xử lý ô nhiễm nước thải trong ngành sản xuất giấy

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH
KHOA QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG

Tiểu luận:
Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ
TỪ CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT GIẤY
SVTH: Nguyễn Trần Hương Giang MSSV: 90000587
90002209

Ô nhiễm từ CN sản xuất giấy
MỤC LỤC
1. Đặc trưng của công nghiệp giấy và sản suất giấy Châu Á :..........................................3
1.1 Phân loại:.................................................................................................................3
1.2 Các tác động môi trường do các nhà máy giấy và bột giấy ở Châu Á:.................3
2. Vài nét về ngành công nghiệp giấy ở Việt Nam:..........................................................3
3.Tỗng quan về sản suất giấy và bột giấy:.........................................................................4
3.1 Công nghệ sản xuất hóa chất:.................................................................................5
3.2 Công nghệ sản xuất bột giấy:.................................................................................5
3.3 Công nghệ sản xuất giấy:......................................................................................10
3.4 Xông hơi lưu huỳnh:..........................................................................................11
4. Liệt kê và mô tả các bộ phận sản xuất trong nhà máy giấy:.......................................12
4.1 Các bộ phận sản xuất chính:.................................................................................12
4.2 Mô tả các quá trình đơn vò trong từng phân xưởng sản xuất:...............................12
4.3 Danh mục các thiết bò có khả năng tiềm tàng gây ô nhiễm tại các phân xưởng
sản xuất của nhà máy........................................................................................................13
5. Các tác động môi trường của sản suất giấy và bột giấy lên môi trường không khí:...14
5.1 Các tác động từ quá trình sản xuất lên môi trường khí:....................................14
5.2 Các tác nhân tiềm tàng có thể ảnh hưởng tiêu cực tới môi trường khí:............16
6. Đánh giá tác động của công nghiệp sản xuất bột giấy và giấy tới môi trường:..........19
6.1 Hiện trạng môi trường khu vực nhà máy:.............................................................19
6.2 Các phương pháp được sử dụng để đánh giá tác động của một dự án lên môi

trường:................................................................................................................................20
6.3 Giám sát chất lượng môi trường không khí:.........................................................20
7. Các biện pháp khống chế ô nhiễm môi trường: ..........................................................20
7.1 Khống chế ô nhiễm khí thải nồi hơi:....................................................................21
7.2 Biện pháp khống chế hơi khí rã từ nồi cầu:........................................................21
7.3 Biện pháp khống chế ô nhiễm khí cho các bồn chứa nguyên liệu:.....................22
8. Sản xuất sạch trong công nghiệp sản xuất bột giấy và giấy:.......................................22
8.1 Phương pháp Alcaper:...........................................................................................22
8.2 Phương pháp MD Organosolv:..............................................................................23
SVTH : Nguyễn Trần Hương Giang – Nguyễn Phước Thiện 2
Ô nhiễm từ CN sản xuất giấy
Tài liệu tham khảo............................................................................................................24
1. Đặc trưng của công nghiệp giấy và sản suất giấy Châu Á :
1.1 Phân loại:
Sản suất và tiêu thụ giấy ở Châu Á tăng nhanh trong thập kỉ qua, các nhà máy
sản xuất giấy đã xúc tiến các chương trình hiện đại hóa tốn kém, nhằm nâng cấp nhà
máy và trang thiết bò, nhập khẩu trên toàn khu vực tăng đáng kể, đáp ứng nhu cầu tăng
vọt về giấy và sản phẩm giấy.
Công nghiệp giấy và bột giấy ở Châu Á được dặc trưng bởi 3 nhóm loại nhà
máy. Một cực là nhóm tương đối ít nhà máy có quy mô thế giới, mới được xây dựng
trong vài năm gần đây. Các nhà máy này có tính cạnh tranh toàn cầu và nói chung, đều
sử dụng công nghệ tốt nhất hiện có. Tiếp đến là nhóm các nhà máy có quy mô trung
bình, từ 10 tới 20 năm tuổi, được xây dựng theo tiêu chuẩn kó thuật của những nămcuối
thập kỉ 70 đầu thập kỉ 80, công suất và chất lượng sản phẩm của những nhà máy này
còn rất thấp, khó có thể cạnh tranh đầy đủ trên phạm vi toàn cầu, nhưng lại phục vụ
được cho thò trường trong nước và khu vực. Cuối cùng là nhóm các nhà máy qui mô nhỏ
sử dụng các nguyên liệu ngoài gỗ.
1.2 Các tác động môi trường do các nhà máy giấy và bột giấy ở Châu Á:
Công nghiệp giấy và sản suất giấy ở Châu Á là chủ đề của các cuộc tranh cãi
về môi trường. Riêng các nhà máy có quy mô nhỏ, lại góp phần gây ra các vấn đề

nghiêm trọng về ô nhiễm nước và khí. Vì các lý do kó thuật và kinh tế, các nhà máy quy
mô nhỏ thường không có hệ thống thu hồi các hóa chất.
Một số nhà máy giấy và bột giấy qui mô vừa và hầu hết các nhà máy qui mô
nhỏ của Châu Á sửû dụng thiết bò công nghệ lạc hậu, hiệu suất thấp, gây ra nhiều ô
nhiễm. Các nhà máy qui mô vừøa đôi khi lại chạy quá công suất thiết kế, điều này làm
lượng chất thải tạo ra trên một đơn vò sản phẩm tăng lên đáng kể.
2. Vài nét về ngành công nghiệp giấy ở Việt Nam:
Ngành công nghiệp giấy trong cả nước phát triển mạnh và có qui mô rộng lớn,
có khoảng 90 nhà máy giấy trong cả nước, riêng ngành công ngiệp giấy ở tp HCM có
thể chia làm hai loại:
Các tổ hợp sản suất và các hợp tác xã: nguyên liệu chủ yếu là giấy phế liệu,
giấy cuộn, … và các chất phụ gia khác như tinh bột, nhựa PE, … Các cơ sở sản xuất này
nói chung không gây ô nhiễm lớn bởi vì trong qui trình sản xuất của chúng không thải
SVTH : Nguyễn Trần Hương Giang – Nguyễn Phước Thiện 3
Ô nhiễm từ CN sản xuất giấy
ra loại nước thải đen là loại nước thải sau nấu bột giấy, loại nước thải này có ảnh hưởng
đến môi trường rất lớn. Theo số liệu thống kê có khoảng 20 nhà máy như vậy.
Các nhà máy sản suất với qui mô lớn điển hình như:
• Nhà máy giấy Viễn Đông
Sản phẩm: giấy vệ sinh cuộn, khăn giấy, khăn thơm.
Nguyên liệu: bông phếù, bột giấy, giấy vụn, lồ ô…
• Nhà máy giấy Linh Xuân:
Sản phẩm: giấy các loại, bột giấy.
Nguyên liệu: tre lồ ô.
• Nhà máy tư doanh Bạch Đàn:
Sản phẩm: giấy, bột giấy.
Nguyên liệu:bạch đàn, gỗ.
• Xí nghiệp giấy Vónh Huê:
Sản phẩm:giấy carton, bột giấy.
Nguyên liệu: lồ ô, bông phế liệu, giấy vụn.

• Nhà máy giấy Xuân Đức:
Sản phẩm: giấy carton, bột giấy, giấy duplex.
Nguyên liệu: lồ ô, dăm đũa tre, soude, các loại giấy vụn, nguyên liệu phụ.
Công nghiệp giấy và bột giấy chiếm vò trí quan trọng trong nền kinh tế nước ta.
Với qui mô sản xuất lớn, ngành công nghiệp này ngày càng thu hút nhiều lao động, và
trở nên không thể thiếu đối với chúng ta.
Việc sử dụng nguồn nguyên liệu trong sản xuất bột giấy và giấy là một điều
đáng lưu tâm, nếu lãng phí nguyên liệu thì có thể dẫn đến mất cân bằng sinh thái. Ở
nước ta giấy thải và giấy vụn được thu nhặt lại để tái sản suất trong công nghiệp làm
giấy. Song lượng chất thải do ngành công nghiệp này gây ra không qua xử lý đã ảnh
hưởng trực tiếp đến môi trường. Hiện nay hầu hết các nhà máy giấy trong thành phố
không xây dựng hệ thống xử lý chất thải hoặc nếu có thì chưa đạt hiệu quả.
3.Tổãng quan về sản suất giấy và bột giấy:
Nhiều nhà máy giấy và bột giấy sử dụng các lượng nước đáng kể, tạo ra khối
lượng lớn dòng thải, sinh ra các mứùc lớn khí thải vào không khí (mùi, các hợp chất hữu
SVTH : Nguyễn Trần Hương Giang – Nguyễn Phước Thiện 4
Ô nhiễm từ CN sản xuất giấy
cơ dễ bay hơi –VOCs, và cacbon dioxide), và sử dụng một lượng lớn năng lượng để đốt,
bơm và lưu thông vật liệu. Ở nhà máy nào mà các qui trình công nghệ không được quản
lý đúng qui cách, thì tổn hao sợi và hóa chất trong dây truyền công nghệ của nhà máy
có thể là đáng kể.
Khi áp dụng các qui phạm quản lý môi trường thích hợp và các công nghệ sạch
trong các hoạt động nghiền bột và xeo giấy thì tác động môi trường do ngành công
nghiệp này gây ra là thấp và có thể coi là thích ứng tốt với những yêu cầu bắt buộc của
một xã hội bền vững.
3.1 Công nghệ sản xuất hóa chất:
NaCl, nước
từ nhà kho, từ hệ thống xử lý nước cấp
cát,
muối,

Na
2
CO
3
, NaOH CaCO
3
từ kho hóa chất Mg(OH)
2
chất kiềm

Cl
2
, H
2
,
nước NaOH
Từ hệ thống muối,
xử lý nước cấp mùn

vôi NaOH Cl
2
từ nhà kho

Cl
2

cát dòch tẩy
cát
vôi
cát, đá, vôi

cung cấp cho phân xường sản
xuất bột giấy
3.2 Công nghệ sản xuất bột giấy:
Khái niệm cơ bản trong sản xuất bột giấy là xử lý một nguyên liệu theo cách tạo
ra được các sợi có đặc điểm cần sử dụng trong xeo giấy. Nguyên liệu sợi có thể là gỗ
SVTH : Nguyễn Trần Hương Giang – Nguyễn Phước Thiện 5
Hòa tan,
xử lý tạp chất
Chuyển đi san lấp
hoặc làm đường
Điện
phân
Chuyển đi san lấp
hoặc làm đường
Hòa
vôi
Điều
chế
Chuyển đi san lấp
hoặc làm đường
Chuyển đi san lấp
hoặc làm đường
Ô nhiễm từ CN sản xuất giấy
cứng, hay gỗ mềm, từ các thực vật ngoài gỗ và các phụ phẩm nông nghiệp như tre, nứa,
rơm, bã mía, vải, hoặc các sợi tái sinh. Có một số qui trình công nghệ làm bột giấy khác
nhau và theo yêu cầu xeo giấy khác nhau.
Các thành phần chủ yếu của gỗ là sợi cellulose được sử dụng làm giấy và lignin,
cacbonhydrate là cầu nối giữa các sợi cellulose. Tế bào gỗ gồm các lignocellulose, chất
béo, nhựa cây, sáp và proteine có thể chiếm 98% trọng lượng khô của gỗ và gồm ba
thành phần chính cellulose, hemicellulose, lignin, trong đó lignin chiếm 15_38% trọng

lượng khô. Về cấu tạo hóa học, lignin là một polimer thơm chưa xác đònh rõ công thức
hóa học.
Mục tiêu của quá trình sản suất bột giấy là giải phóng sợi cellulose khỏi các cầu
nối. Có hai phương pháp công nghệ sản xuất bột giấy thông dụng:
Phá vỡ cầu nối lignin bằng cơ học: gỗ được nghiền nát thành khối sợi mà không
cần dùng đến hóa chất. Tronh phương pháp này các thành phần của gỗ được loại bỏ rất
thấp và có từ 93_98% trọng lượng gỗ nguyên thủy được chuyển thành bột. Vì vậy quá
trình cơ học thường có sản lượng sợi cao nhưng làm sợi yếu đi dẫn đến chất lượng sợi
không tốt.
Phá vỡ cầu nối lignin và cacbonhydrate bằng hóa học: gỗ được xử lý bằêng các
tác nhân kiềm mạnh hoặc acid mạnh để giải phóng lignin ra khỏi các sợi cellulose. Quá
trình hóa học có sản lượng sợi thấp 45_50% bởi vì có đến 90_98% lignin và 50_80%
hemicellulose được loại ra khỏi gỗ và được chiết thành nước của quá trình. Tuy nhiên
sợi ít bò hư hại, dai và chắc hơn. Một thuận lợi khác của công nghệ hóa học là có thể
tận dụng lại bã và các sản phẩm phụ.
Nhiều dạng bột giấy còn được sản xuất bằng cách kết hợp các quá trình hóa học
và cơ học, và tất nhiên sản lượng bột giấy cũng nằm giữa hai quá trình hóa học và cơ
học, tức khoảng 65_85%.
Qui trình công nghệ sản xuất bột giấy bằng hóa chất có thể chia ra làm hai loại
công nghệï: 2 loại công nghệ này đều thải ra môi trường không khí các chất có mùi hôi
thối.
Công nghệ cellulose_sunfate: hóa chất sử dụng bao gồm NaOH, sodiumsufide,
sodiumcarbonate. Lignin dược chuyển hóa thành thiolignin và lignin kiềm hòa tan.
Phương pháp sản xuất bột giấy theo công nghệ này còn có thể phân chia nhỏ ra làm 2
phương pháp: kiềm nóng và kiềm lạnh. Trong phương pháp kiềm nóng, nguyên liệu
được nấu trong nồi cầu hoặc nồi nấu hở với dung dòch NaOH, còn ở phương pháp kiềm
lạnh thì nguyên liệu được ngâm với xút và soda mà không có quá trình nấu. Nguyên
liệu hóa chất thường dùng dưới dạng:
NaOH + Ca(OH)
2

= Na
2
SO
4
+ CaCO
3
Hoặc: Na
2
SO
4
+ Ca(OH)
2
= 2NaOH + CaSO
4
SVTH : Nguyễn Trần Hương Giang – Nguyễn Phước Thiện 6
Ô nhiễm từ CN sản xuất giấy
Việc sản suất bột giấy trong điều kiện môi trường kiềm cho phép hòa tan ở mức
độ sâu rộng cả hai phân chia nhỏ hemicellulose, lignin của nguyên liệu gỗ cung cấp.
Các hệ thống khử lignin kiềm hoạt động trên cơ sở của sự kết hợp các quá trình thủy
phân và khử polimer hóa các ether phenylalkyl. Việc bẽ gãy các liên kết ether góp
phần thiết yếu vào việc làm giảm phân tử lignin và đồng thời sinh ra các ion phenoxide,
làm cho lignin hòa tan trong kiềm nhiều hơn.
Công nghệ cellulose_sufide: hóa chất sử dụng bao gồm magnesium bi_sufathoặc
calcium bi_sunfat và sodium bi_sunfat. Lignin được chuyển thành lignosunfonat hòa
tan, phương pháp này có hiệu suất cao hơn và nước thải có pH không cao nhưng phương
pháp này đòi hỏi thiết bò đắt tiền và không sử dụng được cho các loại gỗ nhiều tannin.
Trong các qui trình công nghệ nghiền bột và xeo giấy, nước được sử dụng làm
môi trường vận chuyên sợi và đôi khi tạo ra môi trường thích hợp cho các phản ứng hóa
học diễn ra.
Sau khi vận hành ngiền bột, bột giấy thường có màu tối hoặc do bản thân màu

của nguyên liệu, hoặc do bột giấy đổi màu trong quá trình nghiền bột. Đối với nhiều
ứng dụng trong sản xuất, cần thiết phải khử màu bằng cách tẩy trắng. Tuỳ theo loại bột
giấy, có thể tẩy trắng bằng cách phân hủy, hoặc hòa tan chất có màu (chủ yếu là các
lignin tồn lưu), hoặc bằng cách biến cải chất liệu. Cách tẩy thứ nhất có thể dùng
chlorine, hypochlorine, chlorinedioxide và oxygen. Cách tẩy thứ hai chủ yếu ứng dụng
cho bột giấy cơ học, hoặc bột tái chế và có thể dùng peroxides, hoặc giảm bớt các tác
nhân tẩy, như dithionites.
Dưới đây là các hóa chất quan trọng nhất dùng để tẩy bột giấyvà một số đặc
điểm của chúng:
Các oxy hóa Dạng Chức năng Ưu đểm Nhược điểm
Chlorine và
chiết xuất
(C+E)
Oxy hóa và
chlor hóa lignin
Khử lignin hiệu
quảkinh tế, khử
các hạt có hiệu
quả
Nếu sử dụng
không hợp lý
có thể làm mất
độï dai của bột.
Tạo ra clo hữu
cơ
Hypochlorite
(H)
Dung dòch
NaOCl
Oxy hóa, làm

sáng màu và
hòa tan lignin
Dễ làm và dễ
sử dụng
Nếu sử dụng
không hợp lý
có thể làm mất
độ dai của bột.
Tạo ra
clorofom
Chlorinedioxide
(D)
Hòa tan trong
nước
1. Oxy hóa,
làm sáng màu
Đạt độ trắng
cao, không
Phải tiến hành
ở hiện trường.
SVTH : Nguyễn Trần Hương Giang – Nguyễn Phước Thiện 7
Ô nhiễm từ CN sản xuất giấy
và hòa tan
lignin.
2. Một lượng
nhỏ có clo bảo
vệ bột giấy
không bò phân
hủy.
phân hủy bột.

Khử các bụi
hạt có hiệu
quả.
Tốn kém.
Tạo ra một số
clo hữu cơ.
Oxygen (O) Gas sử dụng
với dung dòch
NaOH
Oxy hóa và
hòa tan lignin.
Chi phí hóa
chất thấp. Tạo
ra dòng thải
không có clo
để thu hồi
Sử dụng với
lượng lớn phải
có thiết bi
chuyên dụng.
Có thể làm mất
độ dai của bột.
Hydrogen
pepoxide (P)
Dung dòch
2-5%
Oxy hóa và
làm sáng màu
lignin trong bột
giấy hóa học,

năng suất cao
Dễ sử dụng,
chi phí vốn
thấp
Tẩy bụi hạt tốn
kém và không
hiệu quả.
Như vậy, hầu hết các qui trình công nghệ nghiền bột, các hóa chất được sử dụng
để tạo ra các sợi tự do, để tẩy trắng các sợi với độ sáng mong muốn, hoặc để sử dụng
cho các mục đích cụ thể khác, như kiểm soát mức độ lắng đọng, tăng độ nhớt. Trong tất
cả các dạng công nghệ qui trình nghiền bột, điện năng được dùng để chạy máy bơm,
thiết bò lọc, các băng chuyền và thiết bò khác, trong khi đó nhiệt được sử dụng để tạo ra
các mức nhiệt độ cần thiết cho các phản ứng hoá học diễn ra.
Đầu ra chính của quá trình nghiền bột là bột giấy, nhưng đồng thời còn kèm
theo các phế liệu và năng lượng dư thừa, thải ra không khí và nước. Bản thân nước cũng
bò phát tán nhiều vào không khí, bốc hơi từ các dạng lỏng của qui trình công nghệ, từ
các thiết bò và nồi hơi. Một lượng nhỏ các hợp chất vô cơ dạng khí như sulphul dioxide,
hydro sulphit và bụi (natri sulphate, natri cacbonate) thoát ra từ các hóa chất trong qui
trình công nghệ, cũng bò phát tán từ các quá trình nghiền bột hóa học cùng với chất hữu
cơ bay hơi ở các mức thấp, từ nguyên liệu sợi (như các chất chiết suất) và các sản phẩm
phản ứng (như các sulfide hữu cơ) từ các hóa chất và thành phần gỗ. Một vấn đề quan
trọng nữa về chất lượng không khí là sự phát tán các hợp chất mùi hôi thối, hoặc độc
hại từ qui trình công nghệ nghiền bột bằng sulphate.
Có thể tóm tắt công nghệ sản suất bột giấy theo sơ đồ sau:
SVTH : Nguyễn Trần Hương Giang – Nguyễn Phước Thiện 8
Ô nhiễm từ CN sản xuất giấy
Nguyên liệu (tre, gỗ)
Nước rửa
Nước, hơi
nước

nước, hơi clo
nước, xút
3.3 Công nghệ sản xuất giấy:
Bột nhập, bột thô,
giấy vụn.
SVTH : Nguyễn Trần Hương Giang – Nguyễn Phước Thiện 9
Bóc vỏ, cắt mảnh
theo quy cách,xay
nghiền
Vỏ cây, gỗ vụn, mạt gỗ,bụi …
Nước thải chứa BOD,
COD, chất rắn lơ lửng
Nấu
Khí có mùi khó chòu, độc hại
Nước thải có màu, BOD, COD,
Chất rắn lơ lửng cao
Sàng rửa
Clo hóa
Kiềm hóa
Sàng
Tẩy Ca(OCl)
2
Tẩy H
2
O
2
Khí có mùi
Nước thải có màu, BOD, COD,
Chất rắn lơ lửng cao
Hơi Clo, Nước thải có màu, BOD,

COD, các chất hữu cơ chứa Clo
Chất rắn lơ lửng cao
Hơi xút
Nước thải có màu, BOD, COD,
Chất rắn lơ lửng cao
Tạp chất (sợi, cát)
Khí độc hại Ca(OCl)
2
dư
Nước thải có màu, BOD, COD,
Chất rắn lơ lửng, các chất hữu cơ Clo
độc hại
Nước thải có màu, BOD, COD,
Chất rắn lơ lửng, H
2
O
2
cao
Nước, CaOCl
2
Bột giấy thành phẩm
Nước, H
2
O
2
Công đoạn
chuẩn bò
nguyên liệu
Công đoạn
nấu, sàng, rửa

Công đoạn
tẩy trắng.
Ô nhiễm từ CN sản xuất giấy
Nguyên liệu vào máy xeo là các loại bột giấy, sợi tái chế, bột vụn và bột nghiền
lại, các chất phụ gia, các tác nhân đònh cỡ và thuốc nhuộm được bổ sung, và sản phẩm
nguyên liệu cuối cùng được tinh chế. Các thành phần nguyên liệu chính này được trộn
với mảnh vụn từ máy xeo giấy. Các loại giấy khác nhau có các hệ thống chuẩn bò
nguyên liệu đầu vào riêng biệt.
Khi các nguyên liệu này vào máy xeo, chúng được xử lý qua các khâu sau:
Khâu cuốn ướt: để hình thành một tấm giấy đồng nhất nguyên liệu cấp cho
khâu này phải rất loãng, thường độ đậm đặêc dao động trong khoảng 0,2-1%. Nhiệm vụ
chính của bộ phận đònh hình giấy là khử nước trong các tấm giấy, và được kiểm soát
chặt chẽ để đònh hình và giữ được các tấm giấy với nguyên liệu cấp trong tấm giấy
càng nhiều càng tốt.
Khâu ép: tấm giấy được đưa vào bộ phận ép với khoảng 20% chất rắn và ra
khỏi đó với 50% chất rắn. Tổng lượng nước được khử trong tấm giấy xấp xỉ 9 m
3
/tấn
lượng giấy được sản xuất, cộng với lượng nước phun làm sạch nỉ thấm, thì lượng nước
thải ra là rất lớn.
Sấy khô: việc sấy khô tấm giấy với 50% hơi nước đến khi còn hàm lượng hơi
nước cuối cùng, khoảng 7-8%, sẽ được thực hiện bằng cách cho các tấm giấy chạy qua
các trống sấy bằng nhiệt hơi nước. Các lưới sấy hoặc sàn sấy giữ tấm giấy tiếp xúc với
các trống để tăng cường truyền nhiệt. Hơi nước từ tấm giấy được thổi vào không khí
SVTH : Nguyễn Trần Hương Giang – Nguyễn Phước Thiện 10
ĐÁNH
RÃ
Các hợp chất có trong
giấy cũ
NGHIỀN

PHỐI CHẾ
XEO GIẤY
Sợi, các chất bẩn
hòa tan.
Nước thải có chứa sợi, hóa
chất, phẩm màu, tạp chất;
giấy vụn
Khói thải nhiên liệu
(FO,DO) từ lò hơi
Bột giấy từ phân
xưởng bột giấy
Phẩm màu, cao lanh,
keo, phèn.
Hơi nước từ lò hơi
Giấy thành phẩm
CẮT, CUỘN