Nghiên cứu nâng cao hiệu quả đánh giá sản xuất sạch hơn trong công nghiệp điển hình ngành chế biến tinh bột

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
VIỆN MÔI TRƢỜNG VÀ TÀI NGUYÊN

TRẦN VĂN THANH

NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU QUẢ ĐÁNH GIÁ
SẢN XUẤT SẠCH HƠN TRONG CƠNG NGHIỆP:
ĐIỂN HÌNH NGÀNH CHẾ BIẾN TINH BỘT

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

Tp. Hồ Chí Minh năm 2017


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
VIỆN MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN

TRẦN VĂN THANH

NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU QUẢ ĐÁNH GIÁ
SẢN XUẤT SẠCH HƠN TRONG CƠNG NGHIỆP:
ĐIỂN HÌNH NGÀNH CHẾ BIẾN TINH BỘT

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

Chuyên ngành: Quản lý Tài nguyên và Môi trường
Mã số chuyên ngành: 62.85.01.01

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

Tp. Hồ Chí Minh năm 2017

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
VIỆN MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN

TRẦN VĂN THANH

NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU QUẢ ĐÁNH GIÁ
SẢN XUẤT SẠCH HƠN TRONG CƠNG NGHIỆP:
ĐIỂN HÌNH NGÀNH CHẾ BIẾN TINH BỘT

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

Chuyên ngành: Quản lý Tài nguyên và Môi trường
Mã số chuyên ngành: 62.85.01.01

PHẢN BIỆN ĐỘC LẬP
1. GS.TS. Huỳnh Trung Hải
2. PGS.TS. Phan Minh Tân

Tp. Hồ Chí Minh năm 2017


i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi là Trần Văn Thanh, tác giả luận án này, xin cam đoan đây là cơng trình
nghiên cứu của bản thân tôi. Các kết quả nghiên cứu trong luận án này là trung
thực, và không sao chép từ bất kỳ một nguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào.
Việc tham khảo tài liệu đã được thực hiện trích dẫn đầy đủ và ghi nguồn tài liệu

tham khảo đúng quy định.
Tác giả luận án

Trần Văn Thanh


ii

LỜI CẢM ƠN
Trước hết tác giả xin chân thành gửi lời cảm ơn đến Thầy PGS.TS Lê Thanh
Hải, cán bộ hướng dẫn 1 đã trực tiếp hướng dẫn, đặc biệt là hướng dẫn, góp ý
phương pháp luận SXSH cũng như đã tạo điều kiện thuận lợi trong việc áp dụng các
phương pháp này vào các đối tượng nghiên cứu điển hình khác nhau thuộc các đề
tài NCKH do Thầy làm chủ nhiệm. Tác giả xin chân thành gửi lời cảm ơn đến
GS.TS Hans Schnitzer, giáo sư của Đại học Kỹ thuật Graz, Áo đồng thời là chuyên
gia của UNIDO là cán bộ hướng dẫn 2 đã trực tiếp hướng dẫn, góp ý phương pháp
luận SXSH ở nước ngồi cũng như hỗ trợ công bố quốc tế.
Tác giả xin gửi lời cảm ơn đến các thầy, cô, các chuyên gia đã đóng góp các ý
kiến q báu trong q trình thực hiện luận án này.
Tác giả xin gửi lời cảm ơn đến Sở TN&MT Tỉnh Tây Ninh, Ban lãnh đạo
Công ty TNHH Hồng Phát đã tạo điều kiện thuận lợi cho tơi trong q trình điều tra
thu thập số liệu để hoàn thiện luận án này. Đồng thời tác giả cũng xin gửi lời cảm
ơn đến các bạn sinh viên đại học, học viên cao học đã tham gia trong quá trình thu
thập dữ liệu liên quan đến luận án này.
Tác xin gửi lời cảm ơn đến Bộ giáo dục và Đào tạo đã cấp học bổng, Đại học
Quốc gia Tp.HCM, Ban lãnh đạo Viện Môi trường và Tài nguyên đã tạo điều kiện
thuận lợi về mọi mặt trong quá trình thực hiện luận án này. Đồng thời tác giả xin
gửi lời cảm ơn đến chương trình ASIA-UNINET đã cấp kinh phí, tạo điều kiện
thuận lợi cho tác giả và tập thể hướng dẫn thuận lợi trong thực hiện nghiên cứu này.
Cuối cùng tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình và bạn bè, đồng

nghiệp đã động viên và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện nghiên cứu này.
Tác giả
Trần Văn Thanh


iii

TÓM TẮT
Triển khai sản xuất sạch hơn (SXSH) mang lại nhiều lợi ích như giảm chi phí
vận hành, góp phần đáp ứng yêu cầu pháp luật về bảo vệ môi trường (BVMT), tạo
hình ảnh tốt cho doanh nghiệp, giảm nguyên liệu, giảm chất thải và giảm rủi ro,
tăng an toàn đối với môi trường và xã hội. Kết quả từ các dự án SXSH cho thấy
nhận thức về SXSH có nâng cao tuy nhiên khái niệm SXSH chưa được hiểu hết và
hồn tồn chính xác và một số lợi ích của chương trình SXSH chưa hồn tồn đạt
được do gặp nhiều rào cản. Trong đó rào cản về kỹ thuật đánh giá được minh chứng
là một rào cản quan trọng trong thực hiện SXSH. Do đó phương pháp thực hiện
SXSH cần phải cải tiến và quá trình đánh giá SXSH phải áp dụng các phương pháp
phân tích hệ thống để nâng cao hiệu quả đánh giá. Vì vậy, với mục tiêu phát triển và
áp dụng phương pháp đánh giá áp dụng trong quy trình thực hiện SXSH để góp
phần khắc phục các rào cản kỹ thuật, luận án này đã đề xuất và phát triển 05
phương pháp dùng trong quy trình đánh giá SXSH: (1) phương pháp đánh giá tiềm
năng SXSH từ quản lý nội vi (QLNV), kiểm soát quá trình tốt hơn; (2) phương pháp
xây dựng cân bằng vật chất (CBVC) và tiêu tiêu thụ năng lượng; (3) phương pháp
xác định đối tượng cải tiến và phương án cần cải tiến; (4) phương pháp tính chỉ số
mơi trường tích hợp dùng trong SXSH; (5) mơ hình tối ưu áp dụng chỉ số mơi
trường tích hợp để lựa chọn phương án thay thế trong SXSH. Các phương pháp này
đã được áp dụng cho nhà máy sản xuất tinh bột mì. Kết quả áp dụng tích hợp đã xây
dựng được 01 mơ hình thiết lập CBVC và tiêu thụ năng lượng, cách đánh giá và
tính tốn tiềm năng SXSH từ quản lý quá trình tốt hơn, 01 bộ cơ sở dữ liệu ban đầu
về các giải pháp cải tiến và 01 mơ hình và thuật tốn giải mơ hình để xác định

phương án giảm thiểu ô nhiễm cho nhà máy tinh bột mì. Nhìn chung các phương
pháp đã đề xuất là các phương pháp phân tích hệ thống hiệu quả cho chương trình
SXSH.


iv

ABSTRACT
Implementation of cleaner production (CP) programs provides many benefits
including operating costs reduction, raw material reduction, waste reduction and
risk reduction to humans and the environment, improved health and occupational
safety and adaptation to environmental protection regulations. Results obtained
from the implemented CP projects indicated that the awareness of CP was
improved, however, the CP concept had not been known or fully understood by all
industrial and service sectors and some of the CP expectations are not fully met as
well because of many barriers. The literature review showed that technical barriers
are considered in most articles as a significant barrier. In general, CP methodology
must be maintained and CP audits need to use systematic assessment tools to
improve effectiveness of CP programs. Thus, this study aims to develop and apply
new assessment methods into CP methodology to cope with those challenges in the
concerned problem about technical barriers in CP programs.The main findings of
this thesis are: (1) development of a Cleaner Production potential assessment
method for good housekeeping and better process control in Industrial Production;
(2) a method for establishment mass balance and energy consumption; (3) a method
for determination innovation objects and alternatives; (4) Development of an
integrated environmental assessment method for Cleaner Production Programs and
(5) an optimization mathematical model by applying an integrated environmental
indicator for selecting alternatives in Cleaner Production programs. These methods
are tested and proved in a cassava starch production plant. The results show that
these methods work excellently as systematic assessment tools for CP programs.

v

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN .......................................................................................................... ii
TÓM TẮT

.........................................................................................................iii

ABSTRACT

......................................................................................................... iv

MỤC LỤC

.......................................................................................................... v

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ........................................................................ xi
DANH MỤC BẢNG ..............................................................................................xiii
DANH MỤC HÌNH ............................................................................................... xvi
MỞ ĐẦU

.......................................................................................................... 1

1. SỰ CẦN THIẾT ................................................................................................1
2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU .............................................................................4
3. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU ..........................................................................4
4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .............................................................................5

5. TÍNH MỚI CỦA LUẬN ÁN.............................................................................6
6. Ý NGHĨA KHOA HỌC ....................................................................................7
7. Ý NGHĨA THỰC TIỄN ....................................................................................7
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ................................................................................. 8
1.1

TỔNG QUAN VỀ KHÁI NIỆM SẢN XUẤT SẠCH HƠN....................8

1.2
TỔNG QUAN VỀ QUY TRÌNH THỰC HIỆN SẢN XUẤT SẠCH
HƠN ......................................................................................................................9
1.3
HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT CỦA NGÀNH SẢN XUẤT TINH BỘT
KHOAI MÌ ...........................................................................................................13
1.3.1

Hiện trạng phân bố ............................................................................. 13


vi

1.3.2

Cơng nghệ, quy trình sản xuất tinh bột .............................................. 16

1.4
CÁC VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG CỦA NGÀNH SẢN XUẤT TINH
BỘT KHOAI MÌ .................................................................................................20
1.5
HIỆN TRẠNG ÁP DỤNG SẢN XUẤT SẠCH HƠN CỦA NGÀNH

TINH BỘT KHOAI MÌ ......................................................................................22
CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................... 25
2.1

TIẾN TRÌNH NGHIÊN CỨU .................................................................25

2.2

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỤ THỂ ...........................................26

2.2.1

Nội dung tổng quan ............................................................................ 26

2.2.2
Nội dung phát triển các phương pháp đánh giá cho các bước của quy
trình thực hiện SXSH ........................................................................................ 27
2.2.3

Nội dung áp dụng điển hình ............................................................... 28

2.2.3.1 Quy trình thực hiện .........................................................................28
2.2.3.2 Phương pháp đo đạt .........................................................................30
CHƯƠNG 3. ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG PHÁP ÁP DỤNG TRONG ĐÁNH
GIÁ SẢN XUẤT SẠCH HƠN ............................................................................... 34
3.1
ĐÁNH GIÁ CÁC RÀO CẢN TRONG SẢN XUẤT SẠCH HƠN VÀ
SỰ CẦN THIẾT PHẢI ÁP DỤNG CÁC CƠNG CỤ PHÂN TÍCH HỆ
THỐNG TRONG ĐÁNH GIÁ SẢN XUẤT SẠCH HƠN ...............................34
3.2

ĐÁNH GIÁ HẠN CHẾ CÁC CÔNG CỤ, PHƯƠNG PHÁP ÁP DỤNG
TRONG ĐÁNH GIÁ SẢN XUẤT SẠCH HƠN ...............................................39
3.2.1
hơn

Hiện trạng các phương pháp được đề xuất áp dụng trong sản xuất sạch
............................................................................................................ 39

3.2.2
Đánh giá về các hạn chế của các phương pháp, công cụ được áp dụng
trong sản xuất sạch hơn hiện nay ...................................................................... 39
3.3
ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG SẢN XUẤT
SẠCH HƠN TỪ QUẢN LÝ NỘI VI, KIỂM SOÁT TỐT HƠN QUÁ TRÌNH
SẢN XUẤT ...........................................................................................................41


vii

3.3.1
Sự cần thiết phải xây dựng phương pháp đánh giá tiềm năng sản xuất
sạch hơn từ quản lý nội vi, kiểm sốt tốt hơn q trình sản xuất ..................... 41
3.3.2
Đề xuất phương pháp đánh giá tiềm năng sản xuất sạch hơn từ quản lý
nội vi, kiểm soát tốt hơn quá trình sản xuất ...................................................... 45
3.4
ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP THIẾT LẬP CÂN BẰNG VẬT CHẤT
VÀ TIÊU THỤ NĂNG LƯỢNG ........................................................................49
3.4.1
Sự cần thiết xây dựng phương pháp thiết lập cân bằng vật chất và tiêu

thụ năng lượng .................................................................................................. 49
3.4.2
lượng

Phương pháp và trình tự xây dựng cân bằng vật chất và tiêu thụ năng
............................................................................................................ 51

3.4.3
lượng

Áp dụng điển hình trong thiết lập cân bằng vật chất và tiêu thụ năng
............................................................................................................ 52

3.5
ĐỀ XUẤT PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CÁC ĐỐI TƢỢNG CẦN
CẢI TIẾN VÀ CÁC PHƢƠNG ÁN THAY THẾ .............................................55
3.5.1
Sự cần thiết phát triển phương pháp xác định các đối tượng cần cải
tiến và các phương án thay thế ......................................................................... 55
3.5.2
Đề xuất phương pháp xác định xác định BAT và áp dụng trong xác
định các đối tượng cần cải tiến và các phương án thay thế .............................. 56
3.5.3

Áp dụng xác định BAT cho ngành sản xuất tinh bột ......................... 57

3.6
ĐỀ XUẤT CHỈ SỐ MƠI TRƢỜNG TÍCH HỢP TRONG ĐÁNH GIÁ
SẢN XUẤT SẠCH HƠN VÀ LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN THỰC HIỆN .....59
3.6.1

Sự cần thiết đề xuất chỉ số mơi trường tích hợp trong đánh giá sản
xuất sạch hơn .................................................................................................... 59
3.6.2
Đề xuất bộ các loại tác động môi trường và chỉ số mơi trường tích hợp
trong đánh giá sản xuất sạch hơn ...................................................................... 59
3.7
ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THAY THẾ
VÀ XÂY DỰNG KẾ HOẠCH THỰC HIỆN ...................................................62
3.7.1
Sự cần thiết đề xuất phương pháp lựa chọn phương án thay thế và xây
dựng kế hoạch thực hiện tối ưu......................................................................... 62


viii

3.7.2
Đề xuất mơ hình tốn tối ưu trong lựa chọn phương án thay thế và
thiết lập kế hoạch thực hiện sản xuất sạch hơn ................................................. 66
3.7.2.1 Đặt biến và các ký hiệu ...................................................................66
3.7.2.2 Phát biểu bài tốn ............................................................................66
3.7.2.3 Mơ hình hóa ....................................................................................68
CHƯƠNG 4. ÁP DỤNG TÍCH HỢP CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÃ ĐỀ XUẤT
TRONG ĐÁNH GIÁ SẢN XUẤT SẠCH HƠNCHO TRƯỜNG HỢPĐIỂN
HÌNH
........................................................................................................ 72
4.1
ÁP DỤNG TÍCH HỢP CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ SẢN
XUẤT SẠCH HƠN ĐÃ ĐỀ XUẤT CHO NHÀ MÁY HỒNG PHÁT ............72
4.1.1
máy

Áp dụng phương pháp thiết lập cân bằng vật chất đã đề xuất cho nhà
............................................................................................................ 73

4.1.2
Áp dụng bộ chỉ số mơi trường và chỉ số mơi trường tích hợp để đánh
giá hiện trạng tác động môi trường của nhà máy ............................................. 86
4.1.2.1 Độc tính đối với con người .............................................................86
4.1.2.2 Nóng lên tồn cầu ............................................................................87
4.1.2.3 Độc tính đối với thủy sinh ...............................................................88
4.1.2.4 Sự axit hóa .......................................................................................88
4.1.2.5 Hiện tượng phú dưỡng hóa ..............................................................89
4.1.2.6 Khả năng tạo ra ozon quang hóa .....................................................90
4.1.2.7 Xác định các chỉ số tác động môi trường của điện năng và tiêu thụ
nhiên liệu ........................................................................................................90
4.1.2.8 Tính tốn các chỉ số môi trường của nhà máy ................................92


ix

4.1.2.9 Chuẩn hóa số liệu và tính tốn chỉ số mơi trường tích hợp ............93
4.1.3
Áp dụng biểu đồ kiểm sốt đánh giá hiện trạng quản lý nội vi và tiềm
năng SXSH từ kiểm sốt tốt hơn q trình sản xuất ......................................... 95
4.1.4
Xác định các đối tượng cần cải tiến và phương án thay thế bằng cách
áp dụng BAT ................................................................................................... 102
4.1.5
Áp dụng mơ hình tốn để xác định các đối tượng và phương án giảm
thiểu tác động môi trường cho Nhà máy ........................................................ 108

4.1.5.1 Xác định các thông số đầu vào ......................................................108
4.1.5.2 Lập chương trình, giải và đánh giá kết quả ...................................111
4.2

KIỂM TRA KẾT QUẢ MƠ HÌNH ......................................................115

4.2.1

Bài tốn ............................................................................................ 115

4.2.2

Mơ hình hóa ..................................................................................... 116

4.2.3

Giải và đánh giá kết quả................................................................... 117

4.3
ĐỀ XUẤT CÁC BƢỚC THỰC HIỆN SẢN XUẤT SẠCH HƠN KHI
ÁP DỤNG MƠ HÌNH TỐI ƢU ........................................................................118
4.3.1

Đề xuất các bước thực hiện SXSH khi áp dụng mơ hình tối ưu ...... 118

4.3.2
Áp dụng các bước thực hiện sản xuất sạch hơn mới cho trường hợp
điển hình.......................................................................................................... 119
4.3.2.1 Điều chỉnh cập nhật cơ sở dữ liệu .................................................119
4.3.2.2 Phát triển thêm các đối tượng và phương án mới .........................120

4.3.2.3 Cập nhật cơ sở dữ liệu ...................................................................120
4.3.2.4 Chạy mơ hình và xác định phương án giảm thiểu cho chương trình
sản xuất sạch hơn mới ..................................................................................121


x

4.4
ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ÁP DỤNG TÍCH HỢP CÁC PHƯƠNG PHÁP
ĐÃ ĐỀ XUẤT SO VỚI CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐANG ÁP DỤNG HIỆN
NAY ..................................................................................................................122
KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ ................................................................................. 125
DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ .......................................... 128
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 131
PHỤ LỤC

...................................................................................................... 143


xi

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

-

BAT: Best Availble Technique – Kỹ thuật tốt nhất hiện có

-

BEP: Best Environmental Practice – Thực tiễn môi trường tốt nhất

-

BVMT: Bảo Vệ Môi Trường

-

BTNMT: Bộ Tài Nguyên và Môi Trường

-

BTB và DHMT: Bắc trung bộ và Duyên hải Miền trung

-

BREFs: Best Available Techniques Reference Document – Tài liệu tham
khảo Kỹ thuật tốt nhất hiện có

-

CBVC: Cân Bằng Vật Chất

-

CHP: Conbined Heat and Power – Đồng phát nhiệt điện

-

CP: Cleaner Production – Sản xuất sạch hơn

-

CPI: Cleaner Production in Industry Component – Hợp phần sản xuất sạch
hơn trong công nghiệp

-

CTR: Chất Thải Rắn

-

CTNH: Chất Thải Nguy Hại

-

DNTN: Doanh Nghiệp Tư Nhân

-

ĐBSCL: Đồng Bằng Sông Cửu Long

-

ĐBSH: Đồng Bằng Sông Hồng

-

ĐNB: Đông Nam Bộ

-

EDIP: Environmental Design of Industrial Products - Chương trình thiết kế
mơi trường của các sản phẩm công nghiệp

-

EMS: Environmental management system – Hệ thống quản lý môi trường

-

EPRO: Công ty cổ phần tư vấn EPRO

-

GWP: Global Warming Potential – Tiềm năng ấm lên tồn cầu

-

HDP: Hierarchical Dirichlet Process– Q trình Dirichlet thứ bậc

-

IPCC: Intergovernmental Panel on Climate Change - Ủy ban liên Chính phủ
về biến đổi khí hậu


xii

-

IPPC: The European Integrated Pollution Prevention and Control (IPPC)
Bureau – Cục kiểm sốt và ngăn ngừa ơ nhiễm tích hợp Châu Âu

-

IRR: Internal Rate of Return- Suất thu lợi nội tại

-

KHCN: Khoa học và cơng nghệ

-

KNK: Khí nhà kính

-

LCA: Life cycle analysis – Phân tích vịng đời sản phẩm

-

MCA: Multi Criteria Analysis - phân tích đa tiêu chí

-

NPV: Net Present Value - giá trị hiện tại

-

PE: Person of Equivalent - Người tương đương

-

QCVN: Quy Chuẩn Việt Nam

-

QLNV: Quản Lý Nội Vi

-

SXSH: Sản Xuất Sạch Hơn

-

XLNT: Xử Lý Nước Thải

-

TD và MNPB: Trung Du và Miền Núi Phía Bắc

-

TKNL: Tiết Kiệm Năng Lượng

-

TN: Tây Nguyên

-

TNHH: Trách Nhiệm Hữu Hạn

-

VNCPC: VietNam Cleaner Production Center – Trung tâm sản xuất sạch
Việt Nam


xiii

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1-1. Các phương pháp thực hiện SXSH[10] .....................................................9
Bảng 1-2. Nội dung các bước của chương trình thực hiện SXSH[5] .......................11
Bảng 1-3. Phân loại nhà máy sản xuất tinh bột theo loại hình sản xuất ...................15
Bảng 1-4. Phân bố cơ sở sản xuất tinh bột theo vị trí địa lý .....................................16
Bảng 1-5. Tính chất nước thải sản xuất tinh bột mì .................................................21
Bảng 2-1. Tính chất củ mì ........................................................................................33
Bảng 2-2. Hàm lượng cyanua [21] ...........................................................................33
Bảng 3-1. Hiện trạng áp dụng các phương pháp trong đánh giá SXSH của một số tổ
chức tại Việt Nam .....................................................................................................37
Bảng 3-2. Các trường hợp nằm ngồi vùng kiểm sốt [71] .....................................46
Bảng 3-3. Cách xác định tiềm năng SXSH từ QLNV tốt hơn ..................................48
Bảng 3-4. Hệ số dùng để chuẩn hóa số liệu - normalisation ....................................61
Bảng 3-5. Tiêu chí và trọng số được dùng để đánh giá chất thải [56] .....................63
Bảng 3-6. Cách phân loại mức độ ảnh hưởng mơi trường khi phân tích q trình ..64
Bảng 3-7. Đối tượng và phương án thay thế dạng tổng quát....................................67
Bảng 4-1. Tính chất nước thải sau hệ thống xử lý....................................................80
Bảng 4-2. Tính chất nước ngầm khai thác tại Nhà máy Hồng Phát .........................80
Bảng 4-3. Tính chất khí thải lị sấy nhanh (2 ống khói) ...........................................81

Bảng 4-4. Tính chất khí thải lị đốt ...........................................................................81
Bảng 4-5. Hiện trạng tiêu thụ nguyên, nhiên liệu của nhà máy ...............................82


xiv

Bảng 4-6. Tiêu thụ nước của các quá trình trong sản xuất .......................................83
Bảng 4-7. Tiềm năng độc con người của các hợp chất phát thải từ nhà máy tinh bột
...................................................................................................................................87
Bảng 4-8. Tiềm năng ấm lên toàn cầu của các chất nhà máy có phát thải ...............87
Bảng 4-9. Tiềm năng acid hóa của các chất nhà máy có phát thải ...........................89
Bảng 4-10. Tiềm năng phú dưỡng hóa của các chất nhà máy có phát thải ..............89
Bảng 4-11. Tiềm năngtạo ozon quang hóa của các chất nhà máy có phát thải ........90
Bảng 4-12. Hiện trạng sản xuất điện của Việt Nam [90] .........................................90
Bảng 4-13. Hệ số phát thải các chất khí chính từ quá trình sản xuất điện từ các loại
nhiên liệu khác nhau..................................................................................................91
Bảng 4-14. Tổng hợp hiện trạng các chỉ số mơi trường của nhà máy theo 11 nhóm
...................................................................................................................................92
Bảng 4-15. Hệ số chuẩn hóa số liệu .........................................................................93
Bảng 4-16. Giá trị các chỉ số mơi trường sau khi chuẩn hóa....................................94
Bảng 4-17. Giá trị các chỉ số môi trường trong trường hợp CTR được tái sử dụng 95
Bảng 4-18. Định mức tiêu thụ điện và nước của nhà máy .......................................96
Bảng 4-19. Đánh giá q trình sản xuất theo các ngun tắc ngồi vùng kiểm soát
...................................................................................................................................98
Bảng 4-20. Các giá trị phục vụ xác định tiềm năng giảm thiểu ...............................99
Bảng 4-21. Đối tượng cần cải tiến và các phương án thay thế ...............................105
Bảng 4-22. Các chỉ số môi trường của các đối tượng và phương án thay thế (ứng
với ngày có cơng suất trung bình 137 tấn sản phẩm/ngày) .....................................107
Bảng 4-23. Minh họa lời giải ..................................................................................112

xv

Bảng 4-24. Phương án tối ưu cho trường hợp giảm phát thải KNK và chỉ số mơi
trường tích hợp ........................................................................................................113
Bảng 4-25. Phương án tối ưu cho trường hợp giảm phát thải KNK và chỉ số mơi
trường tích hợp của lần cải tiến thứ 2 .....................................................................121
Bảng 4-26. Phân tích so sánh hiệu quả của một số phương pháp thực hiện SXSH
.................................................................................................................................123


xvi

DANH MỤC HÌNH
Hình 1-1. Diễn biến diện tích khoai mì của các vùng kinh tế[15] ...........................14
Hình 1-2. Diễn biến sản lượng khoai mì của các vùng kinh tế[16]..........................14
Hình 1-3. Diễn biến sản lượng khoai mì của các tỉnh[16] .......................................14
Hình 1-4. Quy trình sản xuất thủ cơng điển hình .....................................................17
Hình 1-5. Quy trình sản xuất tinh bột mì bán tự động điển hình .............................18
Hình 1-6. Quy trình sản xuất tinh bột mì hiện đại điển hình ....................................19
Hình 2-1. Tiến trình nghiên cứu của luận án ............................................................25
Hình 3-1. Cách chọn phương án và thiết lập kế hoạch thực hiện trong chương trình
SXSH truyền thống ...................................................................................................40
Hình 3-2. Sơ đồ P-graph cho quá trình [56] .............................................................42
Hình 3-3. Các trường hợp ngồi vùng kiểm sốt phổ biến ......................................47
Hình 3-4. Sơ đồ phân tích PINCH (hình minh hoạ) [74] .........................................50
Hình 3-5. Mơ hình cân bằng vật chất cho hộ sản xuất tinh bột gạo .........................53
Hình 3-6. Mơ hình cân bằng năng lượng cho nhà máy sản xuất cơm dừa nạo sấy
điển hình ....................................................................................................................54
Hình 3-7. Cách tiếp cận xác định BAT trong phù hợp với Việt Nam ......................56

Hình 3-8. Bài tốn nghiên cứu .................................................................................67
Hình 4-1. Xe xúc nguyên liệu vào phểu nạp ............................................................74
Hình 4-2. Thiết bị tách đất, cát bám vào khoai mì ...................................................74
Hình 4-3. Thiết bị rửa và tách vỏ .............................................................................74
Hình 4-4. Nạp khoai mì vào máy cắt bằng băng tải .................................................74


xvii

Hình 4-5. Thiết bị li tâm tách bã...............................................................................75
Hình 4-6. Thiết bị tách dịch ......................................................................................76
Hình 4-7. Hệ thống thu hồi tinh bột sau khi sấy (nóng) và sàng phân loại ..............76
Hình 4-8. Hệ thống địng gói và sản phẩm hồn thiện .............................................77
Hình 4-9. Sơ đồ quy trình cơng nghệ sản xuất tinh bột nhà máy Hồng Phát ...........78
Hình 4-10. Hiện trạng tiêu thụ nguyên vật liệu tại Nhà máy Hồng Phát. Các số liệu
trong các ô được tô cùng màu sẽ có cùng đơn vị. Các số liệu khác của quy trình có
đơn vị là tấn (trừ năng lượng). Sơ đồ rõ hơn xem Phụ lục 14. .................................84
Hình 4-11. Biểu đồ kiểm sốt tiêu thụ điện năng .....................................................97
Hình 4-12. Biểu đồ kiểm sốt tiêu thụ nước.............................................................97
Hình 4-13. Các vị trí rị rỉ nước tại các hệ thống li tâm tách bã và li tâm lọc ..........99
Hình 4-14. Biểu đồ kiểm sốt nước và điện theo giới hạn mới..............................101
Hình 4-15. Quy trình thực hiện SXSH khi áp dụng mơ hình tốn tối ưu...............119
Hình 4-16. Cơ sở dữ liệu sau khi cập nhật phương án cải tiến mới .......................121


1

MỞ ĐẦU
1. SỰ CẦN THIẾT
Tại Việt Nam từ năm 1989 đến nay, Chính phủ đã có các chính sách thúc đẩy,

triển khai vấn đề ngăn ngừa giảm thiểu ô nhiễm cơng nghiệp, sản xuất sạch hơn. Trong
đó phải kể đến một số hoạt động điển hình như: Đề ra chương trình sản xuất sạch hơn
phục vụ quản lý mơi trường doanh nghiệp (1989); Thành lập Trung tâm sản xuất sạch
Việt Nam (1998); Ký tuyên ngôn quốc tế về sản xuất sạch (1999); Ban hành kế hoạch
hành động quốc gia về sản xuất sạch hơn (2002), Ban hành Quyết định 256/QĐ-CP về
phê duyệt chiến lược bảo vệ môi trường quốc gia (2003), Ban hành nghị quyết 41/CTTW về tăng cường công tác bảo vệ môi trường quốc gia trong thời kỳ đẩy mạnh cơng
nghiệp hóa – hiện đại hóa (2004). Để thúc đẩy SXSH, Chính phủ ban hành Quyết định
số 1419/QĐ-TTg phê duyệt “Chiến lƣợc sản xuất sạch hơn trong công nghiệp đến
năm 2020”. Theo chiến lược này, mục tiêu Chính phủ đặt ra trong giai đoạn từ nay đến
năm 2020, 50% cơ sở áp dụng sản xuất sạch hơn, tiết kiệm được từ 8-13% mức tiêu thụ
năng lượng, nguyên liệu, nhiêu liệu, vật liệu; 90% doanh nghiệp vừa và lớn có bộ phận
chuyên trách về sản xuất sạch hơn; 90% các Sở Cơng thương có cán bộ chun trách đủ
năng lực hướng dẫn áp dụng sản xuất sạch hơn cho các cơ sở sản xuất công nghiệp.
Sau khi hợp phần CPI kết thúc, để tiếp tục mục tiêu thực hiện SXSH đã đặt ra
của chiến lược SXSH, Bộ Công thương đã duyệt Đề án thực hiện Chiến lược sản xuất
sạch hơn trong công nghiệp đến năm 2020 (quyết định số 4135/QĐ-BCT ngày
21/6/2013 của Bộ trưởng BCT). Quyết định này đã duyệt 4 đề án nhằm đẩy mạnh
thực hiện SXSH trong công nghiệp tại Việt Nam: Đề án số 1 - Nâng cao nhận thức
và năng lực áp dụng sản xuất sạch hơn trong công nghiệp; Đề án số 2 - Xây dựng
và vận hành cơ sở dữ liệu và trang thông tin điện tử về sản xuất sạch hơn trong công
nghiệp; Đề án số 3 - Hỗ trợ kỹ thuật về áp dụng sản xuất sạch hơn tại các cơ sở sản
xuất cơng nghiệp; Đề án số 4 - Hồn thiện mạng lưới các tổ chức hỗ trợ sản
xuất sạch hơn trong cơng nghiệp. Trong đó tại mục III nội dung đề án 2 nêu rõ sự
cần thiết phải: “Xây dựng, cập nhật và hoàn thiện các cơ sở dữ liệu về sản xuất sạch
hơn, cơ sở dữ liệu hỗ trợ việc thực hiện sản xuất sạch hơn:…. Cơ sở dữ liệu về các


2

công nghệ tốt nhất - BAT và thực hành môi trường tốt nhất (BEP)….”; tại mục

III nội dung đề án số 3: “- Xây dựng hướng dẫn kỹ thuật sản xuất sạch hơn: Hướng
dẫn áp dụng sản xuất sạch hơn cho các ngành công nghiệp và các quy mô công
nghiệp khác nhau; Hướng dẫn kỹ thuật tích hợp sản xuất sạch hơn với các công cụ
quản lý môi trường, các công cụ quản lý khác tại doanh nghiệp; Hƣớng dẫn kỹ
thuật đánh giá sản xuất sạch hơn; Hướng dẫn kỹ thuật xây dựng báo cáo đánh giá
sản xuất sạch hơn; Hướng dẫn kỹ thuật áp dụng công nghệ sản xuất sạch hơn; Và
các hướng dẫn kỹ thuật sản xuất sạch hơn có liên quan khác. Phổ biến các
hƣớng dẫn kỹ thuật sản xuất sạch hơn tới các đối tƣợng có liên quan;”
Ngồi ra vai trị của SXSH cịn được khẳng định trong Chiến lược quốc gia về
tăng trưởng xanh thời kỳ 2011- 2020 và tầm nhìn đến 2050 (cụ thể là quyết định số
1393/QĐ-TTg ngày 25 tháng 09 năm 2012). Mục tiêu của chiến lược này xác định
rõ: “tiến tới nền kinh tế các-bon thấp, làm giàu vốn tự nhiên trở thành xu hướng
chủ đạo trong phát triển kinh tế bền vững; giảm phát thải và tăng khả năng hấp thụ
khí nhà kính dần trở thành chỉ tiêu bắt buộc và quan trọng trong phát triển kinh tế
- xã hội”. Đồng thời xanh hoá sản xuất là một trong những nhiệm vụ chiến lược
hàng đầu và áp dụng sản xuất sạch hơn và sử dụng hiệu quả tài nguyên theo Chiến
lược sản xuất sạch hơn trong công nghiệp đến năm 2020 và Chương trình đổi mới
cơng nghệ quốc gia đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt là một trong những
giải pháp chủ đạo. Hơn nữa việc cải tiến quá trình sản xuất nhằm sử dụng hiệu quả
tài nguyên và giảm thiểu phát thải sẽ tạo điều kiện cho các doanh nghiệp đáp ứng
được các yêu cầu của các tiêu chuẩn quốc tế như ISO 14000, đáp ứng các tiêu chí
nhãn sinh thái, nhãn xanh,…sẽ tạo lợi thế cạnh tranh cho sản phẩm Việt Nam khi
xuất khẩu, nhất là thị trường Châu Âu, Mỹ,...Các văn bản cho thấy SXSH là chiến
lược phát triển công nghiệp của Việt Nam trong thời gian tới và các hướng dẫn kỹ
thuật đánh giá SXSH là một nội dung quan trọng góp phần thực hiện chiến lược
này.
Để phổ biến SXSH đến rộng rãi các đối tượng, trong thời gian qua đã có nhiều
dự án điển hình về SXSH như sau: Hợp phần sản xuất sạch hơn trong công nghiệp;

3

Dự án quản lý nhà nước về môi trường cấp tỉnh tại Việt Nam; Thiết lập hệ thống
sản xuất bền vững các sản phẩm song mây tại Lào, Campuchia, Việt Nam; Sản xuất
và Thương mại xanh tăng cơ hội việc làm và thu nhập cho người nghèo; Áp dụng
phương pháp kỹ thuật tốt nhất hiện có – BAT và kinh nghiệm quản lý mơi trường
tốt nhất (BEP) để trình diễn giảm phát thải các chất ơ nhiễm hữu cơ khó phân hủy
phát sinh không chủ định (U-POPs) từ ngành công nghiệp Việt Nam; Xúc tiến sử
dụng hiệu quả tài nguyên cho doanh nghiệp vừa và nhỏ; Giảm thiểu chất thải công
nghiệp theo hướng low carbon; Dự án SPIN-e (www.vncpc.org); Dự án “Áp dụng
công nghệ sản xuất sạch hơn cho các hộ chế biến tinh bột sắn” ở Bình Định (thuộc
chương trình SEMLA). Các dự án đã triển khai cho thấy được sự quan tâm của
Nhà nước, của quốc tế đến chiến lược SXSH, ngăn ngừa ô nhiễm của Việt Nam góp
phần nâng cao nhận thức về SXSH trong các lĩnh vực.
Triển khai SXSH ở trên thế giới cũng như Việt Nam đã mang lại nhiều lợi ích
cho doanh nghiệp như giảm chi phí vận hành, góp phần đáp ứng u cầu pháp luật
về BVMT, tạo hình ảnh tốt cho doanh nghiệp, giảm nguyên liệu, giảm chất thải và
giảm rủi ro, tăng an tồn đối với mơi trường và xã hội [1, 2]. Tuy nhiên hiệu quả
triển khai chương trình SXSH chưa thực sự cao do gặp nhiều rào cản như rào cản
trong đó ráo cản về phương pháp đánh giá được xem là một rào cản quan trọng ảnh
hưởng đến sự chính xác của đánh giá SXSH[3]. Do vậy vấn đề đặt ra là: Các
phương pháp nào phù hợp để áp dụng trong các bước của quy trình thực hiện SXSH
để nâng cao hiệu quả đánh giá, cụ thể:
-

Phương pháp nào phù hợp với đánh giá tiềm năng SXSH từ quản lý nội vi và
kiểm sốt tốt hơn q trình sản xuất?

-

Làm thế nào để đánh giá tích hợp các tác động môi trường để làm cơ sở so
sánh, đánh giá giữa các đối tượng và phương án khác nhau để giúp xác định
trọng tâm SXSH, xác định phương án tốt nhất?

-

Làm thế nào để có thể xác định các đối tượng cần cải tiến và phương án cải
tiến trong trường hợp có nhiều đối tượng và mỗi đối tượng có nhiều phương
án thay thế tốt nhất ứng với nguồn lực của doanh nghiệp cần đánh giá?


4

Các câu hỏi trên là cơ sở để đặt ra mục tiêu nghiên cứu của luận án cũng như
việc đề xuất nội dung nghiên cứu tương ứng để đạt được mục tiêu nghiên cứu của
luận án để trả lời cho các câu hỏi đặt ra trong các vấn đề kể trên. Do vậy cần thiết
phải có nghiên cứu tổng quát về hiệu quả của các phương pháp đánh giá được áp
dụng trong SXSH, và trên cơ sở đó đề xuất hoặc phát triển các phương pháp phù
hợp áp dụng trong chương trình đánh giá SXSH, góp phần khắc phục rào cản về
phương pháp đánh giá đã được nhận diện bởi nhiều tác giả trên thế giới.
2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Trên cơ sở phân tích tổng quan nghiên cứu, mục tiêu của luận án này là: Phát
triển và áp dụng được các phương pháp đánh giá phù hợp trong quy trình thực hiện
SXSH hướng đến khắc phục các rào cản kỹ thuật trong chương trình thực hiện
SXSH và thử nghiệm áp dụng các phương pháp đó vào một trường hợp nghiên cứu
điển hình.
3. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
Đối tượng nghiên cứu của luận án này là các phương pháp đánh giá SXSH từ
sơ bộ đến chi tiết (từ bước 1 đến bước 4 của quy trình thực hiện SXSH). Ngành
cơng nghiệp nghiên cứu điển hình là ngành sản xuất tinh bột khoai mì (Lý do chọn

đối tượng nghiên cứu điển hình: Tác động môi trường của ngành này cao: 01 nhà
máy sản xuất tinh bột mì có lượng nước sử dụng tương đương 10 – 30m3/tấn sản
phẩm; chất thải rắn từ 10 -15% khối lượng khoai mì; các thành phần ơ nhiễm trong
chất thải sản xuất tinh bột khoai mì cũng cao và khó xử lý như COD, cyanua, P,
N.Ngồi ra ngành sản xuất tinh bột khoai mì đã được tiếp cận SXSH thơng qua
chương trình, dự án lớn (thuộc hợp phần CPI). Đồng thời phương pháp thực hiện
SXSH áp dụng cho các nhà máy của ngành này của các tổ chức hàng đầu Việt nam
và được thể hiện trong các báo cáo đánh giá SXSH chi tiết. Do vậy nghiên cứu này
chọn nhà máy ngành sản xuất tinh bột khoai mì làm đối tượng nghiên cứu điển hình
trong áp dụng tích hợp các phương pháp đánh giá đã đề xuất để so sánh với các
phương pháp hiện hữu).


5

4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Với mục tiêu đã đặt ra, các nội dung chính của luận án cần thực hiện như sau:
a) Tổng quan nghiên cứu
-

Tổng quan về SXSH.

-

Tổng quan ngành sản xuất tinh bột.

b) Đề xuất và phát triển các phương pháp áp dụng cho các bước trong quy
trình thực hiện SXSH
Mục tiêu của nội dung này là đề xuất phương pháp để cao hiệu quả đánh giá
SXSH, nội dung gồm:

-

Phương pháp đánh giá tiềm năng SXSH từ kiểm sốt q trình.

-

Phương pháp chỉ số mơi trường tích hợp.

-

Phương pháp xây dựng mơ hình mục tiêu và hệ thống hỗ trợ lựa chọn giải
pháp/phương án triển khai.

c) Áp dung tích hợp các phương pháp đã đề xuất cho cơ sở sản xuất tinh bột
điển hình
-

Hiện trạng cơ sở.

-

Xác định phát thải, tiêu thụ nguyên vật liệu, năng lượng.

-

Đánh giá tiềm năng SXSH-TKNL bằng cách áp dụng tích hợp các phương
pháp đã phát triển.

d) Đề xuất quy trình thực hiện SXSH mới khi áp dụng mơ hình tối ưu
-

Đề xuất quy trình thực hiện SXSH mới.

-

Áp dụng cho trường hợp điển hình.

-

Đánh giá so sánh với các phương pháp khác.