nghiên cứu thiết bị và công nghệ tái chế chất thải rắn trong công nghệ sản xuất giấy

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGUYỄN VĂN MINH

NGHIÊN CỨU THIẾT BỊ VÀ CÔNG NGHỆ TÁI CHẾ
CHẤT THẢI RẮN TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GIẤY

NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - 60520103

S K C0 0 4 4 4 8

Tp. Hồ Chí Minh, năm 2014


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGUYỄN VĂN MINH

NGHIÊN CỨU THIẾT BỊ VÀ CÔNG NGHỆ TÁI CHẾ
CHẤT THẢI RẮN TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GIẤY

NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - 60520103

Tp. Hồ Chí Minh, năm 2014

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGUYỄN VĂN MINH

NGHIÊN CỨU THIẾT BỊ VÀ CÔNG NGHỆ TÁI CHẾ
CHẤT THẢI RẮN TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GIẤY

NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - 60520103
Hướng dẫn khoa học: PGS. TS LÊ HIẾU GIANG
ThS. GVC DƯƠNG VĂN LINH

Tp. Hồ Chí Minh, năm 2014


LÝ LỊCH KHOA HỌC

I.

LÝ LỊCH SƠ LƢỢC:

Họ & tên: NGUYỄN VĂN MINH

Giới tính: Nam

Ngày, tháng, năm sinh: 1984

Nơi sinh: Ninh Bình

Quê quán: Gia Thủy – Nho Quan – Ninh Bình

Dân tộc: Kinh

Chức vụ, đơn vị công tác trƣớc khi học tập, nghiên cứu: Giảng viên khoa cơ khí chế
tạo máy trƣờng đại học Sƣ Phạm Kỹ Thuật thành phố Hồ Chí Minh
Địa chỉ liên lạc: Gia Thủy – Nho Quan – Ninh Bình
Điện thoại cơ quan:

Điện thoại riêng: 0976.300.730

E-mail:
II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO:
2. Đại học:
Hệ đào tạo: Chính Quy

Thời gian đào tạo từ 2004 đến 2009

Nơi học: Trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM
Ngành học: Cơ khí Chế Tạo Máy
Tên luận án tốt nghiệp: thiết kế chế tạo máy bế vỏ hộp giấy
Bảo vệ luận án tốt nghiệp: Năm 2009
Ngƣời hƣớng dẫn: Ths.GVC Dƣơng Văn Linh
3. Thạc sĩ:
Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 2012 đến 2014
Nơi học (trƣờng, thành phố): Trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM
Ngành học: Kỹ thuật Cơ khí
Tên luận văn: “Nghiên cứu thiết bị và công nghệ tái chế chất thải rắn trong công

nghệ sản xuất giấy”.
Ngày & nơi bảo vệ luận văn:

11 / 10 /2014. Trƣờng ĐHSPKT.TpHCM

Ngƣời hƣớng dẫn: PGS.TS. Lê Hiếu Giang , Ths.GVC Dƣơng Văn Linh
4. Tiến sĩ:
Hệ đào tạo: Thời gian đào tạo từ ……/…… đến ……/ ……
Tại (trƣờng, viện, nƣớc):
Tên luận án:
Ngƣời hƣớng dẫn:
5. Trình độ ngoại ngữ: Tiếng Anh, B1 (khung Châu Âu)

I


6. Học vị, học hàm, chức vụ kỹ thuật đƣợc chính thức cấp; số bằng, ngày & nơi
cấp:
III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI
HỌC:
Thời gian

Nơi công tác

Từ 02/2009- 09/2009

Công Ty Nidec Copal Việt Nam supevisor

10/2009- 4/2011

5/2011 - nay

Công việc đảm nhiệm

Công ty TNHH Giấy Hƣng

Phó trƣởng phòng kỹ thuật

Thịnh
Đại học Sƣ Phạm Kỹ Thuật

Giảng viên

thành phố Hồ Chí Minh

IV. CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ:

Ngày 11 tháng10 năm 2014
XÁC NHẬN CỦA CƠ QUAN CỬ ĐI HỌC

II

Ngƣời khai ký tên


LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố
trong bất kỳ công trình nào khác.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 11. tháng 10 năm 2014

(Ký tên và ghi rõ họ tên)

Nguyễn Văn Minh

„

III


LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian thực hiện luận văn “Nghiên cứu thiết bị và công nghệ tái chế
chất thải rắn trong công nghệ sản xuất giấy”, tôi đã nhận đƣợc rất nhiều sự giúp đỡ
của quý thầy, cô các chuyên gia, các công ty, bạn bè và gia đình. Vậy nay tôi:
Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy PGS. TS. Lê Hiếu Giang , Ths.GVC
Dƣơng Văn Linh đã dành nhiều thời gian, tâm huyết truyền đạt những kiến thức khoa
học quý báu, hƣớng dẫn, định hƣớng, động viên tôi trong quá trình thực hiện luận văn.
Xin chân thành cảm ban giám đốc công ty TNHH Giấy Hƣng Thịnh đã tạo điều
kiện và giúp đỡ tôi đƣợc tiếp cận nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất giấy cũng
nhƣ hệ thống máy sản xuất giấy trong công ty
Xin cảm ơn chú Nguyễn Văn Tánh - quản đốc chi nhánh Nam Tân Uyên
công ty TNHH Giấy Hƣng Thịnh đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình làm
luận văn.
Xin cảm ơn quý thầy, cô Trƣờng ĐHSPKT TP. HCM đã tận tình giảng dạy,
truyền đạt những kiến thức nền tảng, chuyên môn cho tôi trong thời gian tôi học tập tại
trƣờng.
Xin gửi lời cảm ơn đến Ban Giám Hiệu, trƣờng ĐHSPKT TP. HCM, các đồng
nghiệp ở các trƣờng bạn, bạn bè đã tạo điều kiện, giúp đỡ, động viên giúp tôi hoàn
thành khóa học của mình.
Xin cảm ơn gia đình đã luôn động viên và giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn.
Xin chân thành cảm ơn

IV


TÓM TẮT
Đề tài nghiên cứu và tiến hành các thí nghiệm cần thiết và sản xuất thử sản
phẩm gạch không nung với nguyên liệu chính là chất thải rắn của công nghệ sản xuất
giấy và kiểm định chất lƣợng sản phẩm và so sánh với chất lƣợng của gạch không
nung hiện sử dụng trên thị trƣờng đồng thời cũng nghiên cứu và thiết kế thiết bị phục
vụ cho việc sản xuất sản phẩm nhằm mục đích sớm đƣa sản phẩm ra thị trƣờng nhằm
đáp ứng nhu cầu và tạo hƣớng đi cho các công ty sản xuất giấ bởi vì chất thải rắn
trong sản xuất giấy hiện nay đang là vấn đề nổi cộm mà các nhà máy sản xuất giấy
đang gặp phải vì vấn đề ô nhiễm môi trƣờng và kinh tế . Xử lý chất thải rắn trong
công nghệ sản xuất giấy hiện nay chủ yếu vẫn dựa vào các phƣơng pháp cũ nhƣ chôn
lấp , đốt… gây ô nhiễm môi trƣờng và không tận dụng đƣợc nguồn nguyên liệu chất
thải này gây lãng phí nguyên liệu vì thế vấn đề nghiên cứu phát triển sản phẩm dựa
vào nguồn nguyên liệu là chất thải rắn có một vai trò quan trọng và đƣợc quan tâm
đặc biệt để có thể giải quyết đƣợc bài toán về môi trƣờng và kinh tế.

SUMMARY
Research projects and conduct the necessary tests and trial production of
unbaked bricks with the main raw material is waste of paper manufacturing technology
and quality control of products and compare with the quality of the tile unburned
currently used in the market and also research and design facilities for the production
of products for the purpose of quickly bringing products to market to meet demand and
make way for the company export prices because of solid waste in paper production is
now emerging issues that the paper factory are facing problems because of
environmental pollution and economic. Solid waste treatment technologies in today's
paper production mainly based on the old methods such as landfills, burning ...
polluted the environment and do not take advantage of this waste materials, waste

materials for research problems that develop products based on raw materials as solid
waste has a significant role and is of particular interest to solve the problem of the
environment and the economic.

V


Mục lục
LÝ LỊCH KHOA HỌC ...................................................................................................I
Mục lục

VI

Danh Mục Hình Ảnh ................................................................................................. VIII
CHƢƠNG 1:

TỔNG QUAN ..................................................................................... 1

1.1 Chất thải rắn trong công nghệ sản xuất giấy. ........................................................ 1
1.2 Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu. ....................................................................... 4
1.3 Các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nƣớc đã công bố .................................... 7
1.3.1 Ngoài nƣớc ................................................................................................... 7
1.3.2 Trong Nƣớc................................................................................................... 8
1.3.3 Nghiên cứu quy trình tái chế chất thải rắn trong công nghệ giấy............... 11
1.4 Tính cấp thiết của đề tài ...................................................................................... 11
1.5 Mục đích của đề tài ............................................................................................. 12
1.6 Mục tiêu nghiên cứu hiện nay. ............................................................................ 12
1.7 Phƣơng Pháp Nghiên Cứu. .................................................................................. 12
CHƢƠNG 2:

CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI ................................................ 13

2.1 Quy trình sản xuất giấy tái chế ............................................................................ 13
2.1.1 Sản Xuất Giấy : ........................................................................................... 13
2.1.2 Sản xuất giấy từ giấy phế thải ( tái chế giấy ) của công ty TNHH Giấy
Hƣng Thịnh. ........................................................................................................... 14
2.2 Sản xuất gạch không nung .................................................................................. 26
2.2.1 Gạch không nung ........................................................................................ 26
2.2.2 Các Loại Gạch Không Nung. ..................................................................... 30
2.2.3 Nguyên vật liệu để sản xuất gạch không nung hiện nay ............................ 32
2.3 Thiết bị sản xuất gạch không nung...................................................................... 44
2.3.1 Máy trộn nguyên vật liệu ............................................................................ 44
2.3.2 Máy trộn theo phƣơng pháp vật liệu rơi tự do ............................................ 45
2.3.3 Máy trộn cƣỡng bức ................................................................................... 45
2.4 Các phƣơng pháp tạo hình trong sản xuất gạch .................................................. 47
2.4.1 Các phƣơng pháp tạo hình bằng chấn động................................................ 47
2.4.2 Máy rung ép tạo hình viên gạch từ chất thải rắn ........................................ 50
CHƢƠNG 3:

QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG

TỪ CHẤT THẢI RẮN. ................................................................................................ 52
3.1 Quy trình công nghệ sản xuất gạch không nung từ chất thải giấy ...................... 52
VI


3.2 Thí nghiệm các mẫu gạch và kiểm nghiệm mẫu. ................................................ 55
3.2.1 Mục đích của thí nghiệm ............................................................................ 55
3.2.2 Máy móc thiết bị dùng kiểm định mẫu gạch .............................................. 55
3.3 So sánh kết quả đạt đƣợc với các loại gạch tiêu chuẩn hiện nay ........................ 63

3.3.1 So sánh với gạch đặc đất sét nung. ............................................................. 63
3.3.2 So sánh kết quả với gạch rỗng đất sét nung. .............................................. 65
3.3.3 So sánh kết quả với gạch block bê tông nhẹ............................................... 67
3.3.4 Biểu đồ mẫu thí nghiệm đạt đƣợc............................................................... 68
CHƢƠNG 4:

THIẾT KẾ THIẾT BỊ TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GẠCH

KHÔNG NUNG TỪ CHẤT THẢI GIẤY ................................................................... 72
4.1 Các thiết bị chính của quy trình sản xuất ............................................................ 72
4.2 Máy trộn cƣỡng bức hai trục nằm ngang cánh xoắn. .......................................... 72
4.2.1 Các thông số thiết kê của máy trộn cƣỡng bức cánh xoắn đứt .................. 72
4.2.2 Các bộ phận chính của máy trộn ................................................................ 74
4.3 Máy Ép Rung Tạo Gạch ..................................................................................... 78
4.3.1 Các thông số thiết kế của máy ép rung tạo gạch ........................................ 78
4.3.2 Các bộ phận chính của máy ép ................................................................... 78
4.4 Kết quả nghiên cứu thiết bị tái chế chất thải rắn ................................................. 84
4.4.1 Máy 1 : máy trộn cƣỡng bức hai trục nằm ngang....................................... 84
4.4.2 Máy 2 : Máy ép rung tạo gạch .................................................................... 88
CHƢƠNG 5:

KẾT LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ ........................................................... 91

Tài Liệu Tham Khảo. ................................................................................................... 93

VII


Danh Mục Hình Ảnh
Hình 1-1 : Tuyển nổi khử mực ....................................................................................... 1

Hình 1-2 : Daf xử lý chất thải ......................................................................................... 2
Hình 1-3 : Máy xeo nguội tách chất thải ........................................................................ 2
Hình 1-4 : Kết quả phân tích kim loại nặng trong chất thải rắn. .................................... 4
Hình 1-5 : Chất thải trong ngành giấy ............................................................................ 6
Hình 1-6: Gạch đƣợc làm từ thành phần giấy ................................................................ 7
Hình 1-7: Sản phẩm gạch đƣợc làm từ phế thải giấy ..................................................... 8
Hình 1-8: Dây chuyền tái chế vỏ hộp sữa đầu tiên tại Việt Nam ................................... 9
Hình 1-9: Gạch không nung làm từ phế phẩm nông nghiệp ........................................ 10
Hình 2-1: Sơ đồ sản xuất giấy công ty TNHH Giấy Hƣng Thịnh ................................ 15
Hình 2-2: Thủy lực nồng độ cao ................................................................................... 16
Hình 2-3: Tuyển nổi khử mực ...................................................................................... 17
Hình 2-4: Giấy sau khi sấy ........................................................................................... 24
Hình 2-5 : Quy trình tách chất thải rắn. ........................................................................ 25
Hình 2-6 : Gạch xi măng cốt liệu. ................................................................................ 30
Hình 2-7 : Gạch papanh ................................................................................................ 31
Hình 2-8 : Gạch bê tông chƣng áp ................................................................................ 32
Hình 2-9 : Sản phẩm gạch không nung sản xuất từ rác thải sinh hoạt ......................... 33
Hình 2-10 : Sản xuất gạch bê tông khí trƣng áp ........................................................... 44
Hình 2-11 : Máy trộn bê tông dạng vật liệu rơi tự do .................................................. 45
Hình 2-12 : Máy trộn cƣỡng bức .................................................................................. 46
Hình 2-13 : Tỷ số giữa tần số và biên độ dao động...................................................... 48
Hình 2-14 : Ảnh hƣởng của thời gian chấn

động đến cƣờng độ nén ....................... 50

Hình 2-15 : Cơ cấu tạo lực rung có hƣớng thẳng đứng ................................................ 51
Hình 3-1 : Quy trình 1 sản xuất gạch ........................................................................... 53
Hình 3-2 : Quy trình 2 sản xuất gạch ........................................................................... 54
Hình 3-3: Máy ép hiển thị số ........................................................................................ 56
Hình 3-4 : Mẫu gạch số 1 ............................................................................................. 56

Hình 3-5 : Kết tủa của lignin màu đen ......................................................................... 57
Hình 3-6: Mẫu thí nghiệm 2 ......................................................................................... 57
Hình 3-7 : Mẫu thí nghiệm 3 ........................................................................................ 58
Hình 3-8 : Mẫu thí nghiệm 4 ........................................................................................ 58
Hình 3-9 : Mẫu thí nghiệm 5 ........................................................................................ 59

VIII


Hình 3-10 : Mẫu thí nghiệm 6 ...................................................................................... 59
Hình 3-11 : Mẫu thí nghiệm 7 ...................................................................................... 60
Hình 3-12 : Mẫu thí nghiệm 8 ...................................................................................... 60
Hình 3-13 : Mẫu thí nghiệm 9 ...................................................................................... 61
Hình 3-14 : Mẫu thí nghiệm 10 .................................................................................... 61
Hình 3-15 : Mẫu thí nghiệm 11 .................................................................................... 62
Hình 3-16 : Biểu đồ cƣờng độ nén gạch đất sét nung .................................................. 63
Hình 3-17 : Biểu đồ độ hút nƣớc gạch đất sét nung ..................................................... 64
Hình 3-18 : Biểu đồ khối lƣợng/ thể tích gạch đất sét nung......................................... 64
Hình 3-19 : Biểu đồ khối lƣợng/ thể tích gạch đất sét nung......................................... 65
Hình 3-20 : Biểu đồ độ hút nƣớc gạch rỗng đất sét nung............................................. 66
Hình 3-21 : Biểu đồ khối lƣợng/ thể tích max của gạch rỗng đất sét nung .................. 66
Hình 3-22 : Biểu đồ cƣờng độ nén gạch block nhẹ ...................................................... 67
Hình 3-23 : Biểu đồ khối lƣợng/thể tích gạch block nhẹ ............................................. 68
Hình 3-24 : Biểu đồ cƣờng độ nén của mẫu thí nghiệm .............................................. 68
Hình 3-25 : Biểu đồ độ hút nƣớc mẫu thí nghiệm ........................................................ 69
Hình 3-26 : Biểu đồ khối lƣợng/ thể tích mẫu thí nghiệm ........................................... 69
Hình 3-27 : Quy trình công nghệ sản xuất gạch ........................................................... 71
Hình 4-1 : Bản vẽ máy trộn hai trục cƣỡng bức ........................................................... 74
Hình 4-2 : Khung và thùng máy trộn............................................................................ 75
Hình 4-3 : Thùng trộn của máy trộn ............................................................................. 75

Hình 4-4 : Hộp giảm tốc ............................................................................................... 77
Hình 4-5 : Trục giảm tốc và hộp giảm tốc máy trộn .................................................... 77
Hình 4-6 : Trục máy trộn và cánh máy trộn ................................................................. 78
Hình 4-7 : Sơ đồ mạch thủy lực máy ép ...................................................................... 79
Hình 4-8 : Sơ đồ nguyên lý của máy ép giai đoạn 1 .................................................... 80
Hình 4-9 : Sơ đồ nguyên lý máy ép giai đoạn 2 ........................................................... 80
Hình 4-10 : Sơ đồ các thân máy ép thủy lực ................................................................ 81
Hình 4-11 : Cơ cấu rung trong máy ép ......................................................................... 84
Hình 4-12 : Bản vẽ máy trộn ........................................................................................ 85
Hình 4-13 : Bản vẽ thùng trộn ...................................................................................... 85
Hình 4-14 : Bản vẽ nắp thùng trộn ............................................................................... 86
Hình 4-15 : Bản vẽ hộp giảm tốc.................................................................................. 86
Hình 4-16 : Bản vẽ cánh trộn ....................................................................................... 87

IX


Hình 4-17 : Bản vẽ máy trộn hai trục nằm ngang ........................................................ 87
Hình 4-18 : Bản vẽ máy ép ........................................................................................... 88
Hình 4-19 : Bản vẽ khung máy ép ................................................................................ 89
Hình 4-20 : Bản vẽ bàn rung trên ................................................................................. 89
Hình 4-21 : Bản vẽ bàn rung dƣới ................................................................................ 90
Hình 4-22 : Bản vẽ máy ép gạch thủy lực .................................................................... 90

X


CHƢƠNG 1:

TỔNG QUAN

1.1 Chất thải rắn trong công nghệ sản xuất giấy.
Chất thải trong công nghệ sản xuất giấy đƣợc sinh ra từ hầu hết các khâu trong
sản xuất giấy , công đoạn sản sinh ra chất thải nhiều nhất là tại khâu khử mực ( sử
dụng công nghệ tuyển nổi ) để làm sạch mực in và các tạp chất có trong giấy để
đảm bảo chất lƣợng giấy đƣợc sạch và không có tạp chất

Hình 1-1 : Tuyển nổi khử mực
Tại tuyển nổi chất thải còn lại lẫn với bột giấy đƣợc tuần hoàn liên tục trong
tuyển nổi vì thế tại khâu này hầu hết chất thải sẽ đƣợc xử lý .
Tuy nhiên tùy thuộc vào các công thức giấy mà công ty sản xuất ( tỷ lệ các
loại giấy pha trộn với nhau ) mà chất thải của giấy sẽ có sự khác nhau , và để khắc
phục vấn đề này hầu hết các công ty sử dụng bể thu gom chất thải tập trung với khối
lƣợng lớn và tập trung chất thải về bể và xử lý từ từ vì thế tỷ lệ các loại chất trong
chất thải tƣơng đối ổn định và không biến động quá nhiều
Chất thải sau khi về bể thu gom thƣờng đƣợc xử lý bằng các bể lắng để tách
nƣớc còn phần chất thải sẽ đƣợc đƣa về daf xử lý chất thải

1


Hình 1-2 : Daf xử lý chất thải
Tại công đoạn này chất thải sẽ đƣợc trộn với hóa chất Cation để làm keo tụ chất
thải và sau đó chất thải sẽ nổi lên bề mặt và đƣợc gàu múc tách khỏi daf và đƣa về
bể tập trung sau đó dùng xeo nguội để ép làm khô chất thải và đƣa ra bãi tập trung

Hình 1-3 : Máy xeo nguội tách chất thải

2

Do có quy trình xử lý chất thải khép kín và tập trung nên lƣợng chất thải và
thành phần chất thải của công ty TNHH Giấy Hƣng Thịnh tƣơng đối ổn định và
đồng đều. [15]
 Hàm lƣợng các chất độc tố có trong chất thải rắn
Để thực hiện quá trình nghiên cứu, thí nghiệm nhằm tái sử dụng chất thải rắn
trong cộng nghệ sản xuất giấy sử dụng nguyên liệu từ giấy phế thải;đề tài nghiên cứu
đã sử dụng hơn 300kg chất thải rắn ở dạng dẻo và khô của Công ty TNHH giấy Hƣng
Thịnh.
Để có thể tái chế chất thải rắn, việc đầu tiên là xác định trong chất thải rắn ở
dạng dẻo có những thành phần gây hại tới môi trƣờng cũng nhƣ nồng độ của chúng.
Để thực hiện việc này tôi đã gửi mẫu chất thải rắn tới Trung tâm Kỹ thuật và Công
nghệ môi trƣờng của trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh do Sở
Khoa học và Công nghệ Tp. Hồ Chí Minh cấp phép.
Phân tích xét nghiệm đo mẫu và xét nghiệm các thành phần kim loại nặng có
trong chất thải rắn.
Kết quả phân tích của Trung tâm nhƣ sau:
Bảng 1 – 1: Kết quả phân tích đo mẫu
TT Chỉ tiêu

Mẫu 1

Mẫu 2

Trung bình

01 Độ pH

7,87

8,31

8,09

02 % lƣợng mất khi nung

72%

82%

77%

Bảng 1 – 2: Kết quả phân tích các thành phần kim loại nặng trong chất thải rắn
TT Chỉ tiêu

Đợn vị Phƣơng pháp đo đạc/ phân tích

Kết quả

tính
01 Hàm lƣợng Pb

mg/lít

Phƣơng pháp cực phổ và Von - Ampe

0,045

02 Hàm lƣợng Cu

mg/lít

Phƣơng pháp cực phổ và Von - Ampe

0,013

03 Hàm lƣợng Zn

mg/lít

Phƣơng pháp cực phổ và Von - Ampe

0,016

04 Hàm lƣợng Cd

mg/lít

Phƣơng pháp cực phổ và Von - Ampe

0,005

05 Hàm lƣợng Ni

mg/lít

Phƣơng pháp cực phổ và Von - Ampe

KPH

3


06 Hàm lƣợng Mn

mg/lít

Phƣơng pháp cực phổ và Von - Ampe

KPH

07 Hàm lƣợng As

mg/lít

Phƣơng pháp cực phổ và Von - Ampe

KPH

08 Hàm lƣợng Hg

mg/lít

Phƣơng pháp cực phổ và Von - Ampe

KPH

Hình 1-4 : Kết quả phân tích kim loại nặng trong chất thải rắn.
Dựa vào kết quả phân tích nhận thấy thành phần chất gây hại trong chất thải
rắn rất nhỏ không gây hại đến sức khỏe con ngƣời hay gây ô nhiễm môi trƣờng nên có

thể sử dụng để làm nguyên liệu cho sản xuất. [12]

1.2 Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu.
Lĩnh vực nghiên cứu là lĩnh vực sản xuất giấy và bột giấy theo Hiệp hội Giấy
và Bột giấy Việt Nam. hiện cả nƣớc có 500 doanh nghiệp hoạt động trong ngành giấy,
với tổng năng lực sản xuất 2,075 triệu tấn giấy và 437.600 tấn bột giấy mỗi năm. Công
suất bột giấy mới chỉ đạt khoảng 21,8%, sản xuất bột giấy mới đáp ứng đƣợc 37% nhu
cầu, số bột giấy còn lại đƣợc đảm bảo bởi bột giấy nhập khẩu, Năm 2011, cả nƣớc đã
nhập khẩu 132.000 tấn bột giấy, tăng 24% so với năm trƣớc đó. Tổng lƣợng bột giấy
sản xuất ở nội địa 353.500 tấn, tăng 2,2%. Nhập khẩu giấy thu hồi 385,568 tấn, tăng
4


mạnh 42.9%, trong khi cả nƣớc có khoảng 883,626 tấn, tăng 20.4%. Việt Nam đã sản
xuất tổng lƣợng giấy và ván là 1.513 triệu tấn trong năm 2011, tăng 16.5%, nhƣng
cũng nhập khẩu gần 1.190 triệu tấn giấy và ván, tăng 3.4%. Theo thống kê của Tổng
cục Hải quan, 5 tháng đầu năm 2012 cả nƣớc nhập khẩu 478.803 tấn giấy các loại, trị
giá 460,84 triệu USD (tăng 10,8% về lƣợng và tăng 5,4% về kim ngạch so với 5 tháng
đầu năm 2011). Trong 5-10 năm tới, Việt Nam vẫn còn phải phụ thuộc vào lƣợng giấy
nhập khẩu khá lớn nhƣ giấy bao bì, giấy làm hộp cao cấp, giấy trang trí, ngay nhƣ giấy
báo cũng phải nhập khẩu đến 80% nhu cầu. Hiện cả nƣớc còn khoảng 35% doanh
nghiệp sản xuất giấy nhỏ lẻ, công nghệ lạc hậu, tiêu hao nhiều năng lƣợng và nƣớc,
gây ô nhiễm môi trƣờng. Số doanh nghiệp có quy mô sản xuất lớn rất ít nhƣ Giấy Sài
Gòn, An Bình, Chánh Dƣơng, Việt Trì, Tân Mai, Bãi Bằng ..[1]
Việt Nam hiện nay có tốc độ tăng trƣởng hàng năm vào khoảng 15-16%. Giấy
đã qua sử dụng hiện là nguyên liệu chính để sản xuất, chiếm tới 70% tổng số nguyên
liệu đƣa vào sử dụng để sản xuất giấy. Điều này cho thấy, giấy đã qua sử dụng là
nguyên liệu chính và quan trọng hơn cả bột giấy đƣợc sản xuất từ gỗ. Song, hiện ở
nƣớc ta, tỉ lệ thu gom và tận dụng nguồn nguyên liệu này còn rất hạn chế, hiện Việt
Nam chƣa có chiến lƣợc cụ thể về thu hồi giấy loại. Ƣớc tính, hiện trên cả nƣớc chỉ có

khoảng 7% là giấy thu hồi và Việt Nam bị xếp vào danh sách các nƣớc thu hồi, tái chế
giấy thấp nhất thế giới. Bình thƣờng, giấy có thể sử dụng và tái chế lại khoảng 6 lần.
Việc tái chế giấy giúp giảm khí thải độc hại ra môi trƣờng, tránh phải chặt cây, chi phí
chôn lấp... [17]
Nguồn nguyên liệu chủ yếu hiện nay là các dạng giấy đã qua sử dụng và một
phần nguyên liệu giấy đƣợc chế tạo từ nguyên liệu truyền thống (cây gỗ mềm lá kim,
gỗ cứng lá rộng, tre, nứa, đay, rơm, , thân bắp, bã mía... ) . Xu hƣớng sử dụng giấy tái
chế (giấy đã qua sử dụng ) đang rất phổ biến và là xu hƣớng trong tƣơng lai giấy sau
khi sản xuất có thể tái chế đƣợc khoảng từ 6 lần trên thế giới việc sử dụng giấy tái chế
làm nguyên liệu là rất phổ biến ở Đức sử dụng giấy phế thải làm nguyên liệu sản xuất
giấy và bột giấy chiếm từ 50 – 65%; ở Thái Lan, giấy đã qua sử dụng chiếm 65%; còn
ở Việt Nam hiện nay, việc sử dụng giấy đã qua sử dụng làm nguyên liệu sản xuất giấy
mới chiếm từ 25 – 30%. Năm 2009, ngành giấy đƣa vào vân hành 5 dây chuyền sản
xuất mới với tổng công suất 190.000 tấn bột giấy/năm từ giấy phế thải..
Tuy nhiên trong quá trình sản xuất để có thể tái sử dụng đƣợc nguồn nguyên
liệu đã qua sử dụng các công ty sản xuất bắt buộc phải sử dụng các công nghệ nhƣ

5


thủy lực nồng độ cao , máy rửa lƣới , sàng áp lực ,tuyển nổi .... để nghiền giấy , tẩy
mực ... trong các quá trình này thải ra nhiều chất thải và nƣớc thải của ngành giấy
(chất thải chủ yếu là bột đá đã đƣợc trộn vào trong quá trình sản xuất giấy trƣớc đó và
một số kim loại có thành phần trong mực in và các loại bùn thải ...)
Lƣợng nƣớc thải ra đối với một nhà máy có công suất khoảng 30 tấn / ngày
nhƣ của công ty TNHH Giấy Hƣng Thịnh tại Tân Uyên – Bình Dƣơng khoảng 500
mét khối một ngày đêm đây cũng là một vấn đề gây khó khăn rất lớn cho các doanh
nghiệp hiện nay về vấn đề xử lý nƣớc thải. [15]
Lƣợng bùn thải và bột đá cũng nhƣ các thành phần kim loại có trong giấy
chiếm khoảng 10% đến 15% trong giấy nguyên liệu sở dĩ phải thêm thành phần bột đá

trong giấy để bảo đảm chất lƣợng giấy trong quá trình in ấn, vì thế trong quá trình tái
chế giấy đã thải ra các loại chất thải ngành giấy.

Hình 1-5 : Chất thải trong ngành giấy
Một nhà máy sản xuất giấy với quy mô vừa, một ngày thải ra khoảng 10 đến
12 tấn chất thải rắn dạng ẩm uớt tƣơng đƣơng khoảng 3 đến 4 tấn khô , khối lƣợng
này đang tạo ra một áp lực rất lớn cho các doanh nghiệp sản xuất giấy trong việc tìm ra
các giải pháp cho việc xử lý chất thải rắn. Một trong các giải pháp mà các nhà máy sản
xuất giấy hiện đang áp dụng là tăng nguyên liệu sản xuất giấy từ giấy phế thải nhằm
giảm lƣợng thải ra môi trƣờng. Song song với việc sử dụng giấy phế thải các nhà máy
còn sử dụng tuần hoàn nƣớc thải để thu hồi hóa chất, lắng đọng và tuyển nổi để khử
mực và thu hồi tiếp xơ sợi ngắn để sản xuất giấy có chất lƣợng thấp. Nhìn chung, đa số
các nhà máy sản xuất giấy chƣa có giải pháp xử lý triệt để chất thải rắn mà chủ yếu sử
6


dụng giải pháp tạm thời là chôn lấp với chi cho bên môi trƣờng khoảng 2.500đ/kg chất
thải rắn để xử lý bằng phƣơng pháp chôn lấp .[15]
Đối với các nƣớc phát triển, để xử lý chất thải rắn (hay còn gọi là bùn đá) có đƣa ra
một số giải pháp xử lý nhƣ:
- Sử dụng làm nhiên liệu cho nồi hơi đốt bằng than với tỷ lệ 5% chất thải rắn trộn
trong than; đây là giải pháp lâu dài và có thể sử dụng tro đốt này vào việc sản xuất
gạch không nung.
- Sử dụng làm nhiên liệu cho lò cao trong sản xuất xi măng với tỷ lệ rất nhỏ; cần phải
sấy khô trƣớc khi sử dụng do độ ẩm của chất thải rắn cao.
- Chôn lấp, giải pháp này cần phải thêm đất vào và chi phí cho chôn lấp cao
100USA/tấn; giải pháp này về lâu dài vẫn làm mất cân bằng sinh thái cho môi trƣờng.
- Lắp đặt loại máy mới có thể tái sử dụng chất thải rắn để sản xuất giấy có chất lƣợng
thấp với tỷ lệ khoảng 30% chất thải và 70% bột giấy.giải pháp này về lâu dài cũng
không đƣợc

- Kết hợp các giải pháp trên với sử dụng giấy phế thải để giảm lƣợng thải rắn với tỷ
lệ khoảng 4%/ tấn giấy.

1.3 Các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nƣớc đã công bố
1.3.1 Ngoài nƣớc
 Chế tạo gạch từ giấy thải.
Giấy cũ đã đƣợc sử dụng để sản xuất xốp và pin. Mới đây các nhà khoa học
của Đại học Jaen tại Tây Ban Nha đã chế tạo giấy thải thành gạch. Họ thu thập giấy
vụn, mùn cƣa và các dạng tạp chất khác mà một nhà máy sản xuất giấy thải ra rồi trộn
chúng với đất sét và cho vào máy ép để tạo khuôn,

Hình 1-6: Gạch đƣợc làm từ thành phần giấy

7


Nhóm nghiên cứu cũng cho loại gạch giấy của họ vào lò để nung. Tuy nhiên, họ
khẳng định thời gian nung ngắn hơn rất nhiều so với gạch đƣợc làm từ đất do chúng
chứa giấy. Đƣơng nhiên, thời gian nung càng ngắn thì chi phí dành cho năng lƣợng
(than, điện, củi) càng thấp và thời gian sản xuất càng giảm.

Hình 1-7: Sản phẩm gạch đƣợc làm từ phế thải giấy
Nếu gạch từ giấy phế thải đƣợc sản xuất với quy mô lớn, chi phí năng lƣợng và
chi phí sản xuất sẽ giảm rất mạnh. Ngoài ra, gạch giấy cũng có khả năng giữ nhiệt và
cách âm tốt hơn so với gạch thƣờng", nhóm nghiên cứu khẳng định.
Điểm yếu lớn nhất của gạch giấy là chúng không cứng và chịu lực tốt nhƣ gạch
thƣờng, dù độ cứng của chúng đạt tiêu chuẩn quốc tế. Vì thế nhóm nghiên cứu đang
tiếp tục tìm tòi biện pháp để nâng độ cứng của gạch giấy trƣớc khi biến chúng thành
sản phẩm thƣơng mại. Một trong những giải pháp mà họ nghĩ tới là thêm chất thải của
bia, xăng sinh học và một số loại chất thải hữu cơ khác vào gạch. [17]

Theo công trình nghiên cứu đã đƣa ra đƣợc hƣớng mới cho việc xử lý giấy thải
và chất thải của ngành giấy tuy nhiên lƣợng chất thải hay bùn thải mới chỉ chiếm tỷ lệ
nhỏ trong sản phẩm và chƣa xử lý tốt đƣợc nguồn chất thải của sản phẩm giấy .

1.3.2 Trong Nƣớc
 Dây chuyền tái chế vỏ hộp sữa có công suất 50 tấn/ngày tại Công ty Giấy &
Bao Bì Đồng Tiến, tỉnh Bình Dƣơng.
Dây chuyền tái chế hoàn chỉnh bao gồm 2 thủy lực đặc biệt có tổng công suất 50
tấn, thu hồi bột giấy để sản xuất giấy bề mặt cao cấp cho thùng carton. Ngoài ra,
nhôm/nhựa tách ra từ bột giấy sẽ đƣợc sản xuất thành mái lợp cho nhà dân, nhà máy,
chuồng trại chăn nuôi. Dây chuyền sản xuất mái lợp có khả năng sản xuất 500
tấm/ngày, 12.000 tấm/tháng.
8


Hình 1-8: Dây chuyền tái chế vỏ hộp sữa đầu tiên tại Việt Nam
Theo ông Bert Jan Post, Giám đốc Tetra Pak Việt Nam tại lễ khánh thành dây
chuyền tái chế. Ông cho biết với dây chuyền này, mỗi tháng nhà máy có thể tái chế
1.250 tấn (15.000 tấn/năm) vỏ hộp sữa thành các sản phẩm có ích, góp phần không
nhỏ vào bảo vệ môi trƣờng và tạo thu nhập cho ngƣời lao động.
Ông Hoàng Trung Sơn, Chủ tịch Hội Đồng Quản Trị Công ty Giấy & Bao Bì
Đồng Tiến cho biết: “Rác là tiền nếu đƣợc tận dụng để tái chế. Vỏ hộp sữa giấy là
nguồn nguyên liệu có thể tận dụng lại đƣợc lƣợng bột giấy chất lƣợng cao. Nếu vứt bỏ
là một sự lãng phí lớn và tốn chi phí xử lý”.
Hiện tại công ty Giấy & Bao Bì Đồng Tiến mới chỉ thu gom đƣợc 2-4 tấn vỏ
hộp sữa mỗi ngày, thấp hơn rất nhiều so với công suất thiết kế 50 tấn/ngày. Điều này
có nghĩa thu gom vỏ hộp sữa sau sử dụng cả tháng mới chỉ đáp ứng đƣợc việc sản xuất
trong 2 ngày. Vấn đề công ty quan tâm nhất hiện nay không phải là marketing sản
phẩm mái lợp mà làm sao thu gom đƣợc tối đa vỏ hộp sữa vẫn còn lẫn trong rác sinh
hoạt.Để tăng cƣờng công tác thu gom, Công ty Giấy & Bao Bì Đồng Tiến và Tetra Pak

Việt Nam đã triển khai đƣợc 8 trạm thu mua vỏ hộp sữa giấy tại TP.HCM (3 trạm), Hà
Nội, Bình Dƣơng, Biên Hoà, Tây Ninh và Nha Trang (mỗi địa phƣơng 1 trạm) và dự
kiến mở thêm một số trạm ở các thành phố lớn khác. [18]
Theo báo cáo trên thì công trình trên đã có thể đáp ứng đƣợc phần nào về xử lý
một số chất thải rắn mà ngành giấy đƣa ra tuy nhiên các sản phẩm trên mới chỉ xử lý
đƣợc các nguyên liệu nhƣ các loại kim loại có lẫn trong giấy nhƣ Nhôm, Đồng Sắt ...
và nilong có trong chất thải ngành giấy . Phần còn lại là chất thải chính gồm bột đá và
bùn thải thì chƣa đƣợc nghiên cứu xử lý tốt.
9


 Công trình nghiên cứu và ứng dụng thành công công nghệ sản xuất gạch
không nung từ phế phẩm nông nghiệp thân thiện với môi trƣờng. [19]
Ƣu điểm của loại gạch này là thiết bị công nghệ hoàn toàn do tự sáng chế, vận
hành đơn giản, không phụ thuộc vào việc nhập thiết bị và công nghệ của nƣớc
ngoài.Nếu sản suất đầu tƣ nhỏ chỉ cần tối thiểu khoảng 300m2 đất và 500 triệu đồng là
có thể sản xuất ra loại gạch xây dựng phù hợp với nông thôn miền núi, thay thế các lò
gạch đất nung thủ công hiện đang gây ô nhiễm môi trƣờng.Tiến sỹ Vũ Duy Thoại cho
biết quy trình sản xuất loại gạch này rất đơn giản, từ những phế phẩm nông nghiệp nhƣ
rơm rạ, cỏ cây đƣợc nghiền nhỏ, sau đó trộn với tro bay là phế phẩm của nhà máy
nhiệt điện rồi trộn với nƣớc và xi măng theo một tỷ lệ nhất định tạo thành một hỗn hợp
và đƣợc cho vào khuôn, dƣới tác dụng của lực nén chúng sẽ đƣợc ép lại, sau đó mang
phơi và bảo quản trong vòng một tuần là có thể sử dụng nhƣ một viên gạch bình
thƣờng.

Hình 1-9: Gạch không nung làm từ phế phẩm nông nghiệp
Do làm từ những phế phẩm nông nghiệp, nên tỷ trọng của những viên gạch
này nhẹ hơn so với gạch đất nung, độ uốn gấp ba lần các loại gạch khác, thích hợp với
việc xây dựng cho các công trình cao tầng hay xây dựng nhà tại các vùng sâu, vùng xa
có địa hình xấu khó vận chuyển vật liệu. Bên cạnh đó, cƣờng độ chịu nén sau khi sốc

nhiệt tăng lên chứng tỏ tuổi thọ của gạch rất cao và loại gạch này hoàn toàn dùng vữa
xi măng cát bình thƣờng nhƣ vữa xây gạch đất nung nên rất tiện lợi cho việc xây trát
truyền thống. Đặc biệt, chi phí làm ra loại gạch này chỉ bằng 60% các sản phẩm nung
đang bán trên thị trƣờng. Sản phẩm gạch không nung từ phế phẩm nông nghiệp thân
thiện với môi trƣờng của tiến sỹ Vũ Duy Thoại đã đƣợc cấp bằng sáng chế số 9198 do
10


Cục sở hữu trí tuệ cấp ngày 31/3/2011 và đƣợc Sở Khoa học và Công nghệ Hà Nội cấp
giấy chứng nhận Doanh nghiệp Khoa học và Công nghệ. [19]
Theo thống kê, với tốc độ xây dựng nhƣ hiện nay, nếu sử dụng gạch nung từ
đất thì mỗi năm Việt Nam sẽ mất đi 30.000ha đất canh tác dành cho nông nghiệp,
tƣơng đƣơng mất đi một xã.
Việc tận dụng những phế phẩm nông nghiệp không chỉ giúp tiết kiệm tài nguyên
khoáng sản mang lại nguồn lợi kinh tế, giúp cải thiện môi trƣờng mà còn có thể mang
lại công ăn việc làm cho những nông dân lúc nông nhàn.
Hàng năm, ngành nông nghiệp Việt Nam thải ra hàng trăm nghìn tấn phế
phẩm, đây đƣợc coi là một nguồn tài nguyên quý giá. Tuy nhiên, do những hạn chế về
trình độ khoa học công nghệ mà nguồn tài nguyên này đang bị lãng phí hoặc bị sử
dụng sai mục đích, điều này không chỉ gây ra sự lãng phí mà còn gây ô nhiễm môi
trƣờng. Hiện tƣợng đốt rơm rạ tràn lan sau mỗi vụ gặt là một ví dụ điển hình cho bất
cập này. [19]

1.3.3 Nghiên cứu quy trình tái chế chất thải rắn trong công nghệ giấy
Đề tài thực hiện năm 2011 với sự đặt hàng nghiên cứu của công ty TNHH Giấy
Hƣng Thịnh với trƣờng đại học Sƣ Phạm Kỹ Thuật , khoa cơ khí chế tạo máy để
nghiên cứu xử lý chất thải giấy của công ty TNHH Giấy Hƣng Thịnh , đề tài đã nghiên
cứu quy trình tái chế chất thải rắn từ chất thải giấy và liệt kê các thiết bị cần thiết cho
một hệ thống xử lý và đề tài đã mở ra hƣớng nghiên cứu cũng nhƣ định hƣớng cho
việc xử lý chất thải rắn trong công nghệ sản xuất giấy tái chế hiện nay. [12]

1.4

Tính cấp thiết của đề tài
Hiện nay nhu cầu sử dụng giấy hàng năm đều tăng vì thế các công ty sản xuất

giấy đang đứng trƣớc áp lực phải tăng công suất máy , và cùng với việc tăng công suất
máy đồng nghĩa với việc tăng lƣợng chất thải của sản xuất giấy và vì thế tính bức thiết
của việc xử lý chất thải này ngày càng trở nên căng thẳng đối với các công ty sản xuất
giấy , nếu không có phƣơng án xử lý phù hợp chất thải và vẫn áp dụng phƣơng pháp
chôn lấp theo phƣơng pháp cũ thì việc phải sử dụng nhiều quỹ đất và gây ra ô nhiễm
môi trƣờng sẽ là một thách thức không nhỏ. Đề tài mở ra cho phƣơng pháp xử lý chất
thải một hƣớng mới mang tính thân thiện hơn với môi trƣờng và mang lại hiệu quả
kinh tế nhất định cho các công ty sản xuất giấy.

11


1.5 Mục đích của đề tài
Tìm ra đƣợc quy trình công nghệ hoàn chỉnh cho việc tái chế chất thải ngành
giấy và thiết kế thiết bị cho việc tái chế để sản xuất gạch block nhẹ không nung đáp
ứng nhu cầu xã hội .

1.6 Mục tiêu nghiên cứu hiện nay.
Đề tài tập trung xây dựng quy trình công nghệ sản xuất gạch không nung từ
chất thải giấy dựa trên đặc điểm của chất thải giấy. Để từ đó hoàn thiện hệ thống và
quy trình cho qúa trình xử lý chất thải rắn của các nhà máy giấy nhằm giúp cho các
công ty sản xuất giấy từ giấy phế thải giảm áp lực cho các nhà máy giấy hiện nay trong
việc phải xử lý chất thải từ loại giấy tái chế.
Thiết kế thiết bị phục vụ cho hệ thống tái chế chất thải giấy làm gạch để hoàn

thiện quy trinh công nghệ.

1.7 Phƣơng Pháp Nghiên Cứu.
 Phƣơng pháp chuyên gia
Dựa trên sự đóng góp ý kiến của giáo viên hƣớng dẫn để đƣa ra hƣớng thực
hiện cho để tài.
 Phƣơng pháp thực nghiệm
Thí nghiệm pha trộn các tỷ lệ để sản xuất gạch block từ chất thải của công ty
giấy Hƣng Thịnh từ đó xác định quy trình công nghệ để sản xuất gạch từ chất thải.
 Phƣơng pháp Phân tích xử lý số liệu
Dựa trên các kết quả nghiên cứu phân tích xử lý các số liệu đƣa ra kết quả
nghiên cứu.
 Phƣơng pháp đánh giá kiểm tra
Dựa trên phƣơng pháp đánh giá kết quả thực hiện của đề tài để tìm ra những
vấn đề cần bổ sung hay nghiên cứu thêm.
Dựa trên quy trình sản xuất giấy của công ty TNHH Giấy Hƣng Thịnh tìm
hiểu về chất thải từ giấy phế thải và phân tích chất thải để xác định thành phần và tính
chất của chất thải.

12