BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SỸ NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP
SẢN XUẤT SẠCH HƠN CHO NGÀNH CÔNG NGHIỆP
GIẤY TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH BÌNH DƯƠNG

HVTH: LÊ THỤC LAM
MSHV: 09260536
GVHD: TS. VÕ LÊ PHÚ Tp. Hồ Chí Minh, 06/2010
NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG XÉT DUYỆT Tp. HCM, Ngày …… tháng …… năm 2010
Hội đồng xét duyệt MỤC LỤC
MỤC LỤC


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

BOD Nhu cầu oxy sinh học
COD Nhu cầu oxy hóa học
SS Chất rắn lơ lửng
QCVN Quy chuẩn Việt Nam
SXSH Sản xuất sạch hơn

1. GIỚI THIỆU
1.1. Đặt vấn đề
Công nghiệp giấy là ngành công nghiệp có vị trí quan trọng trong nền kinh tế
quốc dân của Việt Nam và có tốc độ tăng trưởng khá cao trong những năm vừa qua (từ
năm 1990 đến 1999, tốc độ tăng trưởng bình quân là 16% / năm; ba năm gần đây,
2004, 2005, 2006 tốc độ tăng trưởng là 20% / năm, 5 năm tiếp theo tốc độ tăng trưởng
dự báo là 28% / năm) (Hải B
ằng, 2007). Sản phẩm của ngành chiếm ưu thế rất lớn
trong thị trường tiêu thụ. Mặc dù hiện nay các phương tiện thông tin lưu trữ và liên lạc
phát triển mạnh và có mặt ở hầu hết các quốc gia như mạng internet, máy tính, điện
thoại… nhưng giấy vẫn luôn là sản phẩm không thể thay thế được ở bất kỳ quốc gia
nào. Giấy là sản phẩm cần thiết và không thể thiếu đối với ngành giáo dục, báo chí, in
ấn, hội họa… và cả trong nhiều nhu cầu tiêu dùng hàng ngày khác của con người như
khăn giấy, giấy vệ sinh, thùng chứa… Đặc biệt ngày nay giấy còn được khuyến khích
trong việc sử dụng làm bao bì, giấy gói… để thay thế cho túi nilon ở một số quốc gia
trên thế giới.
Tuy nhiên, ngành công nghiệp sản xuất bột giấy và giấy cũng là một trong
những ngành công nghiệp có mức độ ô nhiễ
m trầm trọng nhất và dễ gây tác động đến
con người và môi trường xung quanh do độc tính nước thải. Độc tính của các dòng
nước thải từ các nhà máy sản xuất bột giấy và giấy là do sự hiện diện một hỗn hợp
phức tạp các dịch chiết trong thân cây như nhựa cây, các axit béo, lignin, và một số sản
phẩm phân hủy của lignin đã bị clo hóa có độc tính sinh thái cao, có nguy cơ gây ung
thư, và rất khó phân hủy trong môi trường. Nồ
ng độ của một số chất từ dịch chiết có
khả năng gây ức chế đối với cá. Khi xả trực tiếp nguồn nước thải này ra kênh rạch sẽ
hình thành từng mảng giấy nổi lên trên mặt nước, làm cho nước có độ màu cao và hàm
lượng DO trong nước hầu như bằng không (Trần Hữu Quế, 2009). Điều này không

nước, trong khi các nhà máy sản xuất
giấy hiện đại trên thế giới chỉ sử dụng 7 - 15 m
3
nước/tấn giấy (Trần Hồng Phượng,
2007). Sự khác biệt rõ ràng này cho thấy không chỉ gây lãng phí nguồn nước đầu vào,
tăng chi phí xử lý nước thải mà còn đưa ra nguồn tiếp nhận một lượng nước thải khổng
lồ. Vì vậy mà việc phải giảm thiểu được lượng nước thải của các nhà máy sản xuất bột
giấy và giấy hiện nay là vấn đề rất được quan tâm.
Sả
n xuất sạch hơn (SXSH) là một cách tiếp cận giúp tiết kiệm nguyên nhiên liệu
đầu vào và giảm thiểu chất thải đầu ra, và SXSH đã không còn quá mới lạ trong những
năm gần đây khi sản xuất đi đôi với bảo vệ môi trường đang ngày càng thu hút sự quan tâm của nhiều tổ chức doanh nghiệp sản xuất. Với tốc độ công nghiệp hóa, hiện đại hóa
như hiện nay, các doanh nghiệp phải phát triển sản xuất sao cho phù hợp để tiết kiệm
nguồn tài nguyên, bảo vệ môi trường, và đảm bảo sức khỏe của cộng đồng mới có thể
hội nhập được với nền kinh tế thế giới. Trước vấn đề này, các cơ
sở sản xuất nhận ra
cần phải có một cách tiếp cận mới nhằm ngăn ngừa ô nhiễm môi trường và tăng hiệu
quả sử dụng nguồn nguyên vật liệu, phải hướng đến sản xuất bền vững thông qua việc
tìm ra các giải pháp tối ưu để đạt được hiệu quả kinh tế cao nhất đồng thời góp phần
bảo vệ môi trường, giảm thi
ểu các tác động đến môi trường do quá trình sản xuất gây
ra. Hiện nay đã có nhiều doanh nghiệp áp dụng SXSH và đã đạt được những hiệu quả
nhất định, mang lại cả lợi ích kinh tế lẫn lợi ích môi trường.
Hiện nay trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu về việc áp dụng các giải pháp
SXSH cho ngành sản xuất bột giấy và giấy nhằm giảm thiểu những tác động xấu cho
môi trường, ti
ết kiệm được lượng nước đầu vào và giảm tải lượng ô nhiễm…

ăm 2006, 2007, 2008, giá trị sản xuất công nghiệp tăng bình
quân 23,9%/năm (Ngoại Thương, 2009); 6 tháng đầu năm 2010 tăng 19% (Hồ Văn,
2010)). Nhưng đi kèm với tốc độ phát triển đó là những tiêu cực về mặt môi trường do
nước thải gây ra, trong đó đặc biệt đáng lưu tâm là nước thải ngành giấy và dệt nhuộm.
Việc đưa ra những giải pháp hợp lý nhằm tiết kiệm nước và giảm thiểu ô nhiễm do
nước thải ngành giấy là vấn đề đáng quan tâm của tỉnh Bình Dương hiện nay, vì hầu
hết các nhà máy sản xuất giấy ở Bình Dương chỉ sử dụng phương pháp kiểm soát cuối
đường ống, vừa không đạt hiệu quả lại tốn kém. Để ngành giấy trên địa bàn tỉnh có thể
sản xuất bền vững thì cần phải có một cách tiếp cận tốt hơn, đ
ó là khai thác các cơ hội
SXSH để giảm thiểu ô nhiễm tại nguồn. Cách tiếp cận này không chỉ mang lại hiệu quả
về nguồn lực, giảm chi phí sản xuất, mà còn góp phần giảm một lượng đáng kể nước
thải, từ đó giảm thiểu được chi phí xử lý.
Chính vì những mục đích như vậy mà đề tài luận văn “Nghiên cứu và đề xuất
giải pháp sản xu
ất sạch hơn cho ngành công nghiệp giấy trên địa bàn tỉnh Bình
Dương” được thực hiện trong khuôn khổ của dự án JICA.

2. MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Mục tiêu của đề tài
Đánh giá hiện trạng sản xuất và mức độ ô nhiễm của nước thải của ngành giấy
tại Bình Dương.
Đề xuất các giải pháp SXSH nhằm tiết kiệm nước trong ngành công nghiệp giấy
tại Bình Dương.
2.2. Nội dung nghiên cứu
Để đạt được các mục tiêu trên cần giải quyết các vấn đề sau:
+ Hiện trạng sản xu

công đoạn sản xuất lãng phí nước và gây ô nhiễm nhất.
• Xem xét các cơ hội SXSH có thể áp dụng cho các công đoạn trên
• Dựa trên định chuẩn ngành giấy tại các nước trên thế giới và so sánh về
công nghệ, hiệu suất, hi
ệu quả áp dụng SXSH để thiết lập định chuẩn cho
SXSH áp dụng trong ngành giấy tại Bình Dương, từ đó lựa chọn giải
pháp SXSH tối ưu nhất cho nhà máy có các số chỉ thị sản xuất sạch tốt
nhất.
4) Nội dung 4: Đề xuất các giải pháp SXSH để tiết kiệm nước cho các nhà máy
giấy tại Bình Dương.
• Đề xuất các giải pháp SXSH để giảm thiểu lượng nướ
c thải cũng như ô
nhiễm do nước thải ngành giấy và bột giấy gây ra.
• Phân tích các lợi ích kinh tế và môi trường đạt được để đánh giá tính khả
thi của các giải pháp đã đề xuất.
2.3. Phương pháp luận và phương pháp nghiên cứu
2.3.1. Phương pháp luận
Phương pháp nghiên cứu là những nguyên tắc và cách thức hoạt động khoa học nhằm
đạt tới chân lý khách quan dựa trên cơ sở của sự chứng minh khoa học. Điều này có nghĩa rằng, các nghiên cứu khoa học cần phải có những nguyên tắc và phương pháp cụ thể, mà dựa
theo đó các vấn đề sẽ được giải quyết.
Nghiên cứu và đề xuất giải pháp sản xuất sạch hơn cho ngành công nghiệp giấy
trên địa bàn tỉnh Bình Dương nhằm tiết kiệm nước là nghiên cứu mối quan hệ từ quá
trình sản xuất cho đến thải bỏ và xử lý. Từ mối quan hệ này đánh giá được những cơ
hội SXSH có thể áp dụng để thực hiện mục tiêu tiết kiệm nước.
Các giải pháp SXSH phải được xây dựng theo 6 b
ước và 18 nhiệm vụ được
trình bày theo các sơ đồ sau:

BƯỚC 6: DUY TRÌ SẢN XUẤT SẠCH HƠN
Nhiệm vụ 17: Duy trì các giải pháp SXSH
Nhiệm vụ 18: Lựa chọn các công đoạn tiếp theo 2.3.2. Phương pháp nghiên cứu
Các phương pháp sẽ thực hiện để đạt được những mục tiêu và nội dung trên:
1) Nội dung 1: Khảo sát và đánh giá nhu cầu sử dụng nước của các nhà máy giấy tại
Bình Dương.
¾ Phương pháp thu thập thông tin
• Thu thập các tài liệu tổng quan về ngành công nghiệp sản xuất bột giấy
và giấy, về hiện trạng nước thải của ngành giấy.
• Thu thập thông tin v
ề một số nhà máy giấy trên địa bàn tỉnh Bình Dương
như công nghệ sản xuất, năng suất, nguồn nguyên nhiên liệu đầu vào,
lượng nước sử dụng, lượng nước thải đầu ra, hiện trạng ô nhiễm do nước
thải và tình hình quản lý và xử lý nước thải.
• Thu thập tài liệu trong và ngoài nước về công nghệ xử lý nước thải ngành
giấy hiện nay cũng như quá trình áp dụng các giải pháp SXSH vào s
ản
xuất, và về định chuẩn cho ngành giấy ở các nước trên thế giới.
¾ Phương pháp điều tra thực địa
• Tham quan một số nhà máy giấy, thu thập thông tin, số liệu, tài liệu, và
xem xét hoạt động, tìm hiểu quy trình công nghệ cho các công đoạn sản
xuất tại nhà máy…
• Phỏng vấn và phát phiếu điều tra cho các công nhân viên tại nhà máy
khảo sát.
• Tính toán cân bằng nhu cầu sử dụng và xả
thải nước tại các nhà máy
khảo sát.

hồ sơ SWOT nhằm định hướng chiến lược cho nhà máy.
¾ Phương pháp thống kê và xử lý số liệu
• Sử dụng trong quá trình thu thập, xử lý các số liệu về tình hình sử dụng
nước và lượng nước thải ra cùng các chỉ tiêu ô nhiễm… Quá trình này
cho phép thống kê được các số liệu từ các nhà máy khảo sát.
• So sánh công nghệ, nguyên liệu đầu vào và thành phần, mức độ ô nhiễm
của nước thả
i đầu ra, các giải pháp xử lý ô nhiễm nước thải của các nhà
máy giấy ở Bình Dương với một số nước đã áp dụng SXSH trên thế giới. 4) Nội dung 4: Đề xuất các giải pháp SXSH để tiết kiệm nước cho các nhà máy giấy
tại Bình Dương.
¾ Phương pháp chuyên gia
• Tham vấn từ các chuyên gia về SXSH nhằm hoàn thiện các giải pháp
SXSH đề xuất.
3. TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU
3.1. Giới thiệu chung về SXSH
UNEP định nghĩa: “Sản xuất sạch hơn là quá trình ứng dụng liên tục một chiến
lược tổng hợp phòng ngừa v
ề môi trường trong các quá trình công nghệ, các sản
phẩm, và các dịch vụ nhằm nâng cao hiệu suất kinh tế và giảm thiểu các rủi ro đối với
con người và môi trường.”
• Đối với quá trình sản xuất: SXSH bao gồm bảo toàn nguyên liệu và năng
lượng, loại trừ các nguyên liệu dộc hại và giảm lượng và tính dộc hại của
tất cả các chất thải ngay tại nguồn thải.
• Đối với s
ản phẩm: SXSH bao gồm việc giảm các ảnh hưởng tiêu cực
trong suốt chu kỳ sống của sản phẩm, từ khâu thiết kế dến thải bỏ.
• Đối với dịch vụ: SXSH dưa các yếu tố về môi trường vào trong thiết kế

Phương pháp nhiệt cơ
Phương pháp hóa nhiệt cơ
Cl
2
, ClO
2
, NaOCl,
O
3
, O
2
, H
2
O
2

Nguyên liệu
(gỗ, tre, rơm,
cỏ, bã mía…)
Bột
giấy
thô
Tẩy trắng
Dịch đen
(thu hồi hóa chất)
Bột
tẩy
trắng
Phân tán
và

• Nước rửa vụn nguyên liệu
Nghiền bột
• Ngưng tụ dòng thổi
• Ngưng tụ từ các bình nhựa thông
• Rò rỉ và rơi vãi các dịch đen
• Nước làm lạnh đệm từ các máy tinh chế
• Tuyển bột không tẩy
• Các vật thải chứa nồng độ sợi, sạn hay cát
cao.
• Nước lọc từ quá trình làm đặc bột
Tẩy
• Nước tẩy chứa chlorolignin
Chuẩn bị nguyên liệu đầu vào
và máy xeo
• Rò rỉ và rơi vãi hóa chất và chất phụ gia
• Sàn và nước rửa sàn
• Rơi vãi bột giấy
• Các chất thải chứa sợi, sạn hoặc cát
• Nước thải chứa sợi
• Dòng tràn nước trắng
Các khâu hỗ trợ
• Xả nồi hơi
• Các mức thải tái tạo từ máy làm mềm sợi
Thu hồi hóa chất
• Nước ngưng tụ
• Dịch loãng từ các cặn máy tuyển
• Dịch loãng từ máy tuyển bùn
• Nước làm mát đệm và hơi nước ngưng tụ
• Nước ngưng tụ có chất bẩn
(Nguồn: UNEP, nd)

nghiệp có các công ty tốt nhất (hay tồi nhất) trong dây chuyền kinh doanh của doanh
nghiệp đó, gần đây xây dựng định chuẩn nhằm giúp xác định hiệu quả thực hiện môi
trường của các doanh nghiệp.
•
Xây dựng định chuẩn cho phép nhà máy so sánh được các phương diện
nhất định, trong các khâu vận hành của nhà máy mình với các nhà máy
khác sử dụng nguyên liệu, thiết bị tương tự… Từ đó chỉ ra chính lĩnh vực
cần phải xem xét chi tiết trong nghiên cứu đánh giá sản xuất sạch.
• Xây dựng định chuẩn còn có thể giúp nhà máy đề ra các mục tiêu có định
lượng và sau đó tính toán tương đối được những tiến bộ
đạt được so với
thực hiện của mình trước đây. 3.3.2. Các số chỉ thị về sản xuất sạch hơn cho ngành giấy
Các số chỉ thị sản xuất sạch cung cấp các thông tin vềc hiệu quả thực hiện của
các nhà máy trong một số khâu vận hành.
• Phần lớn các số chỉ thị này liên quan đến phần đầu vào nào đó ở công
đoạn chế biến như: tiêu thụ nguyên liệu sợi, nước, năng lượng, hơi nướ
c,
các hóa chất…
• Ở các công đoạn khác thì các số chỉ thị sản xuất sạch liên quan đến phát
sinh các chất thải để có được các đầu ra theo mong muốn, như: BOD,
COD, các chất rắn lơ lửng, các khí ô nhiễm…
Để có thể tiến hành so sánh giữa các nhà máy cần hiểu rõ quy trình sản xuất,
trong đó đặc biệt quan tâm các vấn đề chính sau:
• Mức tiêu thụ nước ngọt cụ thể: Các nhà máy sản xuất bột gi
ấy và giấy có
mức tiêu thụ lượng nước rất lớn, việc sử dụng nước ngọt để sản xuất nếu
không được kiểm soát sẽ gây tốn tài nguyên nước, chi phí nước sử dụng,

đơn vị nhiệt đầu vào.
3.4. Tổng quan tình hình nghiên cứu
Với mục đích h
ướng tới giảm thiểu và cải thiện chất lượng nước thải ngành giấy
trong quá trình sản xuất, giúp góp phần bảo vệ môi trường và giảm nhẹ gánh nặng về
vấn đề ô nhiễm cho các nhà sản xuất yên tâm hoạt động, từ lâu trên thế giới đã có
nhiều nghiên cứu về hiện trạng nước thải ngành giấy, và về các công nghệ, các giải
pháp để xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn cho phép. Không những thế, nhiều nhà nghiên
cứu đã và đang tìm các giải pháp để sản xuất sạch, giảm thiểu tối đa lượng chất thải
cho ngành sản xuất giấy và bột giấy, mà đáng quan tâm nhất là nước thải. Có thể nói
ngày nay SXSH được các nhà sản xuất đặc biệt quan tâm do tính hiệu quả của nó.
3.4.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Ngày nay, sản xuất sạch hơn đã và đang xâm nhập rất nhiề
u vào lĩnh vực sản
xuất cả trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng. Nhiều giải pháp, công nghệ
SXSH đã được ứng dụng hiệu quả.
Chương trình môi trường của Liên Hiệp Quốc (UNEP, 1998) đã xây dựng
một Tài liệu hướng dẫn sản xuất sạch trong các nhà máy bột giấy và giấy. Trong tài liệu đã đưa ra các cơ hội SXSH tại một số công đoạn của quá trình sản xuất bột giấy và
giấy. Bên cạnh đó UNEP còn trình bày chi tiết các cản trở đối với sản xuất sạch và đưa
ra các cách giải quyết những cản trở đó. Đặc biệt quan tâm là UNEP trình bày về khái
niệm xây dựng mức chuẩn và các số chỉ thị về sản xuất sạch. Đây là mộ
t khái niệm khá
mới mẻ, đòi hỏi nhiều thời gian nghiên cứu, nhưng lại giúp cho các doanh nghiệp có
thể đánh giá đúng mức về tình hình sản xuất hiện tại để có thể áp dụng các giải pháp
SXSH phù hợp. Tài liệu đã minh họa một trường hợp áp dụng SXSH điển hình tại nhà
máy giấy ở Ấn Độ và đã đạt được kết quả to lớn về môi trường và kinh tế,
được tóm tắt

SXSH và áp dụng các chỉ số đo mức chuẩn, theo đó hiệu suất ngành giấy của Australia
được so sánh với các nước cụ thể khác như Canada, Mỹ, và Đức. Kết quả là có thể rút
ra được các nhận xét về các mặt ưu, khuyết của từng công đoạn sản xuất, từ đó có giải
pháp cải tiến quy trình sản xuất hay thay đổi công nghệ sản xuất phù hợp.
Ngoài ra còn nhiều dự án áp dụng SXSH khác cho ngành giấy ở các nước Trung
Quốc, Canada…
3.4.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
Tại Việt Nam, chương trình SXSH hiện đã được phổ biết khá rộng rãi. Nhiều
nhà máy đã ứng dụng SXSH và đạt được lợi ích kinh tế - môi trường cao, như nhà máy
giấy Linh Xuân, hay công ty giấy Xuân Đức, Vĩnh Huê… Bên cạnh đó cũng có nhiều
nghiên cứu nhằm tìm kiế
m các giải pháp SXSH thích hợp và đạt hiệu quả cao.
Viện công nghiệp giấy và xenlulô có nhiều đề tài về chủ đề này như:
• “Nghiên cứu sản xuất bột giấy bằng công nghệ sạch hơn đồi với nguyên
liệu là cây ngắn ngày” – Đề tài cấp bộ năm 1996.
• “Nghiên cứu công nghệ tẩy trắng bột giấy sử dụng ôxy – kiềm” – Đề tài
cấp nhà nước nă
m 2000 – 2001.
• “Nghiên cứu công nghệ sản xuất bột giấy, lignin và đường xyloza từ
nguyên liệu bã mía và rơm lúa sử dụng môi trường dung môi hữu cơ và
chất xúc tác” – Đề tài cấp bộ năm 2001.
Nhìn chung, các giải pháp SXSH cho ngành giấy được tóm tắt trong sơ đồ sau: