TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG
HANOI UNIVESITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
HANOI 10/2014
Lời mở đầu
Ngày nay cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp ,nông nghiệp và dịch vụ,
nhu cầu sử dụng trong đời sống xã hội ngày càng tăng cao…Đã thải ra hàng trăm triệu
tấn rác thải vào môi trường, trong đó có nhiều chất thải có độc tính cao làm cho môi
trường bị ô nhiễm nghiêm trọng.Vấn đề ô nhiễm môi trường đặc biệt là môi trường nước
đã đang và sẽ là thách thức của xã hội loài người trong đó có Viêt Nam. Một trong những
nguồn thải gây ô nhiễm lớn đó là chất thải từ nhà máy sản xuất giấy và bột giấy. Công
nghiệp giấy sử dụng một lượng lớn nước ngọt (sản xuất một tấn giấy cần 200÷300m
3
nước) đồng thời thải ra một lượng lớn chất thải vào môi trường, vấn đề trở nên nghiêm
trọng hơn tại các quốc gia đang phát triển bởi hệ thống xử lí chất thải còn hạn chế.
Do còn hạn chế về chuyên môn nên tiểu luận sẽ khó tránh khỏi những sai sót mong cô
chỉnh sửa cho chúng em.
Nhóm sinh viên thực hiện
BÙI QUANG DUY MSSV: 20122956
Phần làm: chương II và chương III mục I
NGUYỄN XUÂN GIANG MSSV: 20123029
Phần làm: chương III mục II và chương IV
TRẦN QUANG THÁI MSSV:20103720
Phần làm: chương I
GVHD: VŨ NGỌC THỦY
TIỂU LUẬN: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BÌA CARTON, GIẤY VÀNG MÃ
2
MỤC LỤC
Trang
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ NGÀNH GIẤY……………………… 4.
I. Sơ lược về ngành giấy ở Việt Nam…………………………………… … 4.
TỔNG QUAN VỀ NGÀNH GIẤY
4
I. Sơ lược về ngành giấy ở Việt Nam.
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 xenlulozo, một loại polyme mạch thẳng và dài có
trong gỗ, bông và các loại cây khác. Hiện nay công nghiệp sản xuất giấy chiếm vị trí khá
quan trọng trong nền kinh tế nước ta. Cùng với sự phát triển của các nghành công nghiệp,
dịch vụ khác nhu cầu về các sản phẩm giấy ngày càng tăng. Sản phẩm của ngành giấy
tương đối đa dạng và phong phú: giấy in báo, giấy in viết, giấy làm bao bì, bìa
carton,giấy vàng mã…Theo thống kê của hiệp hội giấy Việt Nam, ngành giấy đạt tốc độ
tăng trưởng cao và liên tục trong những năm vừa qua. Từ năm 1990 đến 1999, tốc độ
tăng trưởng bình quân là 16%/năm, 3 năm sau đó (2000, 2001, và 2002) đạt 20%/năm.
Với tốc độ tăng trưởng cao như vậy, cùng với gia tăng sản phẩm giấy nhập khẩu, đã giúp
định suất tiêu thụ giấy trên đầu người của Việt Nam tăng từ 3,5 kg/người/năm trong năm
1995 lên 7,7 kg/người/năm trong năm 2000, 11,4 kg/người/năm trong năm 2002 và
khoảng 16 kg/người/năm trong năm 2005. Đến năm 2010 sản lượng giấy trong nước đã
đạt 1,38 triệu tấn giấy/năm và 600.000 tấn bột giấy.
Đặc trưng của ngành giấy Việt Nam là quy mô nhỏ. Việt Nam có tới 46% doanh
nghiệp có công suất dưới 1.000 tấn/năm, 42% có công suất từ 1.000-10.000 tấn/năm và
chỉ có 4 doanh nghiệp có công suất trên 50.000 tấn/năm. Số lượng các doanh nghiệp có
quy mô lớn trên 50.000 tấn/năm sẽ ngày càng gia tăng do quá trình đầu tư tăng trong các
năm sắp tới.
Tuy nhiên, theo đánh giá của ban chỉ đạo quốc gia về nước sạch-Bộ tài nguyên và môi
trường, ngành công nghiệp giấy lại là một trong những ngành gây ô nhiễm trầm trọng,
đặc biệt đối với các nguồn nước. Vì vậy, song song với việc lập kế hoạch phát triển
doanh nghiệp, một bài toán khác đặt ra cho ngành giấy lại phải xử lý tốt các chất thải,
giảm bớt ô nhiễm và bảo vệ tài nguyên môi trường.
5
Hiện nay nguyên liệu thô được dùng trong sản xuất giấy và bột giấy ở Việt Nam gồm
hai nguồn căn bản là từ rừng (tre và gỗ mềm) và giấy tái chế. Bột giấy được dùng để sản
Giấy
vàng mã
140.000 200 85.200 85.000 100%
Khác 132.707 132.707
Bảng 2 : Tình hình sản xuất, tiêu thụ, và XNK các sản phẩm giấy (2008)
(Đơn vị: Tấn)
Nguồn: Tạp chí công nghiệp giấy tháng 12/2008
6
CHƯƠNG II
SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BÌA CARTON, GIẤY VÀNG MÃ
Hiện nay tại các cơ sở sản xuất giấy ở Việt Nam, bìa các-tông và giấy vàng mã chủ yếu
được sản xuất theo công nghệ tái chế giấy. Nguyên vật liệu chính để tái chế giấy hiện nay
là giấy các loại đã qua sử dụng ngoài ra còn sử dụng tre, nứa, gỗ mềm với số lượng nhỏ.
Nguyên tắc sản xuất chung:
-Nguyên liệu là giấy thải các loại sau khi được phân loại để loại bỏ các chất thải rắn
như: ghim sắt, băng dán, nilon,…được ngâm trong bể bao gồm ngâm kiềm, ngâm tẩy. Có
thể coi đây là công đoạn làm sạch bột. Hóa chất sử dụng thường là: dung dịch nước Javen
(NaCl + NaOCl); dung dịch nước Clo (Cl
2
); dung dịch xút NaOH.
-Sau đó nguyên liệu được đem đi nghiền thủy lực, đánh tơi mục đích là tạo độ mịn cho
bột khi bột giấy đã được nghiền mịn, bột giấy sẽ được làm đặc sệt (có sử dụng hóa chất).
Tiếp đó bột giấy được đưa đến công đoạn xeo giấy để tạo tờ, tùy thuộc loại giấy và chất
lượng giấy mà giấy sẽ được xeo khác nhau. Giấy sau xeo được đem đến công đoạn sấy đẻ
làm khô giấy. Giấy sau sấy được cắt xén theo yêu cầu và bao gói thành sản phẩm.
I. Sơ đồ công nghệ sản xuất bìa carton.
Nguyên liệu chính : Giấy phế liệu.
Nguyên liệu phụ : kiềm, nhựa thông, chất tẩy trắng.
7
Nguyên liệu sau khi được phân loại giấy, bìa, báo phế liệu được ngâm trong nước
Một nguồn ô nhiễm không khí khác là do quá trình tẩy trắng bột giấy . Tại đây khí
clo phân tử bị rò rỉ theo lượng nhỏ trong cả quá trình tẩy, hơi kiềm, hơi dung môi phát
sinh trong công đoạn ngâm nguyên liệu trong NaOH và đánh tơi. Tuy nồng độ ô nhiễm
không cao nhưng loại phát thải này cực kì độc hại.
Hoạt động của các cơ sở sản xuất giấy tái chế, sử dụng lò hơi cung cấp nhiệt cho máy
xeo giấy, công đoạn sấy khô đã tiêu thụ một lượng lớn than (khoảng 500 tấn than/ngày),
khí thải phát sinh từ quá trình đốt cháy nhiên liệu cho các nồi hơi không được xử lý (có
chứa các khí độc hại như SO
2
,CO, NOx…) thải trực tiếp ra môi trường . Các ô-xít lưu
huỳnh được sinh ra từ các nhiên liệu có chứa sulphur (như than đá, dầu FO, ) được sử
dụng cho nồi hơi để tạo hơi nước. Phát thải bụi cũng được quan sát thấy tại một số lò hơi
đốt than khi không có đủ các thiết bị kiểm soát bụi(cyclon, túi lọc, ép ).một lượng nhỏ
bụi cũng được thoát ra khi cắt bao gói thành sản phẩm. Bên cạnh những loại phát thải này
còn có rất nhiều loại phát thải tức thời khác từ quá trình sản xuất.
12
2. Chất thải rắn.
Chất thải rắn bao gồm : băng gián, ghim sắt, kim loại, nilon… thu được từ khâu phân
loại nguyên liệu đầu vào. Ngoài ra, đó là bùn, tro, tạp sàng, phần tách loại từ quá trình
ngâm kiềm, ngâm tẩy,làm sạch ly tâm, cát và sạn. Nguồn chính của bùn là cặn của bể
lắng, và cặn từ tầng làm khô của trạm xử ký nước thải. Bên cạnh đó khi sử dụng than, xỉ
và phần than chưa cháy từ lò hơi cũng là nguồn thải rắn cần phải được thải bỏ một cách
an toàn. Giấy vụn, giấy lỗi, giấy rách từ công đoạn cắt, bao gói để ra sản phẩm cuối cùng.
3.Nước thải.
Tùy theo công nghệ và sản phẩm, lượng nước cần thiết để sản xuất 1 tấn giấy thành
phẩm dao động từ 80 m
3
đến 450m
3
các hoá chất và một phần xơ sợi gọi là dịch đen. Dịch đen, theo thuật ngữ củangành giấy
có nồng độ chất khô khoảng 25÷35 %, tỉ lệ giữa chất hữu cơ và vô cơ là 70:30.
- Ngoài ra, trong quá trình tạo bột xeo giấy, để tạo nên sản phẩm đặc thù (giấy vàng
mã, bìa các-tông), người ta còn sử dụng nhiều hóa chất và chất xúc tác. Những chất này
nếu không được xử lý mà xả thẳng ra sông ngòi sẽ làm ô nhiễm nặng nguồn nước.
Dòng thải từ công đoạn tẩy của các nhà máy sản xuất bột giấy bằng phương pháp hoá
học và bán hoá học chứa các hợp chất hữu cơ, vô cơ, các chất thải sơ cấp có thể phản ứng
với nhau tạo ra chất thải thứ cấp với mức độ độc hại cao hơn, có thể gây ra tích tụ sinh
học trong cơ thể sống như các hợp chất hữu cơ. Dòng thải này có độ màu, giá trị BOD và
COD cao.
- Dòng thải từ quá trình nghiền bột và sản xuất giấy chủ yếu chứa sợi xơ mịn, bột
giấy lơ lửng và các chất phụ gia như nhựa thông, phẩm màu, cao lanh
- Nước ngưng tụ như là dòng thải từ quá trình ngưng tụ trong hệ thống xử lý để thu
hồi hóa chất từ dung dịch đen. Mức độ nhiễm của dòng thải phụ thuộc vào nguyên liệu và
công nghệ sản xuất
- Nước thải từ quy trình sản xuất giấy chủ yếu chứa bột giấy và các chất phụ gia. Nó
được tách ra từ quy trình sản xuất giấy như là trong quá trình khử nước và ép giấy, sấy
khô.
14
Bảng: Thành phần nước thải của một số nhà máy sản xuất giấy và bột giấy với nguyên
liệu là gỗ và giấy thải :
II. Đánh giá mức độ ô nhiễm.
1. Ô nhiễm không khí.
Đối với công nghệ tái chế giấy ô nhiễm không khí không phải là vấn đề nghiêm
trọng:
-Nồng độ bụi, khí tại các cơ sở tái chế giấy thường vượt cho phép 5÷20 lần.
-Tiếng ồn thường xuyên từ 90-110 dB
-Ô nhiễm bụi khí thải do các lò đốt ,lò hơi dẫn đến nồng độ SO
2
COD gấp 10 ÷18 lần tiêu chuẩn cho phép; lượng nước thải này không được xử lý mà đổ
trực tiếp ra môi trường.
Dưới đây là bảng thông số
Ô nhiễm của nhà máy giấy và bột giấy điển hình tại Việt Nam
Thông số Giá trị
16
Lưu Lượng (m
3
/t) 150 - 300
BOD
5
(kg/t)
90 - 330
COD (kg/t) 270 - 1200
SS (kg/t) 30 - 50
Theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp giấy và bột giấy (QCVN
12:2008/ BTNMT) ta có bảng giá trị nồng độ của các thông số ô nhiễm làm cơ sở tính
toán giá trị tối đa cho phép trong nước thải công nghiệp giấy và bột giấy khi thải vào các
nguồn nước tiếp nhận nước thải:
Bảng: Giá trị các thông số ô nhiễm làm cơ sở tính toán giá trị tối đa cho phép
Trong đó
17
STT
Thông số
Đơn vị Giá trị C
A B
Cơ sở
chỉ sản
mục đích cấp nước sinh hoạt.
CHƯƠNG IV
Các giải pháp kỹ thuật giảm thiểu ô nhiễm môi trường trong quá trình sản xuất giấy
bìa carton , giấy vàng mã.
I. Sản xuất sạch hơn.
Là việc sử dụng hiệu quả nguyên liệu và năng lượng cũng như tính độc hại của tất cả
các chất thải ngay tại nguồn thải.
1. Các giải pháp giảm thiểu chất thải.
Giải pháp giảm thiểu chất thải tại nguồn để tìm hiểu tận gốc nguồn phát sinh ô
nhiễm nhằm đánh giá , phân tích tìm hiểu quá trình sản xuất và sự quản lý của cơ sở sản
xuất tránh phát sinh thêm dòng thải ra môi trường.
Giải pháp thay đổi công suất cấp khí cho lò hơi: để tiết kiệm nguồn nhiên liệu mà chúng
ta hay bỏ qua như lượng than dùng để đốt chưa được sử dụng hiệu quả , do đó dẫn đến
sự lãng phí nhiên liệu làm cho nồng độ của các chất ô nhiễm phát sinh trong quá trình đốt
thải ra môi trường.
18
T
T
Tác nhân
nhiễm
ô Trước khi
áp dụng
SXSH
Khi áp
dụng SXSH
1 Xỉ 76.5 74.7
2 Bụi 1.83 1.7
3 CO
2
1452.04 1419
2
1452.04 1364.7
4
SO
2
5.87 5.52
5
CO 0.14 0.13
Bảng ước tính lượng chất thải ô nhiễm khi áp dụng sản suất sạch
II. Giải pháp khoa học kỹ thuật trong công đoạn xeo giấy.
Trong quá trình tạo bột của công nghiệp xeo giấy, những chất hữu cơ (có thể chiếm tới
50% thành phần nguyên liệu như lignin, chất bán sợi, phụ gia chất khoáng, chất có thể
chiết xuất, loại đa đường…) sẽ xuất hiện trong dịch thải và sẽ gây ô nhiễm nặng đối với
môi trường nếu không kịp thời thu hồi được dịch đen.
Dịch đen là dịch thải chưng nấu cũng là nguồn tài nguyên tái sinh trong quá trình tạo bột
xeo giấy , bao gồm 70% chất rắn hữu cơ có thể thu hồi để ttais sử dụng và 30% chất rắn
vô cơ . Vì vậy mà mức độ ô nhiễm từ nước thải công nghiệp xeo giấy tỷ lệ nghịch với
khả năng thu hồi dịch đen.
Những chất ô nhiễm chủ yếu của nghành tạo bột xeo giấy đối với các nguồn nước bao
gồm :
Vật huyền phù : là những hạt rắn không chìm trong nước , bao gồm chất vô cơ, cát bụi,
quặng …hoặc những chất hữu cơ như dầu , cặn hữu cơ . Nhiều vật huyền phù xả xuống
nguồn nước dần dần sẽ hình thình các bãi sợi và tạo ra quá trình lên men , từ đó tiêu hao
oxy hòa tan trong nước làm ảnh hưởng sự sống các sinh vật trong nước , gây cản trở các
hoạt động bình thường…
20
Các vật chất có độc : rất nhiều vật chất có độc đối với sinh vật xuất hiện trong nước thải
nạo vét tận thu lại lượng xơ sợi lắng ở dưới bể.lựa chọn thiết kế điển hình bể lắng ngang
chiều dài l= 18m,bề rộng b=3m,thời gian lưu nước thải t= 1h,số ngăn bể lắng N= 1,chiều
cao của bể H= 3.5 m.kết quả là có thể tận thu được 50÷60 % lượng bột giấy.
b. Kết hợp bể lắng và lọc túi: cho dòng nước thải chảy vào túi lọc( bằng vải hay bao
tải xác rắn) và đặt nằn ngang ở ngay bể vào của các bể lắng.xơ sợi và bột giấy mịn được
giữ lại trong túi.khi một túi nào đó đã đầy xơ sợi thì đóng cửa nước thải vào ngăn đó và
thay bằng túi mới .xơ sợi trong túi sau khi được tách nước sẽ tận thu đem trộn với nguyên
liệu đầu ở bể ngâm kiềm như vậy sẽ giảm được tiêu hao nguyên liệu giấy vụn và giảm
chất ô nhiễm trong dòng thải giảm nhẹ khâu xử lý phía sau.kết quả là 60-65% lượng xơ
sợi nhưng không thuận lợi trong khâu vận hành vì phải thay thế túi lọc định kỳ và chọn
loại giấy bọc phù hợp do bột giấy có thể chứa kiềm và một số loại hóa chất tẩy…
c. Kết hợp tuyển nổi và lắng:đây là biện pháp tách xơ sợi trong nước thải triệt để
hơn.ở đầu bể lắng được bố trí bộ phận phân phối để cấp khí vào nước thải có kích thước
bột mịn( khoảng 0.2mm) xơ sợi và bọt khí sẽ bám xung quanh các bọt khí và nổi lên trên
bề mặt.trên bề mặt bể lắng có bố trí bánh xe gạt xơ bột vào máng thu riêng.sau đó định kỳ
đưa xơ tận thu về trộn với nguyên liệu giấy vụn ở bể ngâm kiềm.
22
1 2 3
4
5
Sơ đồ xử lý nước thải của cơ sở giâý
1-Bể lắng cát ; 2-Bể điều hòa ; 3-Bể tuyển nổi
4-Hồ sinh học ; 5-Ngăn thu hồi
d. Phương pháp xử lý bằng hồ sinh học hiếu khí( có thông khí nhân tạo).
Thiết bị hấp thụ
màu
Khuấy trộn 20 phútLắng 30
- phút60
Lọc
bentonit
Sơ đồ hệ thống thiết bị xử lý nước thải có phẩm màu bằng
25