MỞ ĐẦU Ngày nay, bảo vệ môi trƣờng trên cơ sở phát triển bền vững đã trở thành vấn đề hàng đầu của mỗi quốc gia trên thế giới. Đối với Việt Nam cũng nhƣ nhiều nƣớc đang phát triển, vấn đề môi trƣờng đang là vấn đề quan tâm của mọi ngƣời, tính chiến lƣợc quan trọng trong sự nghiệp phát triển kinh tế - xã hội mà còn có tính cấp thiết và thời sự. Vì ô nhiễm môi trƣờng không chỉ ảnh hƣởng xấu đến mỹ quan của khu vực mà còn ảnh hƣởng nghiêm trọng đến hệ sinh thái và đời sống con ngƣời. Việt Nam đang bƣớc vào thời kì công nghiệp hóa - hiện đại hoá đất nƣớc, - xã hội nhằm đáp ứng những nhu cầu và lợi ích của con ngƣời, song cũng dẫn tới những vấn đề nan giải nhƣ gây ra sự ô nhiễm môi trƣờng ngày càng tăng cao.
Lƣợng chất thải thải ra từ sinh hoạt cũng nhƣ các hoạt động sản xuất của con ngƣời ngày càng nhiều, mức độ gây ô nhiễm môi trƣờng ngày càng nghiêm trọng ở nhiều vùng khác nhau. Các nhà máy xí nghiệp liên tục phát triển về số lƣợng lẫn quy mô nhằm tạo ra sản phẩm đáp ứng nhu cầu càng cao của xã hội. Đồng thời với sự phát triển của sản xuất, lƣợng chất thải khác nhau đi vào môi trƣờng ngày càng tăng. Ngành công nghiệp sản xuất giấy chiếm vị trí khá quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, tạo việc làm cho nhiều ngƣời lao động.
Cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp, dịch vụ khác, nhu cầu về các sản phẩm giấy ngày càng tăng. Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích to lớn về kinh tế - xã hội, ngành công nghiệp này cũng phát sinh nhiều vấn đề môi trƣờng bức xúc, nhất là vấn đề nƣớc thải. Trƣớc thực trạng đó, đòi hỏi phải có những biện pháp thích hợp hiệu quả để xử lý nƣớc thải bột giấy ngay tại nguồn nhằm hạn chế mức thấp nhất tác động của nó đến con ngƣời và môi trƣờng xung quanh. Chính vì lý do đó đền tài “ Tính toán thế kế hệ thống xử lý nƣớc thải Nhà máy sản xuất Bột giấy công xuất 300 m3/ ngày đêm ” đã đƣợc lựa chọn nhằm góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trƣờng từ hoạt động sản xuất.
SV: Bùi Đình Tiến – MT1701 1 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG DDHDL HẢI PHÒNG CHƢƠNG I.1 Tổng quan về ngành sản xuất giấy 1.1 Lịch sử phát triển ngành giấy ở Việt Nam [12] Ngành giấy là một trong những ngành hình thành từ rất sớm tại Việt Nam khoảng năm 284 Từ giai đoạn này đến đầu thế kỷ 20, giấy đƣợc làm bằng phƣơng 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 phƣơng 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 đƣợc đầu tƣ xây dựng nhƣng hầu hết đều có công suất nhỏ (dƣới 20.000 tấn/năm) nhƣ nhà máy giấy Việt Trì; nhà máy bột giấy Vạn Điểm; nhà máy giấy Đồng Nai; nhà máy giấy Tân Mai v. Năm 1975, tổng công suất thiết kế của ngành giấy Việt Nam là 72.000 tấn/năm nhƣng do ảnh hƣởng của chiến tranh và mất cân đối giữa sản lƣợng bột giấy và giấy nên sản lƣợng thực tế chỉ đạt 28. Qua từng năm ngành giấy có những bƣớc phát triển vƣợt bậc, sản lƣợng giấy tăng trung bình 11%/năm; tuy nhiên, nguồn cung nhƣ vậy vẫn chƣa đáp ứng đƣợc nhu cầu sử dụng giấy trong nƣớc,phần còn lại vẫn phải nhập khẩu.
Mặc dù đã có sự tăng trƣởng đáng kể tuy nhiên, tới nay đóng góp của ngành trong tổng giá trị sản xuất quốc gia vẫn rất nhỏ.2 Nhu cầu sử dụng các sản phẩm giấy trong nƣớc[15] Theo Hiệp hội Giấy và Bột giấy Việt Nam (VPPA), trong 5 năm qua ngành sản xuất giấy đã tăng trƣởng mạnh với tốc độ 15-17%/năm. Năm 1975, tổng sản lƣợng giấy của cả nƣớc chỉ đƣợc 28 nghìn tấn/năm, nhƣng nay đã vƣợt 2 triệu tấn/năm, đáp ứng đƣợc 64% nhu cầu tiêu dùng trong nƣớc. Tổng lƣợng giấy tiêu thụ cả nƣớc ta trong năm 2012 vừa qua lên tới 2,9 triệu tấn giấy các loại. Mức tiêu thụ giấy bình quân đầu ngƣời ở Việt Nam còn thấp hơn, mới chỉ đạt hơn 30 kg/năm.
Sức tiêu thụ giấy của ngƣời dân nƣớc ta đã liên tục tăng nhanh trong những năm qua: năm 2010 bình quân sử dụng 26,44 kg/năm/ngƣời; năm 2011 đạt 29,61 kg/năm/ngƣời; năm 2012 đạt 32,7 kg/năm/ngƣời. SV: Bùi Đình Tiến – MT1701 2 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG DDHDL HẢI PHÒNG 1.3 Tình hình phát triển và vai trò của ngành giấy đối với nền kinh tế[14] Tính đến nay, cả nƣớc có gần 500 doanh nghiệp sản xuất giấy, các nhà máy giấy có quy mô sản xuất nhỏ (46% doanh nghiệp công suất dƣới 1.000 tấn/năm, 42% công suất từ 1.000 tấn/ năm), chỉ có 4 doanh nghiệp công suất trên 50. Những năm gần đây ngành Giấy Việt Nam đã có sự phát triển không ngừng cụ thể là giai đoạn 2014-2016. So với năm 2015, năng lực sản xuất giấy tăng 3,2%; tiêu dùng giấy tăng 1,5%; sản xuất giấy tăng 5,6%; nhập khẩu giấy tăng 1% và xuất khẩu giấy tăng 0,6% Bảng 1.1 Năng lực sản xuất và tiêu dùng giấy Giai đoạn ( 2014 – 2016) Năm Thông số 2014 2015 2016 Đơn vị Năng lực sản xuất Tấn 2.000 Tiêu dùng Tấn 3.409 Sản xuất Tấn 1.425 Nhập khẩu Tấn 1.864 Xuất khẩu Tấn 144.880 Dân số Triệu người 90,8 93,4 94,4 (Theo Hiệp hội giấy Việt Nam, 2016) Ngành sản xuất giấy của Việt Nam trƣớc đây do các doanh nghiệp nhà nƣớc đảm nhận.
Hiện nay, ngành công nghiệp này bao gồm các doanh nghiệp nhà nƣớc (đang đƣợc cổ phần hoá) và các doanh nghiệp thuộc khu vực kinh tế tƣ nhân. Các doanh nghiệp nhà nƣớc sử dụng công nghệ hiện đại, sản xuất các loại bột giấy trắng cao cấp, giấy viết, giấy in chất lƣợng cao. Các doanh nghiệp kinh tế tƣ nhân đa số sử dụng công nghệ cũ, lạc hậu, sản xuất các loại giấy bao bì, giấy bao gói, giấy vệ sinh, giấy viết có chất lƣợng thấp. SV: Bùi Đình Tiến – MT1701 3 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG DDHDL HẢI PHÒNG 1.2 Nhu cầu nguyên liệu, nhiên liệu, hóa chất, nƣớc sử dụng trong sản xuất giấy Nguyên liệu Nguyên liệu chính để sản xuất giấy và bột giấy là sợi xenlulozo từ nguyên liệu nguyên thủy (gỗ và phi gỗ) và giấy loại.
- Nguyên liệu từ gỗ là các loại cây lá rộng hoặc lá kim. - Nguyên liệu phi gỗ nhƣ các loại tre nứa, phế phẩm sản xuất công- nông nghiệp nhƣ rơm rạ, bã mía. Chi phí sản xuất thấp nhƣng không phù hợp với nhà máy có công suất lớn do nguyên liệu loại này đƣợc cung cấp theo mùa vụ và khó khăn trong việc cất trữ. - Giấy loại ngày càng đƣợc sử dụng nhiều làm nguyên liệu cho ngành giấy do ƣu điểm tiết kiệm đƣợc 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. Nhiên liệu - Điện - Xăng dầu, dầu mỡ Hóa chất - Hóa chất nấu, tẩy bột… - Al2(SO4)3, nhựa thông, đất sét, bột đá - Các chất phẩm màu, tinh bột,phụ gia Nƣớc - Nhu cầu sử dụng nƣớc để sản xuất giấy là rất lớn, để sản xuất ra một tấn bột giấy thành phẩm, các nhà máy Việt Nam phải sử dụng khoảng 2 tấn gỗ và 200 ÷ 500 m3 nƣớc, 20% lƣợng nƣớc này nằm trong tờ giấy ƣớt và đƣợc thải ra môi trƣờng qua hình thức bốc hơi ở công đoạn sấy. Khoảng 50% đƣợc trích ra ở các khâu lƣới, ép. Khoảng 30% là lƣợng nƣớc trắng dƣới lƣới đƣợc sử dụng lại để pha loãng bột giấy.
- Trong sản xuất bột giấy nƣớc ít đi vào sản phẩm (tức là cần từ 200 ÷500 m3 để sản xuất thì cũng từng ấy nƣớc thải giấy phải thải ra môi trƣờng).3 Dây chuyền công nghệ sản xuất giấy [2] Công nghệ sản xuất giấy bao gồm hai công đoạn chính là sản xuất bột giấy và xeo giấy. SV: Bùi Đình Tiến – MT1701 4 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG DDHDL HẢI PHÒNG Nguyên liệu thô (gỗ, nứa,tre,.) Gia công nguyên liệu thô Nƣớc thải, bụi,chất thải rắn Nƣớc rửa Dung dịch kiềm tuần hoàn Nấu nguyên liệu Nƣớc ngƣng Hóa chất nấu hơi Cô đặc,đốt, xút Rửa Nƣớc rửa hóa Nƣớc ngƣng Hóa chất tẩy Clo Tẩy trắng Nƣớc thải chứa chất tẩy,độ màu, BOD,COD cao Nghiền bột Nƣớc thải có chứa SS, BOD, COD cao Chất độn phụ gia Xeo giấy Nƣớc thải có chứa SS, Phèn,dầu, nƣớc, BOD5, COD cao hơi nƣớc Sấy Nƣớc ngƣng Hơi nƣớc Sản phẩm Hình 1.1: Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất giấy SV: Bùi Đình Tiến – MT1701 5 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƢỜNG DDHDL HẢI PHÒNG 1.1 Thuyết minh sơ đồ công nghệ Gia công nguyên liệu thô: Rửa sạch nguyên liệu dƣới dòng nƣớc có áp lực cao để loại bỏ tạp chất, cắt nhỏ. Dòng thải rửa nguyên liệu chứa các chất hữu cơ hòa tan, đất đá, sỏi cát, thuốc bảo vệ thực vật, vỏcây… Nguyên liệu là tre, nứa đƣợc đƣa vào băng tải thứ nhất dẫn đến máy chặt. Tại đây các nguyên liệu này đƣợc chặt nhỏ thành các mảnh có kích thƣớc dài 35mm, sau đó đƣa qua hệ thống sàng và hệ thống rửa bằng nƣớc.
Nguyên liệu là gỗ đƣợc đƣa đến băng tải thứ 2 đến bộ phận bóc vỏ. Sau khi vỏ gỗ đƣợc tách ra, gỗ đƣợc chặt thành các mảnh có kích thƣớc 8 - 10cm, rộng 22 - 25mm, dày 2 - 5 mm. Các mảnh cũng đƣợc đƣa qua bộ phận sàng rồi sang hệ thống rửa bằng nƣớc. Nguyên liệu sau khi đƣợc chặt và rửa sạch sẽ đƣợc đƣa vào nấu.
Nấu: Mảnh đƣợc đƣa vào nấu, sau khi nạp nguyên liệu là các mảnh gỗ, tre, nứa, bơm dịch trắng vào. Dịch trắng chứa NaOH và Na2S Nhằm tách lignin và các hemixenlulôzơ ra khỏi nguyên liệu ban đầu. Trong quá trình này ta cho các hóa chất kiềm hòa tan vào để thủy phân lignin và hemixenlulozo nhƣ: dung dịch muối sulfit hay axit loãng đunsôi… Rửa bột: Nhằm mục đích tách bột xenlulozo ra khỏi dung dịch nấu (dịch đen), nƣớc rửa thƣờng sử dụng là nƣớc sạch. Dòng thải từ quá trình nấu và rửa sau nấu thƣờng chứa phần lớn các chất hữu cơ hòa tan, các hóa chất nấu và một phần xơ sợi; dòng thải có màu tối nên gọi là dịch đen.
Dòng thải này sau đó sẽ đƣợc tái sinh để thu hồi bột giấy. Tẩy trắng: Quá trình này nhằm tách lignin và một số thành phần còn tồn dƣ trong bột giấy.