Khóa luận tốt nghiệp môi trường đánh giá hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy và đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm

Khóa luận tốt nghiệp nghiên cứu tốt nghiệp môi trường đánh giá hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy và đề xuất giải pháp, vận dụng lý thuyết vào thực tế, đề xuất giải pháp

• Tác giả: Nguyễn Văn Đạt
• Trường học: Trường Đại học Dân lập Hải Phòng
• Chuyên ngành: Môi trường học
• Đề tài: Đánh giá hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy và đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp
• Địa điểm: Hải Phòng

Mục lục chi tiết

• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP GIẤY Ở VIỆT NAM
• 1.1. Vài nét về ngành công nghiệp giấy ở Việt Nam
• 1.1.1. Lịch sử hình thành và phát triển
• 1.1.2. Hiện trạng sản xuất và tiêu thụ giấy
• 1.1.3. Xu thế phát triển công nghệ sản xuất ngành công nghiệp giấy
• 1.2. Sản phẩm ngành công nghiệp giấy
• 1.3. Quy trình công nghệ trong sản xuất bột giấy và giấy
• 1.3.1. Chuẩn bị phối liệu thô
• 1.3.2. Sản xuất bột
• 1.3.3. Chuẩn bị phối liệu bột
• 1.3.4. Khu vực phụ trợ
• 1.3.5. Thu hồi hóa chất
• 1.4. Triển vọng ngành giấy Việt Nam
• 1.4.1. Nhu cầu tiêu thụ
• 1.4.2. Năng lực sản xuất bột giấy và giấy
• 2. CHƯƠNG II: HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG NGÀNH CÔNG NGHIỆP GIẤY
• 2.1. Phân loại doanh nghiệp sản xuất bột giấy và giấy
• 2.1.1. Theo trình độ trang thiết bị
• 2.1.2. Theo phương pháp công nghệ
• 2.1.3. Theo quy mô sản xuất
• 2.1.4. Theo loại hình sản xuất
• 2.2. Nguyên liệu, nhiên liệu, hóa chất trong sản xuất bột giấy và giấy
• 2.3. Nguồn nước cấp
• 2.4. Hóa chất, thuốc tẩy
• 2.5. Hiện trạng môi trường trong ngành giấy Việt Nam
• 2.5.1. Hiện trạng môi trường nước
• 2.5.2. Hiện trạng môi trường không khí
• 2.5.3. Hiện trạng môi trường đất và chất thải rắn
• 2.6. Nguyên nhân gây tình trạng ô nhiễm môi trường trong ngành giấy
• 2.6.1. Do thành phần nguyên liệu và công nghệ sản xuất
• 2.6.2. Do quy mô
• 2.6.3. Do yếu tố con người và công tác quản lý môi trường
• 3. CHƯƠNG III: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC Ô NHIỄM TRONG NGÀNH CÔNG NGHIỆP GIẤY
• 3.1. Triển khai các giải pháp áp dụng sản xuất sạch hơn trong ngành giấy
• 3.2. Giải pháp khắc phục ô nhiễm môi trường
• 3.2.1. Giải pháp cải thiện môi trường nước
• 3.2.2. Giải pháp cải thiện môi trường không khí
• 3.2.3. Giải pháp cải thiện môi trường đất
• 3.3. Biện pháp quản lý
• 3.4. Đảm bảo vệ sinh và an toàn lao động
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về ngành công nghiệp giấy ở Việt Nam

Ngành giấy là một trong những ngành công nghiệp lâu đời tại Việt Nam, bắt đầu từ thế kỷ thứ 3. Qua nhiều giai đoạn phát triển, ngành này đã chuyển từ sản xuất thủ công sang công nghiệp hóa. Hiện nay, ngành giấy đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế, cung cấp các sản phẩm thiết yếu như giấy viết, giấy in, và giấy bao bì. Tuy nhiên, sản lượng sản xuất trong nước chỉ đáp ứng được khoảng 64% nhu cầu tiêu thụ, phần còn lại phải nhập khẩu. Công nghiệp giấy cũng đối mặt với nhiều thách thức về công nghệ lạc hậu và quy mô sản xuất nhỏ so với khu vực và thế giới.

1.1 Lịch sử hình thành và phát triển

Ngành giấy tại Việt Nam có lịch sử hình thành từ năm 284, với phương pháp sản xuất thủ công. Đến năm 1912, nhà máy sản xuất bột giấy đầu tiên bằng phương pháp công nghiệp được xây dựng tại Việt Trì. Trong thập niên 1960, nhiều nhà máy giấy được xây dựng nhưng có quy mô nhỏ. Năm 1982, Nhà máy giấy Bãi Bằng đi vào hoạt động với công suất lớn, đánh dấu bước phát triển vượt bậc của ngành giấy. Từ năm 2000 đến 2006, sản lượng giấy tăng trung bình 11%/năm, nhưng vẫn chưa đáp ứng đủ nhu cầu tiêu thụ.

1.2 Hiện trạng sản xuất và tiêu thụ giấy

Năm 2008, năng lực sản xuất bột giấy của Việt Nam đạt 470.000 tấn/năm, đứng thứ 5 Đông Nam Á. Tuy nhiên, quy mô sản xuất của các doanh nghiệp ngành giấy vẫn nhỏ, chỉ bằng 24,5% quy mô bình quân của Châu Á. Nhu cầu tiêu thụ giấy tăng mạnh, đạt trên 1 triệu tấn/năm, nhưng sản xuất trong nước chỉ đáp ứng được một phần. Các sản phẩm như giấy in báo, giấy viết, và giấy bao bì vẫn phải nhập khẩu do công nghệ lạc hậu và máy móc cũ.

II. Hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy

Ô nhiễm môi trường trong ngành giấy là vấn đề nghiêm trọng, đặc biệt là nước thải, khí thải, và chất thải rắn. Quá trình sản xuất giấy sử dụng nhiều hóa chất và nước, dẫn đến lượng lớn chất thải độc hại. Hiện trạng môi trường nước, không khí, và đất đều bị ảnh hưởng nặng nề. Nguyên nhân chính gây ô nhiễm môi trường bao gồm công nghệ sản xuất lạc hậu, quy mô sản xuất nhỏ, và công tác quản lý môi trường chưa hiệu quả.

2.1 Hiện trạng môi trường nước

Hiện trạng môi trường nước trong ngành giấy bị ô nhiễm nghiêm trọng do lượng lớn nước thải chứa hóa chất từ quá trình tẩy trắng và sản xuất bột giấy. Các chất độc hại như clo, dioxit clo, và lignin gây ảnh hưởng đến hệ sinh thái và sức khỏe con người. Việc xử lý nước thải chưa triệt để dẫn đến tình trạng ô nhiễm nguồn nước mặt và nước ngầm.

2.2 Hiện trạng môi trường không khí

Quá trình sản xuất giấy phát thải nhiều khí độc hại như SO2, NOx, và bụi từ các lò hơi và máy nghiền. Hiện trạng môi trường không khí xung quanh các nhà máy giấy thường bị ô nhiễm nặng, ảnh hưởng đến sức khỏe người lao động và cộng đồng dân cư. Các biện pháp kiểm soát khí thải chưa được áp dụng hiệu quả, dẫn đến tình trạng ô nhiễm kéo dài.

III. Giải pháp khắc phục ô nhiễm trong ngành công nghiệp giấy

Để giảm thiểu ô nhiễm môi trường, cần áp dụng các giải pháp khắc phục hiệu quả, bao gồm cải tiến công nghệ, quản lý chất thải, và sử dụng năng lượng tái tạo. Xử lý ô nhiễm nước, không khí, và đất cần được ưu tiên hàng đầu. Các biện pháp quản lý môi trường và đảm bảo an toàn lao động cũng cần được triển khai đồng bộ.

3.1 Giải pháp cải thiện môi trường nước

Các giải pháp khắc phục ô nhiễm nước bao gồm áp dụng công nghệ xử lý nước thải tiên tiến, sử dụng hóa chất thân thiện với môi trường, và tái sử dụng nước trong quá trình sản xuất. Việc thu hồi và tái chế hóa chất từ nước thải cũng giúp giảm thiểu lượng chất thải độc hại ra môi trường.

3.2 Giải pháp cải thiện môi trường không khí

Để giảm thiểu ô nhiễm môi trường không khí, cần lắp đặt hệ thống lọc bụi và khí thải hiệu quả tại các nhà máy giấy. Sử dụng nhiên liệu sạch và năng lượng tái tạo cũng giúp giảm phát thải khí độc hại. Các biện pháp kiểm soát khí thải cần được thực hiện nghiêm ngặt để đảm bảo chất lượng không khí xung quanh.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Ngành công nghiệp giấy và bột giấy giữ vị trí thiết yếu trong lĩnh vực sản xuất hàng tiêu dùng tại Việt Nam, phục vụ trực tiếp cho các hoạt động giáo dục, văn hóa, xã hội và làm nguyên liệu phụ trợ cho nhiều ngành sản xuất khác. Đồng thời, đây còn là ngành kinh tế góp phần chuyển dịch cơ cấu và xóa đói giảm nghèo tại các vùng nguyên liệu lâm nghiệp. Tuy nhiên, quy trình sản xuất giấy sử dụng khối lượng lớn tài nguyên nước, hóa chất vô cơ, năng lượng và xả thải lượng lớn chất ô nhiễm dạng lỏng, khí và rắn vào môi trường tự nhiên.

Đề tài khóa luận tốt nghiệp "Đánh giá hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy ở Việt Nam và đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm" do sinh viên Nguyễn Văn Đạt (ngành Môi trường, Trường Đại học Dân lập Hải Phòng) thực hiện nhằm giải quyết các nhiệm vụ nghiên cứu sau:

1. Tổng quan lịch sử hình thành, quy trình công nghệ, năng lực sản xuất và tiêu thụ của ngành công nghiệp giấy tại Việt Nam.
2. Khảo sát, phân loại doanh nghiệp và phân tích định lượng hiện trạng ô nhiễm môi trường nước, không khí, đất và chất thải rắn từ các nhà máy giấy.
3. Xác định các nguyên nhân cốt lõi dẫn đến tình trạng ô nhiễm trong ngành.
4. Đề xuất hệ thống giải pháp tổng thể bao gồm áp dụng sản xuất sạch hơn (SXSH), các quy trình kỹ thuật xử lý cuối đường ống và các biện pháp quản lý môi trường, an toàn lao động.

Phạm vi nghiên cứu của đề tài bao quát hiện trạng ngành giấy Việt Nam giai đoạn 2000–2008, dự báo phát triển đến năm 2015, tập trung dữ liệu phân tích tại các nhà máy lớn như Công ty Giấy Bãi Bằng, Công ty Giấy Tân Mai, Công ty Giấy Đồng Nai, Nhà máy Giấy Việt Trì, Nhà máy Giấy Thiên Chiều và các cơ sở sản xuất tại lưu vực sông Cầu, sông Hậu, làng nghề Phong Khê (Bắc Ninh).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận dựa trên các cơ sở lý thuyết hóa - lý và công nghệ môi trường công nghiệp:

• Cơ sở công nghệ sản xuất: Cấu trúc thành phần hóa học của nguyên liệu thực vật (xenluloza, hemixenluloza, liên kết polyme lignin); các phản ứng phân tách lignin bằng phương pháp kiềm (xút NaOH, sunphat) và axit (sunphit, bisunphit); quy trình tẩy trắng bột giấy bằng hợp chất clo (Cl2, ClO2, NaOCl) và peroxit hydro (H2O2); chu trình thu hồi hóa chất dịch đen – dịch xanh – dịch trắng (xút hóa bùn vôi CaCO3).
• Khung tiếp cận giảm thiểu ô nhiễm: Khái niệm và phương pháp luận Sản xuất sạch hơn (Cleaner Production) do Chương trình Môi trường Liên Hợp Quốc (UNEP) và Hợp phần Sản xuất sạch hơn trong công nghiệp (CPI) ban hành.
• Hệ thống quy chuẩn và tiêu chuẩn pháp lý:
  • QCVN 12:2008/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp giấy và bột giấy.
  • QCVN 08:2008/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt.
  • TCVN 5939-2005: Tiêu chuẩn khí thải công nghiệp đối với bụi và các chất vô cơ.
  • TCVN 5937-2005: Tiêu chuẩn chất lượng không khí xung quanh.
  • TCVN 5872: Tiêu chuẩn xây dựng về nước thải khu vệ sinh.
  • Thông tư số 12/2006/TT-BTNMT ngày 26/12/2006 của Bộ Tài nguyên và Môi trường về quản lý chất thải nguy hại.

Phương pháp nghiên cứu bao gồm:

• Phương pháp điều tra, thu thập và thống kê số liệu thứ cấp từ Hiệp hội Giấy và Bột giấy Việt Nam, Tạp chí Công nghiệp Giấy, Sở Tài nguyên và Môi trường các địa phương.
• Phương pháp đánh giá cân bằng vật chất và dòng thải theo chu trình sản xuất (nguyên liệu, năng lượng, hóa chất đầu vào và chất thải đầu ra trên một đơn vị sản phẩm).
• Phương pháp so sánh, đối chiếu số liệu quan trắc hóa lý (pH, TSS, COD, BOD5, Coliform, H2S, SO2, CO, bụi, kim loại nặng Pb, Cd, As, Hg) với các tiêu chuẩn, quy chuẩn môi trường quốc gia.

Nội dung chính theo từng chương

Chương I: Tổng quan về ngành công nghiệp giấy ở Việt Nam

Chương I trình bày lịch sử hình thành ngành giấy từ năm 284 (thủ công) đến dấu mốc công nghiệp đầu tiên năm 1912 tại Việt Trì (công suất 4.000 tấn/năm), giai đoạn mở rộng thập niên 1960 (Đồng Nai, Vạn Điểm, Tân Mai), năm 1982 với Nhà máy Giấy Bãi Bằng (công suất 53.000 tấn bột/năm và 55.000 tấn giấy/năm do Thụy Điển tài trợ).

Về hiện trạng sản xuất và tiêu thụ:

• Năm 2008, năng lực sản xuất bột giấy của Việt Nam đạt 470.000 tấn/năm (chiếm 2,7% Đông Nam Á, 0,47% Châu Á, 0,09% thế giới, đứng thứ 5 khu vực); năng lực sản xuất giấy đạt 569.000 tấn/năm (chiếm 4,7% Đông Nam Á, 0,31% Châu Á, 0,08% thế giới, đứng thứ 4 khu vực).
• Quy mô bình quân của doanh nghiệp Việt Nam rất nhỏ, đạt 2.500 tấn giấy/năm/cơ sở (bằng 67,6% bình quân Đông Nam Á, 24,5% Châu Á và 8,4% thế giới). Tiêu thụ bình quân đầu người của Việt Nam năm 2008 đạt khoảng 20,7 kg/người/năm (thấp hơn mức 50,7 kg của Châu Á và 70 kg của thế giới).

Chỉ tiêu năng lực ngành giấy (Năm 2008)	Việt Nam	Đông Nam Á	Tỷ trọng VN/ĐNA (%)
Năng lực sản xuất bột giấy (1.000 tấn/năm)	470	17.407	2,70%
Năng lực sản xuất giấy (1.000 tấn/năm)	569	12.106	4,70%
Tiêu thụ bột giấy (1.000 tấn/năm)	463	12.184	3,80%
Tiêu thụ giấy (1.000 tấn/năm)	570	17.812	3,20%
Quy mô sản xuất giấy bình quân (tấn/năm/DN)	2.500	3.698	67,60%

Quy trình sản xuất bột giấy và giấy bao gồm 6 công đoạn kỹ thuật chính:

1. Chuẩn bị nguyên liệu thô: Băm chặt gỗ, tre, nứa thành mảnh kích thước 15–35 mm hoặc phân loại tạp chất từ giấy phế liệu.
2. Sản xuất bột: Nấu nguyên liệu bằng NaOH (10–14% khối lượng nguyên liệu) ở nhiệt độ và áp suất cao trong 8 giờ, tỷ lệ rắn/lỏng 1:3 đến 1:4; rửa bột tách dịch đen trong 5–6 giờ; sàng lọc ly tâm; tẩy trắng 3 giai đoạn truyền thống (clo hóa bằng Cl2, hòa tan kiềm hóa, tẩy bằng hypochlorite).
3. Chuẩn bị phối liệu bột: Phối trộn bột tẩy với phụ gia (nhựa thông, phèn, chất độn CaCO3, cao lanh, phẩm màu, chất tăng trắng quang học), nghiền đĩa và hồ keo.
4. Xeo giấy: Đưa dịch bột qua phần lưới (tách nước bằng trọng lực và chân không), phần ép cuốn cơ học (nâng độ khô lên 50%), và sấy nhiệt gián tiếp bằng hơi (đạt độ khô 94%).
5. Khu vực phụ trợ: Nồi hơi đốt than/dầu (công suất 3–10 tấn hơi/giờ, áp suất hơi 10 kg/cm2), mạng phân phối hơi, trạm cấp nước (định mức tiêu thụ 150–300 m3 nước/tấn giấy).
6. Thu hồi hóa chất: Bay hơi cô đặc dịch đen, đốt trong lò thu hồi tạo dịch nấu chảy (dịch xanh chứa Na2CO3), sau đó kiềm hóa bằng Ca(OH)2 để tái tạo dung dịch NaOH (dịch trắng) và bùn vôi CaCO3 nung tuần hoàn thành CaO.

Chương II: Hiện trạng môi trường ngành công nghiệp giấy Việt Nam

Tác giả phân loại cơ sở sản xuất theo 4 tiêu chí: trình độ thiết bị (tiên tiến, trung bình chiếm 23,7% bột/25,5% giấy, lạc hậu chiếm 27% bột/37,9% giấy); phương pháp công nghệ (nấu axit sunphit/bisunphit; nấu kiềm xút/sunphat; cơ học GW/TMP/CTMP); quy mô (lớn >10.000 tấn/năm có 4 cơ sở, trung bình 1.000–10.000 tấn/năm có 32 cơ sở, nhỏ <1.000 tấn/năm); và loại hình phân bố (Khu vực 1: Bãi Bằng, Tân Mai, Đồng Nai; Khu vực 2: 6 cơ sở thuộc Tổng công ty Giấy; Khu vực 3: doanh nghiệp địa phương, tư nhân, làng nghề).

Thống kê cho thấy chỉ khoảng 10% trong số gần 500 doanh nghiệp sản xuất giấy đạt quy chuẩn môi trường. Tải lượng phát thải bình quân toàn ngành trên 1 tấn sản phẩm gồm: 823 kg chất thải rắn, 225 m3 nước thải và 29.100 m3 khí thải.

Cơ sở sản xuất	Chất thải rắn (kg/tấn giấy)	Nước thải (m3/tấn giấy)	Khí thải (m3/tấn giấy)
Giấy Bãi Bằng	2.000	250	36.000
Giấy Tân Mai	250	200	10.000
Giấy Đồng Nai	310	280	14.300
Giấy Việt Trì	970	430	29.500
Các nhà máy giấy TW khác	730	285	14.100
Các nhà máy giấy địa phương	400	125	25.100
Toàn ngành bình quân	823	225	29.100

Phân tích hiện trạng môi trường cụ thể:

• Môi trường nước: Nước thải có pH kiềm tính cao (9–11), nồng độ ô nhiễm hữu cơ lớn. Dịch đen chiếm 50–80% tổng tải lượng hữu cơ (COD xấp xỉ 50.000 mg/l; sản xuất 1 tấn bột thải ra 10 tấn dịch đen). Nước thải tẩy trắng chiếm 50–75% tổng lượng nước xả và 80–95% lượng ô nhiễm độc hại (chứa hợp chất chlorolignin, dẫn xuất clo hữu cơ TOCl, AOX).

Chỉ tiêu phân tích	Giấy Thiên Chiều	Giấy Bãi Bằng	Giấy Tân Mai	Giấy Việt Trì	QCVN 12:2008/BTNMT
pH	6,11	7,64	6,54	7,10	5,5 – 9,0
TSS (mg/l)	255	224	278	264	132
COD (mg/l)	1.044	965	998	986	264
BOD5 (mg/l)	318	289	301	305	66
Coliform (MPN/100ml)	4 x 10^4	3 x 10^4	4 x 10^4	5 x 10^4	5.000
Clo dư (mg/l)	< 0,8	0,5	< 0,7	< 0,9	2,0

Tại nguồn tiếp nhận nước mặt (so với QCVN 08:2008/BTNMT), TSS vượt 1,6–1,7 lần, COD vượt 3,3–3,95 lần, BOD5 vượt hơn 4 lần.

• Môi trường không khí: Phát sinh khí mùi lưu huỳnh dạng khử (TRS gồm H2S, methyl mercaptan, dimethyl sulphide) từ nồi nấu và tháp phóng bột; khí clo rò rỉ tại khu tẩy trắng; khí SO2 và bụi từ lò hơi. Kết quả phân tích khói lò hơi đốt than cho thấy nồng độ H2S đạt 54–61 mg/m3 (vượt 9–10 lần ngưỡng quy định 2–6 mg/m3 theo TCVN 5939-2005), nồng độ bụi đạt 850–900 mg/m3 (vượt hơn 2 lần tiêu chuẩn 400 mg/m3). Ngược lại, chất lượng không khí xung quanh nhà xưởng (CO, SO2, NO2, bụi lơ lửng, độ ồn) cơ bản nằm trong giới hạn TCVN 5937-2005.
• Chất thải rắn và môi trường đất: Định mức phát sinh chất thải rắn từ 45–85 kg/tấn giấy. Cụ thể gồm: vỏ cây và mùn gỗ khâu băm chặt khoảng 60 tấn/ngày (15–20% tổng CTR); xỉ than lò hơi khoảng 100 tấn/ngày (25% tổng CTR); xơ sợi huyền phù thu từ bể lắng 6–6,5 tấn/ngày (45% tổng CTR); bã bùn vôi từ xút hóa khoảng 90–100 tấn/ngày. Phân tích thành phần xỉ than và bã bùn vôi phát hiện các kim loại nặng như Chì (Pb: 3,9x10^-3 % đến 5,7x10^-3 %), Kẽm (Zn: 1,8x10^-3 % đến 2,1x10^-3 %), Cadimi (Cd: 0,18x10^-3 % đến 0,41x10^-3 %) và Asen (As: 2,7x10^-5 % đến 3,2x10^-5 %).

Nguyên nhân chính gây ô nhiễm gồm: công nghệ và thiết bị quá lạc hậu, chắp vá; quy mô doanh nghiệp nhỏ phân tán dưới 20.000 tấn/năm nên không đủ điều kiện tài chính đầu tư hệ thống thu hồi hóa chất và xử lý môi trường; thiếu ý thức tuân thủ pháp luật và thiếu kinh phí vận hành thường xuyên các công trình xử lý chất thải.

Chương III: Đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm trong ngành công nghiệp giấy

Chương III thiết lập hệ thống giải pháp theo 3 nhóm trụ cột:

1. Giải pháp Sản xuất sạch hơn (SXSH): Tác giả hệ thống hóa các kỹ thuật SXSH cho ngành giấy theo các nhóm can thiệp: quản lý tốt nội vi (sửa rò rỉ, khóa vòi nước, vệ sinh khô bằng súng phun tia, che chắn sàng rung); thay đổi nguyên liệu đầu vào (thuốc nhuộm không độc, chuyển đổi tẩy trắng sang H2O2 hoặc Ozone); kiểm soát quy trình (tối ưu hóa mẻ nấu, sản xuất bột ở độ đồng đều cao); cải tiến thiết bị (bơm chân không vô cấp, tụ bù công suất, sàng phân ly cao áp); tái sử dụng tại chỗ (tuần hoàn nước ngưng, nước trắng hố lưới); và thu hồi xơ sợi. Kết quả từ mô hình điểm do CPI hỗ trợ chỉ ra: Xây dựng bể lắng tròn thu hồi xơ sợi giúp thu lại 44% lượng bột lơ lửng, tuần hoàn 30% nước thải xeo, tiết kiệm 328 triệu đồng/năm. Ứng dụng bể tuyển nổi khí hòa tan (DAF) giúp nâng hiệu suất thu hồi xơ sợi lên trên 90%.

2. Giải pháp kỹ thuật xử lý ô nhiễm cuối đường ống:

• Xử lý dịch đen: Đối với nhà máy lớn áp dụng cô đặc – đốt thu hồi hóa chất. Đối với cơ sở vừa và nhỏ áp dụng kỹ thuật keo tụ - kết tủa lignin ở môi trường pH thấp thích hợp (giảm 50–70% SS, 40–50% COD/BOD), sau đó hấp phụ qua than hoạt tính (chế tạo từ bùn thải than hóa) hoặc oxy hóa dịch đen bằng chất xúc tác.
• Xử lý nước thải sản xuất tổng hợp (dịch trắng và nước xeo): Áp dụng quy trình công nghệ gồm Bể thu gom, điều hòa lưu lượng/pH -> Bồn hòa trộn hóa chất keo tụ -> Bể keo tụ, lắng -> Bể làm thoáng sinh học nhân tạo (thời gian lưu 3–4 giờ) trước khi xả ra mương dẫn; bùn lắng đưa về sân phơi hoặc bể tự nén trọng lực.
• Nước thải sinh hoạt: Xử lý qua bể tự hoại kết hợp bể lọc kỵ khí thứ cấp để khử N và P, đảm bảo đạt chuẩn trước khi thoát ra môi trường.
• Kiểm soát khí thải và bụi: Bố trí hệ thống cyclon đa bậc, lọc bụi túi vải hoặc lọc bụi tĩnh điện (ESP) cho lò hơi than; lắp đặt thùng hấp thụ bằng dung dịch kiềm/nước để khử khí axit và TRS; trồng dải cây xanh cách ly tiếng ồn và cải thiện vi khí hậu.
• Quản lý chất thải rắn và chất thải nguy hại: Phân loại mùn gỗ, vỏ cây làm nhiên liệu đốt lò hơi; tận thu bột giấy làm giấy bồi; ký hợp đồng chuyển giao bùn cặn xử lý nước thải và chất thải nguy hại (dầu mỡ thải, hóa chất tẩy tồn dư) cho đơn vị có chức năng theo đúng Thông tư số 12/2006/TT-BTNMT.

3. Biện pháp quản lý và giám sát môi trường: Thành lập Tổ chuyên trách giám sát môi trường và an toàn lao động tại các nhà máy; bố trí nguồn kinh phí vận hành công trình xử lý chất thải hàng năm; thiết lập chế độ quan trắc định kỳ báo cáo Sở Tài nguyên và Môi trường; áp dụng chế tài xử phạt nội bộ đối với hành vi gây thất thoát, xả tràn hóa chất.

Kết quả và đóng góp

Khóa luận đạt được các kết quả cụ thể:

• Lập bảng tổng hợp toàn diện các chỉ tiêu tiêu thụ nguyên nhiên liệu, định mức phát sinh dòng thải (nước, khí, chất thải rắn) trên 1 tấn sản phẩm của từng nhóm nhà máy và toàn ngành giấy Việt Nam.
• Cung cấp số liệu phân tích thực nghiệm tại 4 nhà máy tiêu biểu (Thiên Chiều, Bãi Bằng, Tân Mai, Việt Trì), chỉ rõ nồng độ TSS vượt chuẩn hơn 2 lần, COD vượt hơn 4 lần, BOD5 vượt hơn 5 lần, Coliform vượt gần 10 lần (theo QCVN 12:2008/BTNMT), và nồng độ H2S trong khói lò hơi vượt 9–10 lần (theo TCVN 5939-2005).
• Định lượng hiệu quả kinh tế - kỹ thuật của giải pháp sản xuất sạch hơn: việc lắp đặt bể lắng thu hồi tuần hoàn nước xeo giúp thu hồi 44% bột, tái sử dụng 30% lượng nước, tiết kiệm 328 triệu đồng/năm; hệ thống tuyển nổi DAF thu hồi trên 90% xơ sợi.
• Đề xuất sơ đồ công nghệ xử lý nước thải dạng bùn hoạt tính/keo tụ làm thoáng sinh học khả thi cho điều kiện mặt bằng và kinh phí của các doanh nghiệp vừa và nhỏ ở Việt Nam.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Văn bản khóa luận nêu rõ một số hạn chế và hướng mở:

• Dữ liệu y tế và dịch tễ học định lượng tác động trực tiếp của các chất ô nhiễm ngành giấy (đặc biệt là các hợp chất clo hữu cơ khó phân hủy và bụi) lên sức khỏe cộng đồng dân cư xung quanh còn hạn chế, đòi hỏi các nghiên cứu dịch tễ dài hạn.
• Quy trình xử lý bã bùn vôi tại Công ty Giấy Bãi Bằng và việc thu gom, xử lý triệt để nước ngưng tụ/khí phóng tại các phân xưởng nấu vẫn chưa được giải quyết hoàn thiện trong thực tế.
• Hướng nghiên cứu tiếp theo cần tập trung hoàn thiện công nghệ oxy hóa dịch đen bằng xúc tác và tối ưu hóa hệ thống nung thu hồi vôi nhằm khép kín hoàn toàn chu trình hóa chất cho các cơ sở công suất trung bình.

Giá trị tham khảo

Tài liệu có giá trị tham khảo chuyên môn cho sinh viên, giảng viên và kỹ sư thuộc các chuyên ngành Kỹ thuật Môi trường, Khoa học Môi trường, Quản lý Môi trường và Công nghệ Hóa học - Giấy.

Các nội dung có giá trị sử dụng cao gồm:

• Quy trình công nghệ và các bảng cân bằng vật chất, hóa chất chi tiết trong các công đoạn nấu, tẩy trắng và thu hồi kiềm.
• Dữ liệu cơ sở về nồng độ các chất ô nhiễm đặc trưng trong nước thải, khí lò hơi đốt than và chất thải rắn chứa kim loại nặng của ngành giấy.
• Sơ đồ nguyên lý và danh mục giải pháp Sản xuất sạch hơn (SXSH) có thể áp dụng trực tiếp để tối ưu hóa chi phí vận hành tại các cơ sở sản xuất giấy bao bì và giấy in viết quy mô vừa và nhỏ.

Câu hỏi thường gặp

1. Định mức tiêu thụ nước để sản xuất 1 tấn giấy thành phẩm ở Việt Nam theo khảo sát là bao nhiêu? Theo số liệu khóa luận, để sản xuất 1 tấn giấy thành phẩm, các nhà máy tại Việt Nam tiêu thụ từ 150 đến 300 m3 nước. Hầu hết lượng nước này sau khi qua dây chuyền đều bị thải ra ngoài kèm theo hóa chất, bột giấy và tạp chất hòa tan nếu không có công nghệ tuần hoàn.

2. Công đoạn nào gây ô nhiễm môi trường nước nghiêm trọng nhất trong nhà máy bột giấy có tẩy trắng? Công đoạn nấu và tẩy trắng bột giấy là nguồn gây ô nhiễm lớn nhất. Dịch đen từ nồi nấu chứa 50–80% tổng tải lượng ô nhiễm hữu cơ với giá trị COD lên tới khoảng 50.000 mg O2/l. Nước thải từ công đoạn tẩy trắng chiếm 50–75% tổng lượng nước xả và đóng góp từ 80–95% tổng tải lượng ô nhiễm độc hại do chứa chlorolignin và clo dư.

3. Tại sao đa số các cơ sở sản xuất bột giấy quy mô nhỏ ở Việt Nam không đầu tư hệ thống thu hồi hóa chất kiềm? Theo phân tích của tác giả, hệ thống cô đốt dịch đen thu hồi hóa chất đòi hỏi chi phí đầu tư và bảo dưỡng rất lớn, chỉ đạt hiệu quả kinh tế và vận hành khi cơ sở có công suất thiết kế từ 20.000 tấn bột/năm trở lên. Các nhà máy quy mô nhỏ dưới ngưỡng này không đủ tiềm lực vốn và nguồn dịch đen tập trung để vận hành lò thu hồi kiềm.

4. Khí thải lò hơi đốt than tại các nhà máy giấy khảo sát có chỉ tiêu nào vượt quy chuẩn nghiêm trọng nhất? Theo kết quả phân tích khói lò hơi đốt than tại 4 nhà máy (Bãi Bằng, Thiên Chiều, Tân Mai, Việt Trì), khí H2S vượt tiêu chuẩn TCVN 5939-2005 từ 9 đến 10 lần (dao động 54–61 mg/m3 so với ngưỡng cho phép 2–6 mg/m3). Đồng thời, nồng độ bụi lơ lửng cũng vượt quy chuẩn hơn 2 lần (dao động 850–900 mg/m3 so với chuẩn 400 mg/m3).

Kết luận

Khóa luận đã tổng hợp toàn diện bức tranh công nghệ và hiện trạng phát sinh chất thải của ngành công nghiệp giấy Việt Nam trong giai đoạn phát triển 2000–2008. Kết quả nghiên cứu làm nổi bật sự mâu thuẫn giữa nhu cầu tiêu thụ giấy tăng nhanh với nguy cơ ô nhiễm nghiêm trọng do công nghệ cũ, quy mô phân tán và tỷ lệ cơ sở xử lý đạt chuẩn rất thấp. Hệ thống giải pháp đề xuất đã tích hợp hài hòa giữa tiếp cận Sản xuất sạch hơn để giảm thiểu thất thoát tại nguồn và các công nghệ keo tụ, lắng lọc, sinh học làm thoáng phù hợp với điều kiện kinh tế của các nhà máy sản xuất trong nước.

Trích đoạn nội dung tài liệu

LỜI MỞ ĐẦU Giấy là một sản phẩm của nền văn minh nhân loại với lịch sử lâu đời hàng nghìn năm. Thành phần chính của giấy là xenluloza, một loại polyme mạch thẳng và dài có trong gỗ, bông và các loại cây khác. Trong gỗ, xenlulo bị bao quanh bởi một mạng lignin cũng là polyme. Để tách xenluloza ra khỏi mạng polyme đó người ta phải sử dụng phương pháp nghiền cơ học hoặc xử lý hóa học.

Ngành công nghiệp giấy và bột giấy của Việt Nam là một ngành quan trọng trong lĩnh vực sản xuất hàng tiêu dùng. Mặc dù không phải là ngành đóng góp lớn cho thu nhập quốc dân nhưng lại cung cấp sản phẩm thiết yếu phục vụ phát triển giáo dục, văn hoá xã hội và nhiều ngành công nghiệp khác. Mặt khác công nghiệp giấy và bột giấy được coi là một trong những ngành mũi nhọn góp phần xoá đói giảm nghèo, chuyển dịch cơ cấu kinh tế, phát triển kinh tế xã hội vùng sâu vùng xa. Cùng với sự phát triển ngành công nghiệp giấy đó là chất lượng môi trường bị suy giảm nặng nề, tình trạng ô nhiễm ngày càng cấp bách và nghiêm trọng.

Công nghệ sản xuất giấy là một trong những ngành sản xuất gây ô nhiễm môi trường đáng kể. Vấn đề ô nhiễm môi trường trong ngành giấy gồm nước thải, khí thải, chất thải rắn, đặc biệt là nước thải đang là một trong những vấn đề đang được thu hút sự quan tâm đặc biệt các cơ quan chức năng, bởi những tác động có hại của nó đến đời sống, sức khỏe con người, môi trường và hệ sinh thái. Vì vậy, trong khuôn khổ khóa luận của mình tôi lựa chọn đề tài " Đánh giá hiện trạng môi trƣờng ngành công nghiệp giấy ở Việt Nam và đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm” nhằm góp một phần nhỏ bé của mình vào công tác BVMT ngành công nghiệp giấy. Sinh viên: Nguyễn Văn Đạt –MT 1101 Trang: 4 Tài liệu môi trường học Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng CHƢƠNG I TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP GIẤY Ở VIỆT NAM 1.1 Vài nét về ngành công nghiệp giấy ở Việt Nam 1.1 Lịch sử hình thành và phát triển [7] Ngành giấy là một trong những ngành được hình thành từ rất sớm tại Việt Nam, khoảng năm 284.

Từ giai đoạn này đến đầu thế kỷ 20, giấy được làm bằng phương pháp thủ công để phục vụ cho việc ghi chép, làm tranh dân gian, vàng mã… Năm 1912, nhà máy sản xuất bột giấy đầu tiên bằng phương pháp công nghiệp đi vào hoạt động với công suất 4.000 tấn giấy/năm tại Việt Trì. 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 Việt Trì; Nhà máy bột giấy Vạn Điểm; Nhà máy giấy Đồng Nai; Nhà máy giấy Tân Mai. Năm 1975, tổng công suất thiết kế của ngành giấy Việt Nam là 72.000 tấn/năm nhưng do ảnh hưởng của chiến tranh và mất cân đối giữa sản lượng bột giấy và giấy nên sản lượng thực tế chỉ đạt 28. 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, dây chuyền sản xuất khép kín, sử dụng công nghệ cơ-lý 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 phục vụ cho hoạt động sản xuất. Ngành giấy có những bước phát triển vượt bậc, sản lượng giấy tăng trung bình 11%/năm trong giai đoạn 2000 – 2006; Tuy nhiên, nguồn cung như vậy vẫn chỉ đáp ứng được gần 64% nhu cầu tiêu dùng, phần còn lại vẫn phải nhập khẩu. Mặc dù đã có sự tăng trưởng đáng kể tuy nhưng tới nay đóng góp của ngành trong tổng giá trị sản xuất quốc gia vẫn rất nhỏ.2 Hiện trạng sản xuất và tiêu thụ giấy Năng lực sản xuất[1] Năm 2008, năng lực sản xuất bột giấy của Việt Nam là 470.000 tấn/năm, đứng thứ 5 Đông Nam Á (2,7%) chiếm 0,47% Châu Á và 0,09% thế giới. Năng lực sản xuất giấy của Việt Nam là 569.000 tấn/năm, đứng thứ 4 Đông Sinh viên: Nguyễn Văn Đạt –MT 1101 Trang: 5 Tài liệu môi trường học Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng Nam Á (4,7%) chiếm 0,31% Châu Á và 0,08% thế giới.

Năng lực sản xuất bột và giấy của các nước Đông Nam Á cụ thể như sau: Bảng 1.1: Năng lực sản xuất bột giấy và giấy của các nƣớc Đông Nam Á Năng lực sản xuất Năng lực DS (1.000 ng) Tên nƣớc bột giấy sản xuất giấy Ngƣời % 1.000 tấn % Inđônêxia 232.2: Sản xuất và cân đối các mặt hàng Hạng mục Năm 2000 Năm 2005 Năm 2010 1. Nhu cầu giấy (tấn) 450.000 - Giấy viết, giấy in 126.000 - Giấy viết, giấy in 120.000 - Giấy viết, giấy in 6.000 Sinh viên: Nguyễn Văn Đạt –MT 1101 Trang: 6 Tài liệu môi trường học Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng Nhận xét: Năng lực sản xuất bột giấy và giấy ở Việt Nam đang trên đà phát triển mạnh nhưng so với khu vực vẫn còn rất thấp. Nhu cầu sử dụng về giấy các loại tăng: giấy viết, giấy in, giấy bao bì…. Trên 1 triệu tấn/ năm, sản xuất trong nước chỉ đáp ứng được một phần, phần còn lại được nhập khẩu từ các nước trên thế giới và khu vực.

Quy mô sản xuất Ngành công nghiệp bột và giấy Việt Nam về quy mô là rất nhỏ so với khu vực và thế giới. Với tổng công suất thiết kế toàn ngành là 470.000 tấn bột và 569.000 tấn giấy chỉ tương đương với quy mô của 1 xí nghiệp lớn hoặc 3 xí nghiệp cỡ trung bình của thế giới và khu vực. Quy mô bình quân của các doanh nghiệp sản xuất giấy Việt Nam là 2.500 tấn/năm vào loại nhỏ nhất Đông Nam Á, chỉ bằng 67,6% quy mô bình quân Đông Nam Á, bằng 24,5% quy mô bình quân Châu Á và 8,4% quy mô bình quân thế giới. Quy mô bình quân của khu vực: Bắc Mỹ là 164.600 tấn/năm; Châu Úc là 130.900 tấn/năm; Tây Âu là 72.500 tấn/năm; Đông Âu là 57.800 tấn/năm; Châu Phi là 42.400 tấn/năm; Mỹ là 163.000 tấn/năm; Hàn Quốc là 53.3: Quy mô bình quân của các doanh nghiệp sản xuất giấy khu vực Đông Nam Á Sản xuất giấy Sản xuất bột giấy Quy mô bình quân (tấn) Tên nƣớc Số xí NLSX Số xí NLSX Giấy Bột giấy nghiệp (tấn) nghiệp (tấn) Inđônêxia 61 4.900 Nhận xét: Nhìn chung các doanh nghiệp sản xuất bột giấy và giấy ở nước ta rất nhiều nhưng chỉ với quy mô nhỏ, nên chỉ đáp ứng một phần nhu cầu trong nước.

Sản xuất bột giấy 470.000 tấn đạt 4,7%, giấy đạt 569. Sinh viên: Nguyễn Văn Đạt –MT 1101 Trang: 7 Tài liệu môi trường học Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng Biểu đồ 1.1: Quy mô bình quân của các doanh nghiệp sản xuất giấy khu vực Đông Nam Á Tấn 200000 180000 160000 140000 120000 100000 Giấy 80000 Bột 60000 40000 20000 0 Inđônêxia Malayxia Mianma Philippin Thái Lan Việt Nam Quốc gia Nhu cầu tiêu thụ giấy Mỗi năm Việt Nam tiêu thụ trên 1.3 triệu tấn giấy, nhịp độ tăng trưởng tiêu thụ giấy của thời kỳ này cao nhất Đông Nam Á đạt 108% song mức tiêu thụ giấy của Việt Nam rất thấp so với khu vực và thế giới. Nhu cầu tiêu thụ giấy năm 2008 của Việt Nam chỉ chiếm 3,2% nhu cầu tiêu thụ giấy khu vực Đông Nam Á và 2,6% nhu cầu tiêu thụ giấy Châu Á; 0,09% nhu cầu tiêu thụ giấy của thế giới. Mức tiêu thụ giấy bình quân đầu người của Việt Nam liên tục tăng trong những năm qua nhưng chỉ mới đứng thứ 5 khu vực Đông Nam Á và chỉ đạt 20% bình quân của khu vực; 13,4% bình quân Châu Á; 7,1% bình quân thế giới.

Mặc dù đầu tư vào ngành giấy tăng mạnh trong các năm qua nhưng sản xuất trong nước vẫn chưa đủ đáp ứng nhu cầu, nhất là ở những nhóm sản phẩm tiêu thụ nhiều và doanh nghiệp Việt Nam vẫn chưa sản xuất được sản phẩm giấy bao bì, giấy in viết chất lượng cao. Tốc độ tăng nhu cầu tiêu dùng cao hơn tốc độ tăng của sản xuất vì vậy tỷ trọng nhập khẩu vẫn cao và tăng qua các năm. Do máy móc cũ, công nghệ lạc hậu, nên nhiều nhà mày giấy ở Việt Nam không sản xuất được hết công suất, vì vậy, khả năng đáp ứng tiêu dùng nội địa càng thấp và tỷ trọng nhập khẩu càng cao. Sinh viên: Nguyễn Văn Đạt –MT 1101 Trang: 8 Tài liệu môi trường học Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng Bảng 1.4: Tình hình sản xuất, tiêu thụ, và XNK các sản phẩm giấy Khả năng Năng lực Tiêu dùng Sản xuất Nhập khẩu Xuất khẩu SX đáp ứng Sản phẩm nhu cầu nội (tấn) (tấn) (tấn) (tấn) (tấn) địa % Giấy in báo 58.095 0 52% Giấy in viết 370.000 60% Giấy làm bao bì 830.707 - - Nguồn: Tạp chí công nghiệp giấy tháng 12/2008 Nhận xét: Khả năng sản xuất các sảm phẩm giấy các loại chỉ đáp ứng một phần nhu cầu nội địa: giấy in báo đáp ứng 52% nhu cầu nôi địa, giấy in viết đáp ứng 60% nhu cầu nội địa….

chỉ có giấy vàng mã đáp ứng đủ nhu cầu.5: Nhu cầu tiêu thụ bột giấy và giấy khu vực Đông Nam Á năm 2008 Tiêu thụ giấy Tiêu thụ bột giấy kg giấy Tên nƣớc /ngƣời/năm 1.000 tấn % Inđônêxia 5.067 14,3 37,2 Việt Nam 570 3,2 463 3,8 3,4 ĐNA 13.970 100 16,9 Sinh viên: Nguyễn Văn Đạt –MT 1101 Trang: 9 Tài liệu môi trường học Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng Biểu đồ 1.2: Nhu cầu tiêu thụ giấy khu vực Đông Nam Á Kg/người/năm 90 80 70 60 50 Series1 40 30 20 10 0 Inđônêxia Malayxia Mianma Philippin Thái Lan Việt Nam Quốc gia Nhận xét: Nhu cầu tiêu thụ giấy của Việt Nam trong khu vực rất thấp chỉ đứng thứ 5 trên Mianma do trình độ sản xuất, công nghệ lạc hậu. Tiêu thụ giấy đạt 3,2%, tiêu thụ bột giấy đạt 3,8% tốc độ tiêu thụ cao hơn mức độ sản xuất hơn 1 lần.2 Xu thế phát triển công nghệ sản xuất ngành công nghiệp giấy [2] Xu thế phát triển công nghệ chủ yếu hiện nay tập trung vào việc hạ giá thành và nâng cao chất lượng bột giấy và giấy. Sử dụng rộng rãi các chất trợ bảo lưu xơ sợi và phụ gia, các chất kết dính tổng hợp rẻ và hiệu quả cao. Công nghệ xeo giấy trong môi trường kiềm nhẹ cùng với việc thay thế cao lanh bằng cacbonat canxi đang được ứng dụng rộng rãi và có hiệu quả kinh tế rõ rệt, góp phần nâng cao chất lượng giấy và giảm ăn mòn thiết bị, chăn xeo, lưới xeo.