Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lý chất thải để đánh giá công nghệ xử lý chất thải để đánh giá công nghệ xử lý nước thải ngành giấy và bột giấy
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.43 MB, 139 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
.......................................
Phạm Thị Thùy Vân
Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử
lí chất thải để đánh giá công nghệ xử lí nước thải
ngành giấy và bột giấy
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC :
PGS-TS. Đ ẶNG KIM CHI
HÀ NỘI – 2010
Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lí chất thải để đánh giá công nghệ xử
lí nước thải ngành giấy và bột giấy - Phạm Thị Thùy Vân – Cao học CNMT 2009
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đề tài luận văn thạc sỹ khoa học: “Nghiên cứu áp dụng
tiêu chí đánh giá công nghệ xử lí chất thải để đánh giá công nghệ xử lí nước thải
ngành giấy và bột giấy” là do tôi thực hiện với sự hướng dẫn của GS.TS Đặng Kim
Chi. Đây không phải là bản sao chép của bất kỳ một cá nhân, tổ chức nào. Các số
liệu, nguồn thông tin trong Luận văn là do tôi điều tra, trích dẫn, tính toán và đánh
giá.
Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những nội dung mà tôi đã trình bày
trong Luận văn này.
Hà Nội, ngày
tháng
năm 2010
HỌC VIÊN
Phạm Thị Thùy Vân
Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội
-i-
Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lí chất thải để đánh giá công nghệ xử
lí nước thải ngành giấy và bột giấy - Phạm Thị Thùy Vân – Cao học CNMT 2009
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến GS.TS. Đặng Kim
Chi, người trực tiếp hướng dẫn tôi thực hiện Luận văn, người luôn quan tâm, động
viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình làm Luận văn.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới toàn thể các thầy cô giáo của Viện Khoa
học và Công nghệ Môi trường, trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã trang bị cho
tôi những kiến thức bổ ích, thiết thực cũng như sự nhiệt tình, ân cần dạy bảo trong
những năm vừa qua.
Tôi xin chân thành cảm ơn Viện đào tạo Sau đại học đã tạo điều kiện thuận lợi
cho tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành Luận văn.
Tôi cũng xin chân thành gửi lời cảm ơn đến Công ty cổ phần giấy Trúc Bạch,
Công ty cổ phần giấy Sông Đuống, Công ty cổ phần giấy Sông Lam, nhà máy giấy
Bãi Bằng, Công ty cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ, Tổng công ty giấy Việt Nam, bộ
môn công nghiệp giấy và Xenlulo – Đại học Bách khoa Hà Nội… đã tạo điều kiện
thuận lợi để tôi có được những thông tin, tài liệu quý báu phục vụ cho Luận văn
thạc sỹ khoa học này.
Cuối cùng, tôi xin cảm ơn đến gia đình và bạn bè đã động viên, giúp đỡ tôi
trong quá trình học tập và làm Luận văn.
Hà Nội, ngày tháng
Học viên
năm 2010
Phạm Thị Thùy Vân
Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội
- ii -
Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lí chất thải để đánh giá công nghệ xử
lí nước thải ngành giấy và bột giấy - Phạm Thị Thùy Vân – Cao học CNMT 2009
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU.....................................................................................................................1
Chương I TỔNG QUAN NGÀNH GIẤY VÀ BỘT GIẤY HIỆN TRẠNG MÔI
TRƯỜNG VÀ TÌNH HÌNH ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI
TRONG CÁC CƠ SỞ SẢN XUẤT GIẤY VÀ BỘT GIẤY ......................................4
I.1. Tổng quan hoạt động sản xuất giấy và bột giấy ở Việt Nam ...............................4
I.1.1. Tình hình phát triển.....................................................................................4
I.1.2. Các sản phẩm giấy và quy mô sản xuất ......................................................5
I.1.3. Nguyên - nhiên vật liệu cho nhà máy sản xuất giấy và bột giấy ................6
I.1.4. Kế hoạch phát triển của ngành....................................................................9
I.2. Công nghệ sản xuất giấy và bột giấy ..................................................................11
I.2.1. Công nghệ sản xuất bột giấy.....................................................................12
I.2.2. Công nghệ sản xuất giấy ...........................................................................15
I.3. Vấn đề ô nhiễm môi trường của ngành sản xuất giấy và bột giấy......................17
I.3.1. Ô nhiễm môi trường không khí.................................................................20
I.3.2. Vấn đề ô nhiễm môi trường nước .............................................................21
I.3.3. Vấn đề chất thải rắn .................................................................................22
I.3.4. Vấn đề ô nhiễm nhiệt và tiếng ồn .............................................................23
I.4. Tình hình áp dụng công nghệ xử lý chất thải trong một số cơ sở sản xuất giấy và
bột giấy......................................................................................................................23
I.4.1. Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ.....................................................23
I.4.2. Nhà máy giấy Lam Sơn ............................................................................27
I.4.3. Công ty Cổ phần giấy Trúc Bạch..............................................................29
1.4.4. Làng nghề giấy tái chế xã Phong Khê - Bắc Ninh ...................................31
Chương II CƠ SỞ ĐÁNH GIÁ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI ...................36
II.1. Khái niệm đánh giá công nghệ xử lý chất thải – tình hình áp dụng đánh giá
đánh giá công nghệ xử lý chất thải trên thế giới và Việt Nam..................................36
Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội
- iii -
Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lí chất thải để đánh giá công nghệ xử
lí nước thải ngành giấy và bột giấy - Phạm Thị Thùy Vân – Cao học CNMT 2009
II.1.1 Khái niệm đánh giá công nghệ xử lý chất thải .........................................36
II.1.2. Tình hình áp dụng công nghệ xử lý chất thải ở Việt Nam ......................39
II.1.3. Tình hình áp dụng đánh giá công nghệ xử lý chất thải trên thế giới .......41
II.2. Xây dựng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lý chất thải ......................................42
II.2.1. Đề xuất một số tiêu chí đánh giá công nghệ xử lý chất thải tại Việt Nam
............................................................................................................................42
II.2.2. Xây dựng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lý nước thải ngành giấy và bột
giấy .....................................................................................................................50
Chương III HIỆN TRẠNG MỘT SỐ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN
XUẤT GIẤY VÀ BỘT GIẤY Ở VIỆT NAM ĐƯỢC LỰA CHỌN ĐÁNH GIÁ ..67
III.1. Công ty giấy Tissue Sông Đuống ....................................................................67
III.1.1 Giới thiệu................................................................................................67
III.1.2. Công nghệ sản xuất ................................................................................68
III.1.3. Công nghệ xử lý nước thải ....................................................................69
III.2. Công ty Cổ phần giấy Trúc Bạch Hà Nội ........................................................71
III.2.1. Giới thiệu về công ty ..............................................................................71
III.2.2. Công nghệ sản xuất ................................................................................72
III.2.3. Công nghệ xử lý nước thải .....................................................................73
III.3. Công ty Cổ phần giấy Sông Lam .....................................................................76
III.3.1. Giới thiệu về Công ty .............................................................................76
III.3.2. Công nghệ sản xuất ................................................................................76
III.3.3. Công nghệ xử lý nước thải .....................................................................77
III.4. Nhà máy giấy Bãi Bằng ...................................................................................80
III.4.1. Giới thiệu về nhà máy ............................................................................80
III.4.2. Công nghệ sản xuất bột và giấy ............................................................81
III.4.3. Công nghệ xử lý nước thải .....................................................................84
III.5. Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ............................................................87
III.5.1. Giới thiệu................................................................................................87
Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội
- iv -
Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lí chất thải để đánh giá công nghệ xử
lí nước thải ngành giấy và bột giấy - Phạm Thị Thùy Vân – Cao học CNMT 2009
III.5.2. Công nghệ sản xuất ................................................................................88
III.5.3. Công nghệ xử lý nước thải .....................................................................91
Chương IV ÁP DỤNG CÁC TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC
THẢI CHO CÁC NHÀ MÁY...................................................................................96
IV.1. Nhóm nhà máy có công đoạn tẩy trắng sản phẩm ...........................................96
IV.1.1. Công ty cổ phần giấy Sông Đuống .......................................................96
IV.1.2. Công ty cổ phần giấy Trúc Bạch............................................................99
IV.1.3. Nhà máy giấy Bãi Bằng .......................................................................101
IV.2. Nhóm nhà máy không có công đoạn tẩy trắng sản phẩm ..............................104
IV.2.1. Công ty giấy Hoàng Văn Thụ ..............................................................104
IV.2.2. Công ty cổ phần giấy Sông Lam..........................................................108
IV.3. Tóm tắt đánh giá bằng điểm số cho các công nghệ xử lý nước thải đã khảo sát
.................................................................................................................................111
IV.4. Đánh giá công nghệ xử lý nước thải tại các nhà máy, lựa chọn công nghệ xử
lý nước thải ngành giấy phù hợp.............................................................................112
IV.4.1. Các nhà máy có công đoạn tẩy trắng sản phẩm ...................................112
IV.4.2. Các nhà máy không có công đoạn tẩy trắng sản phẩm ........................113
IV.5. Đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả xử lý của các công nghệ xử lý nước
thải của các nhà máy giấy .......................................................................................115
IV.5.1. Giải pháp chung ...................................................................................115
IV.5.2. Giải pháp riêng cho từng nhà máy .......................................................116
IV.6. Đề xuất các bước thực hiện quy trình đánh giá công nghệ xử lý chất thải....120
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.................................................................................123
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................126
Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội
-v-
Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lí chất thải để đánh giá công nghệ xử
lí nước thải ngành giấy và bột giấy - Phạm Thị Thùy Vân – Cao học CNMT 2009
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
BOD
Biochemical Oxygen Demand
Nhu cầu Oxy sinh hóa, (mg/l)
Nhu cầu Oxy sinh học sau 5
ngày
BOD5
COD
Chemical Oxigen Demand
Nhu cầu Oxy hóa học, (mg/l)
SS
Suspended Solids
Chất rắn lơ lửng (mg/l)
VNĐ
Đồng Việt Nam
XLNT
Xử lý nước thải
VPPA
Hiệp hội giấy Việt Nam
ĐGCN
Đánh giá công nghệ
ĐGCN
XLCT
Đánh giá công nghệ xử lý chất
thải
Cty CP
Công ty Cổ phần
QCVN
Quy chuẩn Việt Nam
CTR
Chất thải rắn
Bộ TN&MT
Bộ Tài nguyên và Môi trường
Bộ KH&CN
Bộ Khoa học và Công nghệ
MTĐT
Môi trường đô thị
C.O.N
Chất ô nhiễm
LWC
Light Weight Coated
Giấy tráng phấn định lượng thấp
RMP
Refiner Mechanical Pulp
Bột nghiền cơ học
TMP
Thermal Mechnical Pulp
Bột cơ nhiệt
Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội
- vi -
Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lí chất thải để đánh giá công nghệ xử
lí nước thải ngành giấy và bột giấy - Phạm Thị Thùy Vân – Cao học CNMT 2009
CMP
Chemical Mechanical Pulp
Bột bán hóa
BCMP
Bisulfite Chemi-Mechanical Pulp Bột sunfit bán hóa
CTMP
Chemo-Thermo-Mechanical Pupl Bột hóa nhiệt cơ
BCTMP
NSSC
Bleached Chemo Thermo
Mechanical Pulp
Neutral Sulfite Semi Chemical
BHKP
Bleached Hardwood Kraft Pulp
Bột kraft gỗ cứng tẩy trắng
DIP
Deinked Pulp
Bột khử mực
TCMP
Thermo-Chemi-Mechanical Pulp
Bột hóa nhiệt cơ
TMP
Thermo Mechanical Pulp
Bột nhiệt cơ
CMP
Chemi-Mechanical Pulp
Bột hóa cơ
Bột hóa nhiệt cơ tẩy trắng
Bột giấy từ gỗ nửa hóa học
ngâm Sunfat trung hòa
Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội
- vii -
Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lí chất thải để đánh giá công nghệ xử
lí nước thải ngành giấy và bột giấy - Phạm Thị Thùy Vân – Cao học CNMT 2009
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1.Tình hình sản xuất, nhập khẩu bột giấy qua các năm (2000-2008).............7
Bảng 1.2. Tình hình sử dụng giấy tái chế ở Việt Nam (2001-2007)...........................8
Bảng 1.3. Dự báo công nghiệp giấy và bột giấy Việt Nam 2010-2015 ......................9
Bảng 1.4. Một số dự án đầu tư đang tiếp tục triển khai ...........................................10
Bảng 1.5. Một số chất khí gây ô nhiễm môi trường của nhà máy giấy sản xuất bằng
phương pháp sunfat ...................................................................................................20
Bảng 2.1. Một số tiêu chí xây dựng đánh giá công nghệ xử lý nước thải nhà máy sản
xuất giấy và bột giấy .................................................................................................56
Bảng 2.2. Bảng lượng hóa đánh giá công nghệ theo từng tiêu chí tối đa ...............65
Bảng 3.1. Thông số đầu vào và ra của hệ thống xử lý nước thải Công ty cổ phần
giấy Sông Đuống (10/2009) .....................................................................................70
Bảng 3.2. Chi phí cho khu xử lý nước thải nhà máy giấy Sông Đuống ...................71
Bảng 3.3. Chất lượng nước thải của công ty cổ phần giấy Trúc Bạch ....................75
Bảng 3.4. Chi phí cho khu xử lý nước thải nhà máy giấy Trúc Bạch.......................75
Bảng 3.5. Thông số đầu vào và đầu ra nước thải của hệ thống XLNT khu vực xeo
giấy ............................................................................................................................79
Bảng 3.6. Chi phí cho khu xử lý nước thải nhà máy giấy Sông Lam .......................79
Bảng 3.7. Thông số đầu vào và ra của hệ thống xử lý nước thải năm 2009 .............87
Bảng 3.8. Chi phí cho khu xử lý nước thải công ty giấy Bãi Bằng .........................87
Bảng 3.9. Thông số đầu vào và ra của khu XLNT – Công ty Cổ phần giấy Hoàng
Văn Thụ ....................................................................................................................92
Bảng 3.10. Chi phí cho khu XLNT Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ (hệ thống
cũ) .............................................................................................................................93
Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội
- viii -
Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lí chất thải để đánh giá công nghệ xử
lí nước thải ngành giấy và bột giấy - Phạm Thị Thùy Vân – Cao học CNMT 2009
Bảng 3.11. Chất lượng nước thải công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ ..............94
Bảng 3.12. Chi phí cho khu xử lý nước thải công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ
(hệ thống mới cải tạo) ..............................................................................................95
Bảng 4.1. Lượng hóa điểm số các tiêu chí Công ty Cổ phần giấy Sông Đuống......99
Bảng 4.2. Lượng hóa điểm số các tiêu chí công ty cổ phần giấy Trúc Bạch..........101
Bảng 4.3. Lượng hóa điểm số các tiêu chí nhà máy giấy Bãi Bằng .......................103
Bảng 4.4. Lượng hóa điểm số các tiêu chí nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ (hệ thống
cũ)............................................................................................................................106
Bảng 4.5. Lượng hóa điểm số các tiêu chí nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ (hệ thống
mới) .........................................................................................................................108
Bảng 4.6. Lượng hóa điểm số các tiêu chí công ty cổ phần giấy Sông Lam..........110
Bảng 4.7. NHÓM NHÀ MÁY SẢN XUẤT CÓ CÔNG ĐOẠN TẨY TRẮNG ...111
Bảng 4.8. NHÓM NHÀ MÁY SẢN XUẤT KHÔNG CÓ CÔNG ĐOẠN TẨY
TRẮNG ...................................................................................................................111
Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội
- ix -
Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lí chất thải để đánh giá công nghệ xử
lí nước thải ngành giấy và bột giấy - Phạm Thị Thùy Vân – Cao học CNMT 2009
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Sơ đồ công nghệ tổng quát sản xuất bột giấy và giấy từ gỗ .....................11
Hình 1.2. Quy trình công nghệ sản xuất giấy theo quy mô công nghiệp..................16
Hình 1.2. Sơ đồ công nghệ sản xuất bột giấy kèm dòng thải..................................18
Hình 1.3. Công nghệ sản xuất giấy từ bột giấy kèm dòng thải................................20
Hình 1.4. Sơ đồ công nghệ sản xuất giấy C.ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ.........24
Hình 1.5. Sơ đồ xử lý khí thải lò hơi công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ .........25
Hình 1.6. Sơ đồ công nghệ XLNT công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ ..............26
Hình 1.7. Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải nhà máy giấy Lam Sơn .........28
Hình 1.7. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải nhà máy giấy Trúc Bạch ......................30
Hình 1.8. Làng nghề giấy tái chế Phong Khê (Yên Phong – Bắc Ninh) .................31
Hình 1.9. Nước thải tù đọng bốc mùi hôi thối tại làng nghề giấy Phong Khê.........33
Hình 3.1. Vị trí nhà máy giấy Tissue Sông Đuống - Hà Nội trên bản đồ vệ tinh....67
Hình 3.2. Sơ đồ công nghệ sản xuất giấy tái chế Công ty giấy Tissue Sông Đuống
...................................................................................................................................69
Hình 3.3. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải nhà máy giấy Sông Đuống...................70
Hình 3.4. Sơ đồ công nghệ sản xuất giấy từ giấy tái chế Công ty Cổ phần giấy Trúc
Bạch ..........................................................................................................................72
Hình 3.5. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải giấy Trúc Bạch - Hà Nội......................75
Hình 3.6. Sơ đồ công nghệ sản xuất giấy – C.ty cổ phần giấy Sông Lam................77
Hình 3.7. Sơ đồ công nghệ XLNT xeo giấy – C.ty Cổ phần giấy Sông Lam ..........78
Hình 3.8. Nhà máy giấy Bãi Bằng – Tổng công ty giấy Việt Nam ..........................80
Hình 3.9. Sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất giấy và chất thải...........................83
Hình 3.10. Sơ đồ khối hệ thống XLNT – Tổng công ty giấy Việt Nam..................84
Hình 3.11. Khu xử lý nước thải nhà máy giấy Bãi Bằng – Phú Thọ ........................85
Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội
-x-
Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lí chất thải để đánh giá công nghệ xử
lí nước thải ngành giấy và bột giấy - Phạm Thị Thùy Vân – Cao học CNMT 2009
Hình 3.12. Sơ đồ công nghệ sản xuất giấy Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ Thái Nguyên..............................................................................................................88
Hình 3.13. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải (hệ thống cũ) ......................................91
Hình 3.14. Sơ đồ công nghệ XLNT C.ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ ................93
Hình 3.15. Sơ đồ đề xuất các bước tiến hành đánh giá công nghệ xử lý chất thải .122
Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội
- xi -
Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lí chất thải để đánh giá công nghệ xử
lí nước thải ngành giấy và bột giấy - Phạm Thị Thùy Vân – Cao học CNMT 2009
MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Ngày nay, thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng đang có những bước
phát triển mạnh mẽ, với sự phát triển về kinh tế, các nhà máy được xây dựng ngày
càng nhiều, kéo theo nhiều hệ lụy như tài nguyên thiên nhiên bị khai thác quá mức,
diện tích đất trồng và đất ở bị thu hẹp, đất đai bị thoái hóa, môi trường đất – nước –
không khí ngày càng bị ô nhiễm nghiêm trọng, gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe của
con người, đến sự sinh tồn và phát triển của các loài động - thực vật khác.
Công nghệ xử lý chất thải ra đời xuất phát từ ý thức của con người mong
muốn làm cho môi trường xanh đẹp hơn, cải thiện được sức khỏe và chất lượng
cuộc sống. Chất thải của mỗi nhà máy có những đặc trưng giá trị thông số ô nhiễm
riêng, tuy nhiên về cơ bản khi sản xuất từ một nhóm nguyên liệu, tạo thành các sản
phẩm giống nhau thì chất thải của các nhà máy đó có giới hạn ô nhiễm đặc trưng
cho mỗi ngành. Do đó, để giảm chi phí nghiên cứu, khảo sát, thiết kế hệ thống xử lý
chất thải, để tạo ra thị trường công nghệ xử lý, để các nhà máy có cơ hội chuyển
giao công nghệ dễ dàng thì “Đánh giá công nghệ xử lý chất thải” để lựa chọn công
nghệ phù hợp là rất cần thiết.
Hiện nay, trên thế giới hoạt động “Đánh giá công nghệ xử lý chất thải” đang
từng bước được nghiên cứu, áp dụng vào thực tế ngành công nghệ môi trường và có
những kết quả nhất định. Đối với Việt Nam, hoạt động này còn mới mẻ, nó đang
từng bước được tiếp cận và áp dụng, nó mang tính chất chủ quan của người đánh
giá, của các chuyên gia đánh giá công nghệ.
Hoạt động “Đánh giá công nghệ xử lý chất thải” có thể được thực hiện trong
nhiều ngành nghề khác nhau như chất thải bệnh viện, chất thải sinh hoạt, chất thải
từ các quá trình sản xuất đường, dệt nhuộm, thủy sản, bia rượu… hay như chất thải
phát sinh từ quá trình sản xuất giấy và bột giấy. Đối với công nghiệp sản xuất giấy
và bột giấy đều phát sinh chất thải rắn, khí thải và cả nước thải. Tuy nhiên, khi đề
Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội
-1-
Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lí chất thải để đánh giá công nghệ xử
lí nước thải ngành giấy và bột giấy - Phạm Thị Thùy Vân – Cao học CNMT 2009
cập đến chất thải trong ngành sản xuất giấy thì nước thải là dạng gây ô nhiễm môi
trường trầm trọng nhất, được nhiều nhà môi trường quan tâm nhất.
Có thể thấy rằng hoạt động “Đánh giá công nghệ xử lý chất thải” rất cần thiết
đối với nước ta, vì đặc điểm trình độ, kinh tế không cho phép các nhà môi trường,
các nhà đầu tư xử lý bỏ quá nhiều tiền cho việc nghiên cứu, thiết kế, lựa chọn
phương án công nghệ phù hợp chính xác nhất. Hơn nữa, hoạt động “Đánh giá công
nghệ xử lý chất thải” còn giúp cho các nhà môi trường đưa ra các giải pháp khắc
phục những tồn tại của công nghệ xử lý nước thải hiện có trên cơ sở khoa học và
thực tiễn.
Việc nghiên cứu và tìm hiểu về hoạt động đánh giá công nghệ là một hướng đi
mới cần phải tiếp cận, để có cái nhìn tổng quát mang tính khoa học hơn về lĩnh vực
đó, học viên được giao nhiệm vụ đề tài luận văn: “Nghiên cứu áp dụng tiêu chí
đánh giá công nghệ xử lí chất thải để đánh giá công nghệ xử lí nước thải ngành
giấy và bột giấy” nhằm từng bước tiếp cận với đánh giá công nghệ xử lý chất thải
nói chung và xử lý nước thải ngành giấy nói riêng để thuyết phục các nhà máy lựa
chọn công nghệ tối ưu, khắc phục những hạn chế hiện có của công nghệ đang sử
dụng, đáp ứng yêu cầu xử lý nước thải, bảo vệ môi trường cho nhà máy cũng như
cho địa phương chịu ảnh hưởng, tác động về khía cạnh môi trường từ nhà máy.
2. Mục tiêu của đề tài
- Khảo sát hiện trạng áp dụng các công nghệ xử lý nước thải giấy tại một số cơ
sở, nhà máy sản xuất giấy ở nước ta.
- Xây dựng bộ tiêu chí đánh giá công nghệ xử lý nước thải sản xuất giấy và
bột giấy, áp dụng cho các công nghệ xử lý đã khảo sát nhằm lựa chọn công nghệ xử
lý nước thải sản xuất giấy và bột giấy cho phù hợp với trình độ công nghệ, kinh tế,
trình độ lao động cũng như điều kiện tự nhiên – xã hội của nước ta.
3. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng: Các công nghệ xử lý nước thải tại một số nhà máy sản xuất giấy
và bột giấy trong nước.
Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội
-2-
Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lí chất thải để đánh giá công nghệ xử
lí nước thải ngành giấy và bột giấy - Phạm Thị Thùy Vân – Cao học CNMT 2009
- Phạm vi nghiên cứu: Điều tra, khảo sát các công nghệ xử lý nước thải đang
được áp dụng tại một số nhà máy sản xuất giấy ở nước ta. Từ đó đánh giá tính phù
hợp, khả năng áp dụng của mỗi công nghệ xử lý nước thải đã được khảo sát trong
tương lai, đề xuất một số phương pháp cải tạo lại hệ thống cho phù hợp.
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Ý nghĩa khoa học: Dựa trên phương pháp luận về đánh giá công nghệ xử lý
chất thải nói chung, và phương pháp luận cụ thể để đánh giá công nghệ xử lý nước
thải nhà máy giấy nhằm lựa chọn công nghệ phù hợp với sự phát triển kinh tế - xã
hội, với trình độ của người lao động để áp dụng vào thực tế.
- Ý nghĩa thực tiễn của đề tài: đánh giá các công nghệ xử lý nước thải hiện tại
đang được áp dụng tại các nhà máy, phân tích điểm mạnh và điểm yếu của các công
nghệ đang được áp dụng, nhằm lựa chọn công nghệ phù hợp nhất cho các nhà máy
xử lý nước thải ngành sản xuất giấy trong tương lai, khắc phục các nhược điểm của
công nghệ hiện có.
Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội
-3-
Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lí chất thải để đánh giá công nghệ xử
lí nước thải ngành giấy và bột giấy - Phạm Thị Thùy Vân – Cao học CNMT 2009
Chương I
TỔNG QUAN NGÀNH GIẤY VÀ BỘT GIẤY
HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG VÀ TÌNH HÌNH ÁP DỤNG
CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI TRONG CÁC CƠ SỞ SẢN
XUẤT GIẤY VÀ BỘT GIẤY
I.1. Tổng quan hoạt động sản xuất giấy và bột giấy ở Việt Nam
I.1.1. Tình hình phát triển
Ngành giấy là một trong những ngành sản xuất hàng tiêu dùng được hình
thành từ rất sớm tại Việt Nam nhằm đáp ứng nhu cầu ghi chép, làm tranh dân gian,
vàng mã…của người dân. Tuy không phải là ngành đóng góp lớn nhất cho thu nhập
quốc dân nhưng lại cung cấp sản phẩm thiết yếu phục vụ phát triển giáo dục, văn
hóa, xã hội và nhiều ngành công nghiệp khác.
Trong thập niên 1960, nhiều nhà máy giấy được đầu tư xây dựng nhưng hầu
hết đều có công suất nhỏ (dưới 20.000 tấn/năm) như nhà máy giấy Vạn Điểm, nhà
máy giấy Đồng Nai, nhà máy giấy Tân Mai… Năm 1961, nhà máy sản xuất giấy
bằng phương pháp công nghiệp đi vào hoạt động với công suất 18.000 tấn giấy/năm
tại Việt Trì được coi là cơ sở đầu đàn của ngành giấy Việt Nam với sản phẩm chính
là giấy in, giấy viết, giấy vẽ [9].
Năm 1982, nhà máy giấy Bãi Bằng do chính phủ Thụy Điển tài trợ đã đi vào
sản xuất với công suất thiết kế là 53.000 tấn bột giấy/năm và 55.000 tấn giấy/năm
[3], dây chuyền sản xuất khép kín, sử dụng công nghệ cơ khí hóa và tự động hóa.
Nhà máy cũng xây dựng được vùng nguyên liệu, cơ sở hạ tầng, cơ sở phụ trợ như
điện, hóa chất và trường đào tạo nghề cho hoạt động sản xuất.
Theo thống kê của Hiệp hội giấy Việt Nam, ngành giấy Việt Nam đạt tốc độ
tăng trưởng cao và liên tục trong những năm vừa qua. Từ năm 2000 đến 2004, tốc
độ tăng trưởng bình quân là 20%/năm. Dự báo tốc độ tăng trưởng trong những năm
2010 đến 2012 là 28%/năm [10].
Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội
-4-
Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lí chất thải để đánh giá công nghệ xử
lí nước thải ngành giấy và bột giấy - Phạm Thị Thùy Vân – Cao học CNMT 2009
Tuy là ngành có vị trí quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, nhưng hiện nay,
công nghiệp giấy ở Việt Nam có qui mô còn rất nhỏ bé so với thế giới. Năm 2007,
sản lượng giấy chỉ đạt 1.130.000 tấn, bột giấy đạt 203.000 tấn [10]. Hiện nay, các
doanh nghiệp sản xuất giấy chỉ đáp ứng được khoảng gần 60% nhu cầu tiêu dùng,
còn hơn 40% phải nhập khẩu. Lượng bột giấy thiếu hụt được bù đắp bằng việc tái
chế giấy cũ và mua bột giấy từ các nước khác.
I.1.2. Các sản phẩm giấy và quy mô sản xuất
I.1.2.1. Sản phẩm giấy
Tùy theo mục đích khác nhau sản phẩm giấy được chia thành 4 nhóm:
-
Nhóm 1: Giấy dùng cho in, viết (giấy in báo, giấy in và viết…)
-
Nhóm 2: Giấy dùng trong công nghiệp (giấy in bao bì, giấy chứa chất lỏng…)
-
Nhóm 3: Giấy dùng trong gia đình (giấy ăn, giấy vệ sinh..)
-
Nhóm 4: Giấy dùng cho văn phòng (giấy fax, giấy in hóa đơn…)
Hiện nay ở Việt Nam chỉ sản xuất được các loại sản phẩm như giấy in, giấy in
báo, giấy bao bì công nghiệp thông thường, giấy vàng mã, giấy vệ sinh chất lượng
thấp, giấy tissue chất lượng trung bình…còn các loại giấy và các tông kĩ thuật như
giấy kỹ thuật điện-điện tử, giấy sản xuất thuốc lá, giấy in tiền, giấy in tài liệu bảo
mật vẫn chưa sản xuất được.
I.1.2.2. Qui mô sản xuất
Đặc điểm nổi bật của ngành giấy Việt Nam rất phân tán, qui mô rất đa dạng và
phân bổ khắp đất nước, tính đến năm 2007 có 230 nhà máy giấy và 28 nhà máy sản
xuất bột [10], ở miền Bắc có nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ, nhà máy giấy Lam
Sơn, nhà máy giấy Việt Trì, nhà máy giấy Bãi Bằng.v.v; miền Trung có nhà máy
giấy Sông Lam (Nghệ An), nhà máy giấy Tuổi Trẻ (Đà Nẵng).v.v; miền Nam có
nhà máy giấy Tân Mai, Đồng Nai, An Bình.v.v. hầu hết là qui mô nhỏ bé, công
nghệ lạc hậu.
Theo thống kê của Hiệp hội giấy Việt Nam năm 2008, toàn ngành có 1.500 cơ
sở, doanh nghiệp sản xuất giấy nhưng những doanh nghiệp có quy mô sản xuất từ
Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội
-5-
Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lí chất thải để đánh giá công nghệ xử
lí nước thải ngành giấy và bột giấy - Phạm Thị Thùy Vân – Cao học CNMT 2009
50.000-100.000 tấn/năm rất ít, gần một nửa doanh nghiệp có công suất từ 1.00010.000 tấn/năm, còn lại có quy mô trung bình dưới 1.000 tấn/năm [8]. Quy mô nhỏ
làm ảnh hưởng đến tính cạnh tranh sản xuất do chất lượng thấp, chi phí sản xuất và
xử lý môi trường cao.
I.1.3. Nguyên - nhiên vật liệu cho nhà máy sản xuất giấy và bột giấy
Đặc điểm của ngành công nghiệp giấy là sử dụng một khối lượng lớn các
nguyên vật liệu. Đó là năng lượng, nước, tre, nứa, gỗ, hóa chất.v.v.
I.1.3.1 Nhu cầu về nguyên liệu
Nguyên liệu chính để sản xuất bột giấy là sợi xenlulo có hai nguồn chính là
từ gỗ và phi gỗ. Bên cạnh đó giấy loại đang ngày càng trở thành nguồn nguyên liệu
chủ yếu trong sản xuất giấy.
a) Đối với bột giấy từ nguyên liệu nguyên thủy (gỗ hay phi gỗ), bao gồm:
- Nguyên liệu từ gỗ: thân cây lá rộng hoặc lá kim như bạch đàn, keo, bồ đề…
- Nguyên liệu phi gỗ (tre, nứa, rơm, rạ, bã mía, giấy loại...): bột giấy từ các
loại phi gỗ có chi phí sản xuất thấp nhưng không phù hợp với nhà máy có công suất
lớn do nguồn nguyên liệu này được cung cấp theo mùa vụ và khó khăn trong việc
cất trữ.
Để sản xuất một tấn giấy trung bình cần từ 1,5 đến 3 tấn nguyên liệu khô tuyệt
đối, tương đương với 3 đến 6 tấn nguyên liệu ẩm tự nhiên (50% nước) [3].
Qua số liệu trên ta thấy để sản xuất ra giấy cần phải khai thác rất nhiều tài
nguyên rừng, việc sử dụng tài nguyên rừng để sản xuất giấy ở mức độ cao là một
trong những nguyên nhân làm cạn kiệt tài nguyên rừng, làm cho môi trường ngày
càng xấu đi nghiêm trọng.
Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội
-6-
Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lí chất thải để đánh giá công nghệ xử
lí nước thải ngành giấy và bột giấy - Phạm Thị Thùy Vân – Cao học CNMT 2009
Bảng 1.1.Tình hình sản xuất, nhập khẩu bột giấy qua các năm (2000-2008)[11]
(Đơn vị: nghìn tấn)
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007 2008
Bột nguyên thủy
174,0
197,2
251,9
231,5
303,0
289,0
280,0
327,0
Bột hóa tẩy trắng
63,0
69,5
72,0
40,0
75,0
80,0
80,0
96,0
Bột hóa không tẩy
16,0
21,8
53,6
60,0
70,0
70,0
70,0
90,0
Bột cơ học
15,0
16,3
25,3
25,0
30,0
34,0
25,0
36,0
Bột kiềm lạnh
80
90
101
107
128
105
105
105
Công suất
212
212
242
290
320
320
355
365
Sản xuất/công suất
82%
93%
104%
80%
95%
90%
79%
90%
Bột tái chế
144
180
253
371
402
450
533
669
Công suất
152
198
275
395
420
482
600
710
Sản xuất/công suất
94%
91%
92%
94%
96%
93%
89%
94%
Nhập khẩu bột giấy
50
141
60
80
140,9
125,8
131,8
110
465
155
Nhu cầu đáp ứng cho nguồn nguyên liệu giấy và bột giấy ở nước ta còn thấp
và không đồng đều, vùng nguyên liệu tập trung chủ yếu ở miền Bắc và miền Trung
trong khi năng lực sản xuất lại tập trung chủ yếu ở miền Nam.
b) Bột giấy từ giấy loại
Giấy loại ngày càng được sử dụng nhiều làm nguyên liệu cho ngành giấy do
ưu điểm tiết kiệm được chi phí sản xuất. Giá thành bột giấy từ giấy loại luôn thấp
hơn các loại bột giấy từ các loại nguyên liệu nguyên thủy vì chi phí vận chuyển, thu
mua và xử lý thấp hơn (trung bình sản xuất 1 tấn giấy từ giấy loại tiết kiệm được 17
cây gỗ và 1.500 lít dầu so với sản xuất giấy từ nguyên liệu nguyên thủy [8]). Chi phí
đầu tư dây chuyền xử lý giấy loại thấp hơn dây chuyền sản xuất bột gỗ từ các
nguyên liệu nguyên thủy.
Hơn nữa, sản xuất giấy từ giấy loại có tác dụng bảo vệ môi trường. Tính
trung bình sản xuất giấy từ bột giấy tái sinh giảm được 74% khí thải và 35% nước
thải so với sản xuất giấy từ bột nguyên liệu [7]. Tuy nhiên, bột giấy tái chế cũng có
nhược điểm là chất lượng kém hơn so với bột giấy làm từ nguyên liệu nguyên thủy,
Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội
-7-
Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lí chất thải để đánh giá công nghệ xử
lí nước thải ngành giấy và bột giấy - Phạm Thị Thùy Vân – Cao học CNMT 2009
do đó không thể sử dụng để sản xuất các loại sản phẩm chất lượng cao như các loại
bao bì yêu cầu độ bền và độ dai lớn.
Bảng 1.2. Tình hình sử dụng giấy tái chế ở Việt Nam (2001-2007) [12]
Năm
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
233.966
329.157
481.650
522.262
533.000
708.500
903.045
153.626
194.618
242.675
280.079
331.751
388.645
450.058
80.341
134.540
238.975
242.184
201.249
319.856
452.988
A
48
50
62
65
62
64
70
B
24
24
25
25
25
25
25
Giấy tái chế
(tấn)
Thu gom
(tấn)
Nhập khẩu
(tấn)
Chú thích:
A. Tỷ lệ giấy thu hồi trong tổng năng lực sản xuất giấy (%)
B. Tỉ lệ thu hồi giấy đã qua sử dụng (%)
I.1.3.2 Nhu cầu năng lượng
Sản xuất giấy cũng cần rất nhiều năng lượng. Loại năng lượng chính được sử
dụng trong ngành giấy là điện, than và dầu (DO, FO).
Điện được sử dụng để chạy động cơ của các loại máy, thiết bị như máy băm dăm,
máy nghiền thuỷ lực, nghiền đĩa, các loại máy bơm, máy khuấy, các trục cuốn…
Than, dầu được sử dụng để đốt lò hơi cung cấp nhiệt cho chủ yếu là máy xeo và
nồi cầu và cung cấp nhiệt để hòa chế các hóa chất…
Thông thường, than là nguồn nhiên liệu tạo ra năng lượng chính cho các nhà
máy sản xuất giấy. Để sản xuất 1 tấn giấy tiêu tốn 3-5 tấn than, 1000-3000 kWh
điện. Một số nhà máy sản xuất giấy có công suất lớn, người ta thường đốt dịch đen
hay đốt bùn thải của hệ thống xử lý nước thải giấy để thu hồi nhiệt cấp cho lò hơi.
Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội
-8-
Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lí chất thải để đánh giá công nghệ xử
lí nước thải ngành giấy và bột giấy - Phạm Thị Thùy Vân – Cao học CNMT 2009
I.1.3.3 Nhu cầu nước sạch
Đối với sản xuất giấy, nước là nguồn vật liệu quan trọng, nước được sử dụng
nhiều nhất trong tất cả các ngành công nghiệp, nước dùng trong hầu hết các công
đoạn của sản xuất. Nước dùng để rửa nguyên liệu, để nấu bột, rửa bột, tẩy bột, xeo
giấy, tùy theo từng công nghệ và sản phẩm, lượng nước cần thiết để sản xuất một
tấn giấy dao động từ 200 đến 500m3 [20].
Trong các nhà máy giấy, hầu như tất cả lượng nước đưa vào sử dụng sẽ là
lượng nước thải và mang theo các hóa chất, bột giấy, các chất ô nhiễm dạng hữu cơ
và vô cơ nếu như không có hệ thống xử lý tuần hoàn lại nước và hóa chất.
Ngoài nguyên - nhiên liệu thì sản xuất giấy còn cần một số hóa chất để tách
triệt để xơ sợi, để tẩy trắng, để tạo độ bền, độ bóng, độ mịn cho giấy như clo, đá
vôi, xút, lưu huỳnh, cao lanh, nhựa thông, các chất kết dính tự nhiên và tổng hợp.
Ví dụ: Năm 2008, để sản xuất 1 tấn giấy có độ trắng < 90o ISO, giấy Bãi Bằng
đã tiêu thụ khoảng 2,7 tấn tre, gỗ; 148 kg bột đá CaCO3, 2kg chất tẩy trắng, 9,7 kg
keo AKD, 195 kg vôi, 66 kg NaCl 85% và một số hóa chất, chất trợ khác [20].
I.1.4. Kế hoạch phát triển của ngành
Theo hiệp hội giấy Việt Nam (VPPA), năng lực sản xuất bột giấy của Việt
Nam năm 2008 đã tăng thêm 20.000 tấn. Từ năm 2010 đến cuối năm 2011 hàng loạt
dự án lớn sẽ đi vào hoạt động, năng lực sản xuất bột giấy Việt Nam sẽ tăng thêm
1,9 triệu tấn vào năm 2011. Theo tính toán của VPPA, năm 2011 tổng năng lực sản
xuất của ngành giấy là 2,2 triệu tấn bột giấy trong khi tiêu dùng trong nước dự kiến
là 1,6 triệu tấn năm 2015.[11]
Sau đây là bảng dự báo tình hình phát triển công nghiệp giấy và bột giấy giai
đoạn 2010 – 2015 của hiệp hội giấy Việt Nam.
Bảng 1.3. Dự báo công nghiệp giấy và bột giấy Việt Nam 2010-2015 [20]
Công nghiệp bột giấy ( đơn vị : tấn)
2010
2015
Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội
-9-
Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lí chất thải để đánh giá công nghệ xử
lí nước thải ngành giấy và bột giấy - Phạm Thị Thùy Vân – Cao học CNMT 2009
Sản xuất
1.867.000
2.975.000
Tiêu dùng
879.000
1.652.000
Nhập khẩu
54.000
36.000
Xuất khẩu
1.042.000
1.359.000
Công nghiệp giấy ( đơn vị : tấn)
2010
Giữa 2015
Sản xuất
2.415.000
5.000.000
Tiêu dùng
2.882.243
6.052.000
Nhập khẩu
725.343
1.300.000
Xuất khẩu
258.100
248.000
Bảng 1.4. Một số dự án đầu tư đang tiếp tục triển khai [8]
Dự án đầu tư đang tiếp tục triển khai
Đơn vị: 1000 tấn
Bột
Giấy
Loại
Thời
điểm
Tổng công ty giấy Việt Nam
Dự án Bãi Bằng giai đoạn II
250
Cty CP giấy Thanh Hóa
100
Dự án Cty CP giấy Bãi Bằng
100
50
BHKP
2011
DIP, giấy in báo - in viết
2011
Giấy in và viết, giấy in
2010
báo, LWC
Công ty cổ phần giấy Tân Mai
Nhà máy giấy Long Thành
150
Giấy in báo
Giấy tráng phấn, BTMP
2010
2011,
Nhà máy giấy Kom Tum
150
200
Nhà máy giấy Quảng Ngãi
40
70
Giấy in báo, giấy in và
2012
2011
viết, giấy bao bì
Giấy làm bao bì, giấy
230
Cty CP giấy Sài Gòn
Cty TNHH Phương Nam
100
Tissue, giấy tráng phấn
BCTMP
Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội
- 10 -
2011
Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lí chất thải để đánh giá công nghệ xử
lí nước thải ngành giấy và bột giấy - Phạm Thị Thùy Vân – Cao học CNMT 2009
I.2. Công nghệ sản xuất giấy và bột giấy
Quá trình sản xuất giấy và bột giấy đi từ nguyên liệu gỗ hay từ một số thực
vật phi gỗ (tre, rơm, cỏ, bã mía…) là một quy trình phức tạp, bao gồm nhiều công
đoạn, có thể tóm tắt qua sơ đồ khối sau:
Xử lý
hoá
Nguyên liệu:
Gỗ, (tre, rơm,
cỏ, bã mía…)
Xử
lý cơ
Phối
trộn
phụ
gia
Phương pháp:
kiềm, trung tính, axit
(bột soda, sulfat, sulfit)
PP mài, nghiền
PP nhiệt cơ
PP hóa nhiệt cơ
Phân tán
và nghiền
bột
Bột
giấy
thô
Tẩy trắng
Dịch đen (thu
hồi hóa chất)
Bột
tẩy
trắng
Cl2, ClO2, NaOCl,
O3, O2, H2O2
Nước thải
(xử lý)
Xeo giấy
ép, sấy
Gia keo bề
mặt, cán láng
(ép quang),
cuộn, cắt.
Giấy thành
phẩm
Nước trắng
Hình 1.1. Sơ đồ công nghệ tổng quát sản xuất bột giấy và giấy từ gỗ [18]
Thuyết minh quy trình công nghệ:
-
Các loại gỗ,tre, rơm, cỏ… được làm sạch, chặt mảnh nhỏ với các kích thước
được quy định, sau đó cho vào các bể nấu bằng một số phương pháp khác nhau (
phương pháp kiềm, mài, nghiền, nhiệt cơ, hóa nhiệt cơ…)
-
Sản phẩm của quá trình nấu là bột thô được đem đi tẩy bằng một số hóa chất
như Cl2, ClO2, H2O2, NaOCl, O3, O2…nhằm làm trắng bột, dịch đen từ quá trình
Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội
- 11 -
Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lí chất thải để đánh giá công nghệ xử
lí nước thải ngành giấy và bột giấy - Phạm Thị Thùy Vân – Cao học CNMT 2009
nấu được xử lý nhằm thu hồi hóa chất. Tùy theo yêu cầu cụ thể mà giấy có thể
không tẩy trắng hoặc được tẩy trắng với các mức độ khác nhau.
-
Bột sau khi đạt tiêu chuẩn về độ trắng được đem đi phân tán, nghiền, phối
trộn phụ gia để đạt được độ bền, độ dai, độ mịn trước khi đem vào máy xeo.
-
Tại máy xeo, bột được ép mịn thành giấy dạng tấm, để giảm nước cho giấy,
người ta tiến hành sấy giấy. Sau đó giấy được đưa vào bộ phận ép quang (gia keo bề
mặt, cán láng) nhằm tạo ra giấy đạt tiêu chuẩn kĩ thuật.
-
Sau khi tạo được các tấm giấy có kích thước lớn đạt tiêu chuẩn kĩ thuật, tùy
vào từng mục đích sử dụng khác nhau mà giấy được đem đi cuộc, cắt và đóng gói
thành sản phẩm như giấy in, viết, giấy photo copy, giấy dán tường, giấy vệ sinh…
Qua sơ đồ hình 1.1, ta thấy quá trình sản xuất giấy từ nguyên liệu ban đầu (
gỗ, tre, nứa…) bao gồm 2 công đoạn cơ bản là sản xuất bột và sản xuất giấy.
Tính chất nước thải của mỗi nhà máy giấy khác nhau phụ thuộc vào rất nhiều
yếu tố, trong đó yếu tố chi phối quan trọng nhất là phương pháp nấu, phương pháp
sản xuất giấy của nhà máy. Chính vì vậy việc tìm hiểu phương pháp sản xuất bột
giấy và giấy là một trong những công đoạn quan trọng trước khi tìm hiểu tính chất
nước thải cũng như xử lý nước thải của các nhà máy.
Sau đây, chúng ta đi vào tìm hiểu các phương pháp sản xuất bột giấy và giấy
đang được áp dụng trong một số nhà máy ở Việt Nam.
I.2.1. Công nghệ sản xuất bột giấy
Đối với quá trình nấu bột giấy, từ khi ngành giấy ra đời đến nay, có nhiều
phương pháp được áp dụng để thu bột giấy từ nguyên liệu (tre, nứa, gỗ), sau đây là
một số phương pháp điển hình.
1.2.1.1. Phương pháp cơ học
Tiến hành nghiền dăm mảnh gỗ giữa hai đĩa quay trong máy nghiền. Bột sinh
ra bằng phương pháp trên được gọi là bột nghiền cơ học (RMP) có độ bền cao.
Người ta còn bổ sung khâu gia nhiệt để trở thành bột nhiệt cơ (TMP) hoặc ngâm
hóa chất để làm mềm gỗ thành bột hóa cơ (CMP) hoặc bột hóa nhiệt cơ (CTMP).
Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội
- 12 -
Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lí chất thải để đánh giá công nghệ xử
lí nước thải ngành giấy và bột giấy - Phạm Thị Thùy Vân – Cao học CNMT 2009
Phương pháp này giúp tiết kiệm năng lượng khi nghiền, độ nguyên vẹn của xơ cao
hơn, dài hơn, ít tạo ra xơ thô nên giấy sản phẩm có độ bền cao hơn.
Ưu điểm của công nghệ cơ học là hiệu suất thu bột cao tới 95%, nhưng tiêu phí
năng lượng khá lớn. Bột này tạo ra giấy có tính năng in tốt nhưng nó có nhược điểm
là độ bền không cao, độ đục cao, giấy dễ bị biến vàng. Để tăng độ bền cho giấy sản
xuất từ bột cơ, người ta thường trộn thêm khoảng 25% bột hóa thớ dài.
1.2.1.2. Phương pháp bán hóa
Phương pháp này kết hợp cả công nghệ hóa học và cơ học. Dăm mảnh được
làm mềm một phần hoặc được nấu nhẹ với hóa chất, sau đó đem nghiền, chủ yếu
bằng máy nghiền đĩa tạo bột có tính chất trung gian của cả hai phương pháp cơ học
và hóa học. Hiệu suất bột thường nằm trong phạm vi từ 55% - 85%, tùy thuộc vào
mức độ xử lý bằng hóa chất.
Nếu bột được xử lý với một lượng hóa chất ít thì hàm lượng ligin trong bột
cao, bột có tính chất thiên về cơ học. Loại bột có hiệu suất trên 85% được coi là bột
cơ bán hóa.
Bột bán hóa với công nghệ sunfit được nấu với nồng độ NaHSO3 khá thấp, sau
đó được hỗ trợ thêm gian đoạn xử lý cơ học để tách sợi. Hiệu quả tách sợi của
phương pháp này đạt khoảng 80% [18], nó được sử dụng chủ yếu cho gỗ lá rộng,
với loại bột phổ biến là NSSC.
1.2.1.3. Phương pháp hóa học
Người ta nấu các mảnh gỗ với các dung dịch hóa chất khác nhau dưới điều
kiện nhiệt độ và áp suất cao, mục đích là để làm đứt mạch lignin và hòa tan nó, để
lại xenlulo và hemixenlulo dưới dạng xơ.
Các phương pháp hóa học bao gồm phương pháp xút, phương pháp sunfat
(kraft) và phương pháp sunfit.
a. Phương pháp xút không thu hồi hóa chất
Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội
- 13 -
