ
NGUYÊN LIỆU
CHUẨN BỊ BỘT

XEO BỘT
NGHIỀN BỘT
18
GVHD: TS. MAI TUẤN ANH HVTH: NHÓM
9
Chất diệt khuẩn
Biocide
Dùng bình thường Dùng nhiều hơn
Nguồn gây ô nhiễm trong ngành sản xuất giấy
cQ$
Nguồn gây ô nhiễm trong lĩnh vực sản xuất giấy và bột giấy chính là nước thải có
các đặc trưng sau:
 pH cao do kiềm dư gây ra là chính.
 Thông số cảm quan (màu đen, mùi, bọt) chủ yếu là do dẫn xuất của lignin
gây ra là chính.
 Cặn lơ lửng (do bột giấy và các chất độn như cao lin gây ra).
 COD & BOD do các chất hữu cơ hòa tan gây ra là chính, các chất hữu cơ ở
đây là lignin và các dẫn xuất của lignin, các loại đường phân tử cao và một lượng nhỏ
các hợp chất có nguồn gốc sinh học khác, trong trường hợp dùng clo để tẩy trắng có
thêm dẫn xuất hữu cơ có chứa clo khác.
Nước thải giấy phát sinh chủ yếu ở các công đoạn sau:
 Nước thải nguyên liệu: nước thải trong công đoạn này có thành phần chủ
yếu là chất hữu cơ, đất đá, thuốc BVTV, vỏ cây và sỏi cát
 Nước thải từ công đoạn nấu và rửa sau nấu có chứa nhiều chất hóa tan, có
nhiều chất nấu và một phần sơ sợi. Thành phần nước thải trong công đoạn nấu đặc
biệt có màu đen nên thường được gọi là dịch đen. Thông thường có 25-35% chất khô,
tỉ lệ giữa chất hữu cơ và chất vô cơ là 70:30. Thành phần hữu cơ trong dịch đen chủ
yếu là ligin hòa tan trong kiềm (30-35% theo chất khô), ngoài ra là sản phẩm phân
hủy hydratcarbon và các acid hữu cơ. Thành phần vô cơ gồm những hợp chất đưa vào
nấu, một phần nhỏ là NaOH, Na

2
S, Na
2
SO
4
, Na
2
SO
3
còn phần nhiều là kiềm sulphate
liên kết với các chất hữu cơ trong kiểm
 Nước thải từ công đoạn tẩy trắng giấy: các hợp chất hữu cơ có trong nước
thải này bao gồm ligin hòa tan và các chất tẩy rửa tồn tại ở dạng độc chất như hợp
chất clo. Nước thải công đoạn này có độ màu, BOD và COD khá cao. Dòng nước từ
công đoạn này có chứa các hợp chất hữu cơ đặc trưng qua tải lượng AOX từ 04-
10kg/tấn bột. Dòng nước thải này chứa nhiều chất nguy hại và khó phân hủy sinh học.
Các nguồn nước thải từ các bộ phận và thiết bị khác nhau trong ngành sản xuất
giấy
Bộ phận Các nguồn điển hình
Sản xuất
bột giấy
- Hơi ngưng khi phóng bột
- Dịch đen bị rò rỉ hoặc bị tràn
- Nước làm mát ở các thiết bị nghiền đĩa
- Rửa bột giấy chưa tẩy trắng
TIỂU LUẬN MÔN HÓA HỌC MÔI TRƯỜNG
TRANG
19
GVHD: TS. MAI TUẤN ANH HVTH: NHÓM
9

- Phần tách loại có chứa nhiều sơ, sạn và cát
- Phần lọc ra khi làm đặc bột giấy
- Nước rửa sau tẩy trắng có chứa chlorolignin
- Nước thải có chứa hypochlorite
Chuẩn bị
phối liệu
bột
- Rò rỉ và tràn các hoá chất / phụ gia
- Rửa sàn
Xeo giấy
- Phần tách loại từ máy làm sạch ly tâm có chứa xơ, sạn và cát
- Chất thải từ hố lưới có chứa xơ
- Dòng tràn từ hố bơm quạt
- Phần nước lọc ra từ thiết bị tách nước có chứa xơ, bột đá và các chất hồ
Khu vực
phụ trợ
- Nước xả đáy
- Nước ngưng tụ chưa được thu hồi
- Nước thải hoàn nguyên từ tháp làm mềm
- Nước làm mát máy nén khí
Thu hồi
hóa chất
- Nước ngưng tụ từ máy hóa hơi
- Dịch loãng từ thiết bị rửa cặn
- Dịch loãng từ thiết bị rửa bùn
- Nước bẩn ngưng đọng
- Nước ngưng tụ từ thiết bị làm mát và từ hơi nước
Đặc trưng chỉ số Ô nhiễm của nhà máy giấy và bột giấy điển hình tại Việt Nam
Thông số Giá trị
Lưu lượng (m

3
/t) 150-300
BOD5 (kg/t) 90- 330
COD (kg/t) 270- 1200
SS (kg/t) 30-50
:
Một trong những vấn đề về phát thải khí đáng chú ý ở nhà máy sản xuất giấy là
mùi. Quá trình nấu tạo ra khí H
2
S có mùi rất khó chịu, methyl mercaptant, dimethyl
sulphide và dimethyl-disulphide. Các hợp chất này còn thường được gọi là tổng lượng
lưu huỳnh dạng khử (TRS). Các hợp chất này được thoát ra từ quá trình nấu, khi
phóng bột. Các hợp chất mùi phát sinh khác có tỉ lệ tương đối nhỏ hơn so với TRS và
có chứa hydrocarbons.
Một nguồn ô nhiễm không khí khác là do quá trình tẩy trắng bột giấy. Tại đây, clo
phân tử bị rò rỉ theo lượng nhỏ trong cả quá trình tẩy. Tuy nồng độ ô nhiễm không cao
nhưng loại phát thải này lại cực kỳ độc hại.
Trong quá trình thu hồi hóa chất, một lượng SO
2
nồng độ cao cũng bị thoát ra
ngoài. Các ô-xít lưu huỳnh được sinh ra từ các nhiên liệu có chứa sulphur (như than
đá, dầu FO, v.v ) được sử dụng cho nồi hơi để tạo hơi nước. Phát thải bụi cũng được
quan sát thấy tại một số lò hơi đốt than khi không có đủ các thiết bị kiểm soát bụi
TIỂU LUẬN MÔN HÓA HỌC MÔI TRƯỜNG
TRANG
20
GVHD: TS. MAI TUẤN ANH HVTH: NHÓM
9
(cyclon, túi lọc, ESP, v.v ). Một lượng nhỏ bụi cũng được thoát ra khi cắt mảnh gỗ.
Bên cạnh những loại phát thải này còn có rất nhiều loại phát thải tức thời khác từ quá

trình sản xuất.
D8o
Chất thải rắn gồm bùn, tro, chất thải gỗ, tạp sàng, phần tách loại từ quá trình làm
sạch ly tâm, cát và sạn. Nguồn chính của bùn là cặn của bể lắng, và cặn từ tầng làm
khô của trạm xử lý nước thải. Bên cạnh đó, đôi khi còn có cặn dầu thải từ thùng chứa
dầu đốt. Khi sử dụng than, xỉ và phần than chưa cháy từ lò hơi cũng là nguồn thải rắn
cần phải được thải bỏ một cách an toàn. Lượng thải rắn của các công đoạn/hoạt động
khác nhau phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như quy mô hoạt động, thành phần nguyên
liệu thô, v.v và rất khó ước tính
Ảnh hưởng của sản xuất giấy và bột giấy đến môi trường
Một trong những nhân tố gây ô nhiễm trong quy trình sản xuất giấy tái sinh là các
loại phẩm màu sử dụng trong quá trình sản xuất. Đó là nguyên nhân gây độ màu của
nước thải – một trong những chỉ tiêu đánh giá mức độ ô nhiễm của nước thải. Độ màu
cao làm ngăn cản sự truyền suốt của ánh sang mặt trời, làm ức chế quá trình quang
tổng hợp của một số loài thủy sinh, đặc biệt là thực vật bậc thấp sống dưới nước, gây
nên những biến đổi đối với hệ sinh thải dưới nước, ảnh hưởng gián tiếp đến đời sống
con người.
Một tác nhân gây ô nhiễm khác là hàm lượng chất lơ lửng (chủ yếu là cặn giấy)
trong nước thải rất cao sẽ dẫn đến hiện tượng lắng đọng trong cống thoát cũng như
hiện tượng bồi lắng trong các kênh rạch. Sau thời gian lắng đọng, lớp cặn này sẽ hình
thành như một lớp bùn hữu cơ mà cấu trúc của nó vòng benzene của phenol với các
mạch chính nên có tính bền vững hơn với sự phân hủy của vi sinh vật.
Một số ví dụ thành công về thay thế nguyên liệu hóa chất theo nguyên tắc Hóa
học xanh trong ngành sản xuất giấy và bột giấy
 Sử dụng dung môi nước như methanol (và ethanol) thay thế các hợp chất có
chứa lưu huỳnh trong công đoạn loại lignin để giảm tác nhân gây ô nhiễm khí quyển
 Thay thế việc sử dụng chlorine bằng peroxides và ozone trong công đoạn
tẩy trắng bột giấy nhằm hạn chế sự phát thải các hợp chất halogen hữu cơ độc hại.
Hóa chất chlorine sử dụng trong các công đoạn tẩy truyền thống
Công đoạn Hóa chất sử dụng Ký hiệu

Chlorine
Chiết xuất kiềm
Hypochlorite
Chlorine Dioxide
Peroxide
Cl
2
NaOH
NaOCl + NaOH
ClO
2
Na
2
O
2
+ NaOH
H
2
O
2
+ NaOH
C
E
H
D
P or P/E
P or P/E
TIỂU LUẬN MÔN HÓA HỌC MÔI TRƯỜNG
TRANG
21

GVHD: TS. MAI TUẤN ANH HVTH: NHÓM
9
Oxygen
Chlorine/ClO
2
Tẩy tuần tự
Tẩy tổng hợp
Chlorine lượng thấp
Tẩy pha khí
Ozone
Acid
O
2
+ NaOH
Cl
2
/ClO
2
ClO
2
/ Cl
2
Cl
2
/NaOCl+NaOH
ClO
2
/NaOCl+NaOH
Cl
2

+ClO
2
Cl
2
Cl
2
ClO
2
O
3
CH
3
CO
3
H
O
C
D
D/C
C/H
D/H
C+D
(C)
C
g
D
g
Z
A
cb[''&pq'''",.g./

Những công đoạn cải tiến được thiết kế nhằm làm giảm hoặc thay thế sử dụng
những hợp chất
TIỂU LUẬN MÔN HÓA HỌC MÔI TRƯỜNG
TRANG
22
GVHD: TS. MAI TUẤN ANH HVTH: NHÓM
9
Định hướng áp dụng Hóa học xanh trong TKVMT hướng tới PTBK của ngành
sản xuất giấy và bột giấy
 Sử dụng các nguồn tài nguyên có khả năng tái sinh,
 Tận dụng và tái chế sản phẩm giấy
 Cải tiến công nghệ tốt nhất nhằm tiết kiệm nhiên liệu.
 Loại trừ dẫn xuất hóa học,
 Thiết kế sản phẩm - dịch vụ và thay đổi hành vi người tiêu dùng theo hướng
mang tính sinh thái…
TIỂU LUẬN MÔN HÓA HỌC MÔI TRƯỜNG
TRANG
23