Đề tài Quy trình sản xuất giấy carton và xử lí nước thải nhà máy giấy carton

Dịch đen, theo thuật ngữ ngành giấy, 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 tái sử dụng và 30% chất rắn vô cơ. Cũng vì thế mức độ ô nhiễm từ nước thải công nghiệp xeo giấy tỉ lệ nghịch với khả năng thu hồi dịch đen. Ngoài ra, trong quá trình tạo bột xeo giấy, để tạo nên một sản phẩm đặc thù hoặc những tính năng đặc thù cho sản phẩm, người ta còn sử dụng nhiều hóa chất và chất xúc tác. Những chất này nếu không được thu hồi hoặc xử lí mà xả thẳng ra sông ngòi thì sẽ làm ô nhiễm nặng nguồn nước. Những chất ô nhiễm chủ yếu của ngành tạo bột xeo giấy đối với các nguồn nước bao gồm: Vật huyền phù: là những hạt chất rắn không chìm trong nước bao gồm chất vô cơ, cát, bụi, quặng. hoặc những chất hưu cơ như dầu, cặn hữu cơ. Nhiều vật huyền phù xả xuống nguồn nước dần dần sẽ hình thành các “bãi sợi” và tạo ra quá trình lên men, từ đó tiêu hao oxy hòa tan trong nước, tác động tới sự sống còn của các sinh vật trong nước, phủ lấp không gian sinh tồn, gây cản trở các hoạt động bình thường.

doc44 trang | Chia sẻ: phamthachthat | Ngày: 02/08/2017 | Lượt xem: 225 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Quy trình sản xuất giấy carton và xử lí nước thải nhà máy giấy carton, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ích sử dụng mà các loại tấm carton được thiết kế sử dụng các loại sóng khác nhau: Sóng A: Độ cao sóng giấy 4.7 mm – giấy tấm sử dụng sóng A chịu được lực phân tán tốt trên toàn bề mặt tấm giấy. Sóng B: Độ cao sóng giấy 2.5 mm – giấy tấm sử dụng sóng B chịu được lực xuyên thủng cao. Sóng E: Độ cao sóng giấy 1.5mm Chất lượng của tấm carton phụ thuộc chủ yếu vào các lớp sóng trung gian. Việc sản xuất các tấm carton chất lượng phụ thuộc nhiều vào dây chuyền công nghệ của doanh nghiệp sản xuất. Do đó, việc tìm kiếm một đơn vị sản xuất giấy tấm carton tốt là điều kiện cơ bản để bảo vệ sản phẩm công ty bạn. Hình 1 Các loại sóng giấy 1.1.2.1 Carton sóng Loại này dùng để làm thùng chứa và vận chuyển hàng hóa . Cấu trúc của loại này là sự luân phiên của hai hay nhiều lớp phẳng và giấy sóng được dán lại với nhau trên máy tạo sóng . Mặt ngoài cùng gọi là lớp mặt được làm từ bột sunfat gỗ mềm không tẩy ( hoặc đôi khi có tẩy ) . Bột giấy được sử dụng làm lóp sóng có hiệu suất cao hơn so với lớp mặt và nó được nghiền ít hơn , cung cấp độ khối và độ cứng cho sản phẩm , thường là bột cơ và bột bán hóa của gỗ cứng , khoảng 15% là bột gỗ mềm . Bột làm lớp mặt được nghiền nhiều hơn để có được độ chịu lực và độ nhẵn . 1.1.2.2 Giấy bìa nhiều lớp Loại này được sử dụng làm bao gói . Độ khối của bột cơ trong những lớp ruột làm cho bìa có độ cứng . Bột cơ do vậy là thành phần quan trọng trong sản xuất giấy bìa nhiều lớp . Tùy theo chức năng mà thành phần bột giấy của các lớp khác nhau có sự khác biệt như lớp mặt do thường phải qua quá trình in nhiều màu nên được làm từ bột hóa tẩy trắng , hoặc có khi còn được tráng phấn . Lớp mặt phía trong được làm từ hỗn hợp của bột hóa và bột cơ . Khi sử dụng làm bao gói thực phẩm , bột giấy phải không được chứa những tạp chất có khả năng thấm hay dẫn truyền làm thực phẩm có mùi lạ. 1.1.2.3 Công dụng của một số loại bìa carton Bảng 1 Công dụng một số loại bìa carton Loại giấy Công dụng Giấy Duplex Loại bìa có ít nhất hai lớp , lớp ngoài cùng có chất lượng tốt nhất và thường có màu trắng , lớp dưới có màu bột không tẩy . Được tạo hình trên máy xeo dài hoặc xeo tròn ( ít nhất từ hai trục lưới ) Bao bì thực phẩm Loại bìa được sử dụng trong bao gói thực phẩm , có cấu trúc một hay nhiều lớp , thường làm từ bột chính phẩm đã tẩy trắng Carton sóng .Loại bìa nhiều lớp dùng làm những hộp chịu gấp . Lớp ngoài cùng được làm bằng bột chính phẩm , những lớp khác ( lớp sóng và lớp thẳng nằm phía trong ) có thể làm từ bột giấy thu hồi . Bìa ép Loại bìa nhiều lớp làm từ 100% bột thu hồi chất lượng thấp . Giấy đế Loại giấy sẽ được dùng để tráng phấn hay áp dụng một xử lý bề mặt nào đó . Bìa làm bao gói chịu lực Loại bìa dùng làm các loại túi chịu lực cao như bao xi măng , làm từ 100% bột hóa . 1.3 Tình hình ngành giấy carton ở nước ta Biểu đồ 1 Cơ cấu nhập khẩu giấy 2015 Tốc độ và tiềm năng tăng trưởng tốt. Bao bì giấy là sản phẩm chính của ngành giấy Việt Nam, chiếm gần 70% tổng tiêu thụ toàn ngành và 45% tổng kim ngạch nhập khẩu giấy năm 2015. Với quy mô dân số đông và tiềm năng tăng trưởng mạnh của ngành tiêu dùng trong nước cùng với triển vọng xuất khẩu được đẩy mạnh nhờ TPP, ngành bao bì giấy có triển vọng tăng trưởng khá tốt trong các năm tới. Cạnh tranh cao trong sản xuất bao bì thành phẩm tuy nhiên thiếu cung trong sản xuất giấy làm bao bì (giấy công nghiệp). Số lượng doanh nghiệp tham gia vào khâu sản xuất ra thành phẩm cuối cùng là bao bì giấy khá nhiều, với hơn 200 nhà cung cấp. Cạnh tranh giữa các doanh nghiệp này tương đối gay gắt, đặc biệt là giữa các doanh nghiệp trong nước với các doanh nghiệp FDI. Tuy nhiên, cạnh tranh trong phân khúc giấy công nghiệp (đầu vào để sản xuất bao bì giấy hiện tương đối thấp do số lượng doanh nghiệp ít và nguồn cung chưa đáp ứng đủ nhu cầu. Hiện khoảng 40% nhu cầu giấy công nghiệp vẫn phải nhập khẩu. Rào cản gia nhập ngành chủ yếu ở yếu tố vốn. Bao bì giấy là sản phẩm phụ trợ cho công nghiệp chế biến, không có tính đặc trưng và khác biệt lớn. Sản phẩm cũng không cần xây dựng kênh phân phối và không có rào cản về chính sách của Chính phủ. Rào cản gia nhập ngành chủ yếu ở yếu tố vốn, khi suất vốn đầu tư một nhà máy bao bì là khá lớn, đòi hỏi doanh nghiệp phải có tiềm lực tài chính tốt. Đây cũng là nguyên nhân khiến các doanh nghiệp vốn đầu tư nước ngoài đang thống lĩnh thị trường bao bì giấy Việt Nam. Quy định cao về bảo vệ môi trường trong sản xuất giấy công nghiệp. Ngành giấy là một trong những ngành sản xuất gây ô nhiễm môi trường nhất, đặc biệt là môi trường nước. Việt Nam quy định khá khắt khe về các tiêu chuẩn môi trường trong sản xuất giấy, trong đó một số tiêu chuẩn còn cao hơn cả Châu Âu. Tuy nhiên, theo thống kê thì hiện nay 90% các doanh nghiệp trong ngành không có hệ thống xử lý nước thải hoặc có nhưng chưa đạt yêu cầu, chỉ thực hiện để đối phó. Thuế suất xuất nhập khẩu. Thuế nhập khẩu giấy phế liệu phục vụ sản xuất giấy công nghiệp hiện tại chủ yếu ở mức 0%. Thuế suất nhập khẩu giấy kraft phổ biến ở mức 15% và các loại giấy bìa khác ở mức 10%. Tuy nhiên, giấy nhập khẩu từ các nước thuộc ASEAN, ACFTA, ASEAN – Hàn Quốc, ASEAN – Úc – Newzealand theo các hiệp định FTA sẽ có mức thuế nhập khẩu 0% và từ ASEAN - Ấn Độ ở mức 5%. Ngoài ra, sau khi Việt Nam gia nhập TPP thì thuế nhập khẩu giấy công nghiệp từ Nhật Bản (quốc gia có ngành công nghiệp giấy rất phát triển) cũng sẽ giảm xuống 0%. Bảng 2 Một số nhà máy sản xuất giấy carton Biểu đồ 2 Kim ngạch nhập khẩu các loại giấy làm bao bì chính ( triệu USD) Nguồn : Bộ Công thương , BVSC tổng hợp CHƯƠNG 2 SƠ LƯỢC VỀ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CARTON 2.1 Nguyên vật liệu sản xuất giấy carton Giấy carton được sản xuất với nguyên liệu chính là giấy tái chế và giấy sau khi sử dụng và nguyên liệu phụ gồm kiềm , nhựa thông và chất tẩy trắng . Thông thường thành phần trong giấy carton có khoảng 74% giấy , 22% polyethylene và 4% nhôm . Carton dùng trong môi trường nhiệt độ thấp có khoảng 80% giấy và 20% polyethylene. 2.2 Quy trình sản xuất giấy carton Giấy phế liệu sau khi được thu gom từ các cơ sở thu gom phế liệu sẽ được đóng thành các thùng , kiện hàng để chuyển đến nhà máy . Tại đây , giấy phế liệu sẽ được trộn lẫn với nước trong máy xay để trích xuất tất cả các sợi giấy từ nhựa và nhôm . Lúc này các sợi giấy đã sẵn sàng để đưa vào sản xuất thành giấy cuộn . Từ giấy cuộn đưa vào máy chạy sóng và các máy móc khác tạo thành giấy carton. Sơ đồ 1 Sơ đồ sản xuất giấy carton Nguyên liệu Ghim sắt , băng dán , nilon, bụi Tiếng ồn , bụi Tiếng ồn , bụi Nước thải Tiếng ồn Tiếng ồn Nước thải Sản phẩm Giấy cuộn Sấy khô Xeo Đánh tơi Nghiền Ngâm Phân loại Nước , hóa chất Than Lò hơi Xí than 2.2.1 Máy xeo nhiều lưới Máy xeo tròn là loại cũ nhất trong nhóm này ( phát hiện năm 1807) . vào năm 1870, một số lớn máy xeo tròn đã được sử dụng để sản xuất bìa nhiều lớp , sau này máy xeo dài được cải tiến ( như bổ sung thùng đầu ) cũng sử dunjng được cho mục đích này . Nguyên tắc cơ bản của việc tạo hình các loại giấy bìa này là lớp thứ hai được tạo hình trên bề mặt lớp thứ nhất trong khi chúng vẫn còn ở trạng thái ướt ngay trên lưới xeo . Kỹ thuật này ngày nay được sử dụng rất phổ biến . 2.2.1.1 Máy xeo lưới tròn Nguyên tắc tạo hình trên máy xeo lưới tròn tựa như một thiết bị lọc , làm cô đặc bột nhờ trọng lực . Một hình trụ rỗng đặt theo phương ngang với một bề mặt lưới ( bằng kim loại hay chất dẻo tổng hợp )- hay gọi là trục lưới ( lô lưới) được quay trong một bể chứa huyền phù bột có nồng độ thấp . Nước chảy qua trục lưới này sẽ để lại trên mặt lưới lớp đệm sợi . Tốc độ thoát nước được xác định dựa vào tính chất của huyền phù bột và độ chênh lệch giữa mức chất lỏng trong bể và mực nước bên trong trục lưới . Lớp sợi được lấy ra khỏi lưới nhờ một chăn đỡ trên một trục bụng có bọc lớp cao su mềm . Máy xeo tròn vận hành kiểu ngược dòng và kiểu thuận dòng . 2.2.1.2 Máy xeo tròn loại bể khô Khái niệm về bể xeo khô được phát triển từ đặc điểm là sự tạo hình của lớp sợi trên lưới xeo xảy ra trong giai đoạn đầu của quá trình ngâm trục lưới vào bể bột. Bằng việc hạn chế huyền phù bột trong một không gian nhỏ của bể chứa , sẽ có ít bột bị cuốn trôi đi và nhờ đó cải thiện được sự tạo hình. Loại máy xeo tròn bể khô này làm giảm thể tích bể chứa chỉ còn một nửa , như vậy giảm được không gian chiếm chỗ . Đồng thời thiết bị kiểu này còn cải thiện được độ đồng đều cho định lượng trên toàn băng giấy . 2.2.1.3 Máy xeo tròn có hộp hút chân không Sự phát triển đáng quan tâm cho việc thiết kế máy xeo là tìm hạn chế hơn diện tích tạo hình và sử dụng quá trình tách nước bằng chân không. Việc kiểm tra diện tích vùng tạo hình có thể nhờ vào một bể điều hòa . Sự tạo hình bắt đầu với một thùng đầu thủy lực , kế đó việc tạo lớp đệm sợi trên lưới và sự thoát nước nhờ các hộp hút có thể điều chỉnh độ chân không tăng dần . Tốc độ dòng bột có thể được kiểm tra bằng bể điều hòa với tốc độ tương đương với tốc độ trục lưới. Như vậy làm giảm ảnh hưởng của tính định hướng trong quá trình tạo hình , tốc độ này có thể tăng đến 300 mét/phút. 2.2.1.4 Máy xeo tròn áp lực Beloit đã cải tiến máy xeo có hộp hút chân không thành máy xeo tròn thủy lực . Độ chênh áp sẽ dễ dàng được kiểm tra hơn với hệ thống chân không và áp suất thủy lực được gia tăng trong lớp tạo hình . Hệ thống ống dẫn được thay thế bằng việc sử dụng ống thắt điều chỉnh được có vai trò như bộ phận kiểm tra dòng chảy .Ưu điểm của loại máy xeo tròn thủy lực này là có thể bố trí nâng cấp cho một số máy xeo tròn cũ có sẵn . 2.2.1.5 Lưới xeo tròn có thùng đầu kiểu xeo dài Cơ sở của thiết kế này là vẫn duy trì hình dạng như máy xeo tròn huyền phù bột từ thùng đầu được nạp vào lưới tạo hình tại đỉnh trục lưới . Băng giấy kế tiếp sẽ được tạo thành giữa trục lưới và chăn . Trong vùng này , áp suất gia tăng để làm thoát nước từ chăn và băng giấy . Trục lưới sau khi quay một đoạn tương ứng với góc 2000 sẽ gặp phần hút nước . Mặc dù loại thiết kế này cho chất lượng giấy tốt nhưng tốc độ của nó bị hạn chế do lực ly tâm tại bề mặt của trục lưới . Những cải tiến kế tiếp có quan tâm đến việc làm tăng tốc độ máy nhưng độ phức tạp và chỉ phí đầu tư cũng tăng dần . 2.2.1.6 Máy xeo dài nhiều lưới Vào năm 1930 , một vài nhà máy ở Châu Âu sản xuất bìa carton với sự bố trí nhiều máy xeo lưới dài , các băng giấy trên từng lưới có thể được kết hợp với nhau ngay lúc còn ướt . Dù đầu tư có tương đối cao nhưng phương pháp cho phép sản xuất bìa carton nhiều lớp chất lượng cao và có tốc độ tăng đáng kể . Từ những năm 1980 trở đi , máy xeo dài nhiều lưới đã được lắp đặt phổ biến , nó được áp dụng để làm những loại giấy có định lượng từ thấp đến trung bình , số lớp bìa hạn chế là 4 và thường dùng các loại bột chính phẩm . 2.2.2 Thoát nước qua lưới 2.2.2.1 Ép Với loại bìa carton nhiều lớp , đặc biệt loại định lượng cao , quá trình ép cần được thực hiện từ từ , êm dịu để tránh hiện tượng nén giấy ( ép nát) hay tạo túi khí giữa các lớp giấy . Đồng thời cũng bảo vệ được độ khối và lực liên kết giữa các lớp giấy. Yêu cầu cơ bản là tác động của ứng suất kéo trên băng giấy cần được giảm thiểu và mỗi khe ép cần có thiết kế đặc biệt tương ứng với lượng nước được tách ra ở mỗi khe ép . Trên máy xeo lưới tròn, chăn phải có độ bền đủ lớn để dằn băng giấy ướt , đồng thời cũng phải có độ thấm nước đủ lớn để lấy nước nhanh , thêm nữa chăn phải có bề mặt đủ mịn . 2.2.2.2 Sấy Sấy bìa carton có cấu trúc nhiều lớp đòi hỏi những yêu cầu đặc biệt vì nó có bề dầy cao và cấu trúc cũng đặc biệt . Hai yếu tố này có ảnh hưởng rất lớn đối với tốc độ truyền nhiệt từ bề mặt đến tâm của băng giấy hay tốc độ khuếch tán nhiệt từ tâm đến bền mặt . Số trục sấy khá lớn , ở một số máy cũ có thể lên đến cả trăm trục . 2.2.3 Hoàn tất Hai phương pháp cơ bản để có được bề mặt hoàn tất của sản phẩm bìa carton nhiều lớp là tráng keo bằng dao gạt và cán bằng trục mài láng . 2.2.3.1 Tráng keo bằng dao gạt Sự làm phẳng và làm vững chắc bề mặt giấy được thực hiện bằng việc sử dụng 2 hay 3 trục ép keo được trang bị với 3 hoặc 4 hộp nước để đưa dung dịch tinh bột ( hay dung dịch keo thích hợp khác ) lên bề mặt giấy . Điều này làm tăng tính kháng xù lông cho mặt giấy . Trong xử lý này , độ ẩm ban đầu của sản phẩm giấy bìa khoảng 3% và sau xử lý khoảng 6% . Nếu độ ẩm trước xử lý cao hơn , độ khối sản phẩm sẽ bị giảm đáng kể . Khả năng bắt ẩm của giấy phụ thuộc vào tốc máy và sự gia keo bề mặt và thường được giới hạn khoảng 1% cho mỗi dao gạt. 2.2.3.2 Trục mài láng Để có được bề mặt phẳng và bóng , bìa carton sẽ được sấy khô một phần rồi được ép trên một trục bóng đường kính lớn ( trục Yankee) . Phương pháp này giúp duy trì được độ khối cho giấy bìa và bề mặt có được sẽ đặc biệt thích hợp cho những quá trình tráng phấn sau này . Tuy nhiên , phương pháp này chỉ hạn chế đối với giấy tương đối xốp và định lượng không quá 450gr/m2 , vì lúc này hơi ẩm tách ra sẽ phải khuếch tán qua một tập hợp nhiều lớp giấy khá dầy . Do sự sấy khô khác nhau giữa hai mặt tờ bìa , có thể làm xuất hiện ứng suất trong cấu trúc lớp của sản phẩm và ảnh hưởng của chúng có thể sẽ biểu hiện trong những xử lý sau này , như gây ra hiện tượng bìa bị uốn quoăn . Do vậy đối với những phần khác nhau của buồng sấy cần phải được kiểm tra thật chặt chẽ . 2.2.4 Liên kết giữa các lớp trong cấu trúc bìa carton Lực liên kết giữa các lớp của bìa carton là một thông số rất quan trọng , nhất là đối với những loại hộp carton . Trong những năm gần đây , do có sự thay đổi của phướng pháp tạo hình ( xeo) , đã có một sự thay đổi đáng kể trong việc cải thiện sự liên kết giữa các lớp . Việc sử dụng máy xeo có áp suất đã làm thay đổi nhiều tính chất của từng lớp giấy , cải thiện quá trình tạo hình như cấu trúc bìa theo hướng bề dầy đồng đều và tính định hướng cũng được giảm . Tuy nhiên , tính hai mặt có tăng là do sự phân bố của thành phần mịn . Ngoài ra , càng ngày nhu cầu về gia công vật phẩm trong ngành giấy và bao bì càng tăng nên việc cải thiện liên kết trong cấu trúc bìa nhiều lớp lại càng được quan tâm . VD: trong phương pháp in bảng kẽm , giấy in phải chịu được ứng suất dịch chuyển cao . Hiểu được các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng liên kết giữa các lớp sẽ giúp cho việc tối ưu các quá trình sản xuất và xử lý giấy – đặc biệt các loại carton chất lượng cao . Lực liên kết giữa các lớp là chỉ số liên quan đến khả năng chống lại sự tách lớp trong cấu trúc bìa nhiều lớp dưới tác động của lực kéo áp dụng theo phương thẳng góc với mặt phẳng giấy . Liên kết này phụ thuộc vào tương tác cơ học của thành phần mịn và các sợi con có tại bề mặt tiếp giáp giữa các lớp và sự phát triển của liên kết hydro giữa các sợi khi tiếp xúc với nhau . Để đạt được mức độ liên kết cao nhất, cần phải có một số điều kiện sau: Thành phần mịn tại bề mặt tiếp xúc sẽ lắp đầy lỗ trống và làm tăng cường hơn bề mặt tiếp xúc giữa các lớp . Thực tế đã chứng minh rằng nếu phần mịn được lấy đi khỏi một hay hai bề mặt , lực liên kết lớp sẽ giảm đi một nữa . Như vậy nếu các lớp có tính hai mặt ( tính không đồng nhất về thành phần ở mặt trên và lưới của băng giấy ) khá lớn , sẽ gây những ảnh hưởng bất lợi cho liên kết lớp . Nước tự do phải được hiện diện tại khe ép để hỗ trợ cho sự di chuyển của thành phàn mịn. Nồng độ bột thấp do vậy là một yếu tố thuận lợi . VD một lớp có nồng độ dưới 9% thì lớp kia phải có nồng độ cao từ 18%-20% thì có thể đảm bảo lực liên kết không bị giảm . Quá trình thủy hóa và chổi hóa cũng làm phát triển liên kết . Khi các lớp giấy càng mỏng , lực liên kết giữa chúng càng lớn ( khi so sánh hai tờ bìa ở cùng một bề dầy ) . Với các lớp mỏng , sự định hướng của sợi tại bề mặt tiếp xúc được xem là tương đương như sự định hướng trong khối sợi và khi các lớp mỏng thì lực liên kết giữa chúng sẽ gần tương đương như lực liên kết giữa chúng sẽ gần tương đương như lực liên kết trong từng lớp thành phần . Khi áp suất ép giữa trục bụng và trục ép tăng thì lực liên kết giữa các lớp cũng tăng. Tuy nhiên , áp suất này chịu giới hạn nghiêm ngặt của lượng nước hiện diện . Chỉ tại hai hoặc ba khe ép sau cùng thì mới có thể giữ được một tải trọng đủ lớn vì sự phân bố tải trọng khe ép rộng hơn . Việc thành lập liên kết giữa các lớp thường dễ dàng hơn việc duy trì được nó . Ở các giai đoạn gia công tiếp theo , do sự hiện diện của lực chuyển dịch , có thể gây ra ảnh hưởng đối với liên kết này . Sự giảm liên kết này theo hai cơ chế cơ bản là : Lực nén ở khe ép có khuynh hướng làm cuốn mép của bề mặt giấy tại cạnh đi vào khe ép . Nếu một trong các trục có lớp phù tương đối mềm , sự biến dạng này là đáng kể . Sự uốn cong lớp bìa sẽ càng trở nên nghiêm trọng hơn khi bằng giấy khô hơn, dầy hơn , cứng hơn hay là khi bán kính uốn cong nhỏ hơn . Để giảm thiểu những vấn đề liên quan đến hiện tượng uống cong , cần tăng đường kính trục ép để giữ ứng suất trong một giới hạn cho phép . 2.2.5 Tính chất bìa carton Chỉ tiêu đánh giá chủ yếu là bề dầy . Do vậy người sản xuất sẽ có lợi khi sử dụng những loại bột cho độ khối cao ( tỉ trọng thấp ) để làm giảm trọng lượng băng giấy và giảm giá thành . Thường loại bột giấy thu hồi mà thành phần chính là giấy báo được sử dụng chủ yếu làm những lớp phía trong của bìa carton . Trong quá trình hình thành , điều mong muốn là có được nhiều sợi mà trục của chúng song song vơi mặt phẳng bằng giấy và được định hướng một cách ngẫu nhiên . Nếu điều kiện này được đáp ứng , tờ giấy sẽ rất vững và độ bền lực ở mọi hướng là tương đương nhau. Tuy nhiên , khi sản phẩm giấy cần có độ khối , thì cần phải có một phần sợi được định hướng theo phương vuông góc với mặt phẳng giấy . Máy xeo tròn , đặc biệt loại ngược dòng , có ưu điểm hơn máy lưới dài là tạo được nhiều sự định hướng theo phương vuông góc hơn ( tuy nhiên cũng sẽ có nhiều sợi hơn được định hướng theo chiều quay của trục lưới ) . Tính chất quan trọng nhất đối với phần lớn các loại bìa carton là độ cứng ( hay còn gọi là độ kháng bẻ cong ). Những lớp ở mặt ngoài ( lớp trên và lớp dưới ) là lớp đóng góp cho độ cứng nhiều nhất , còn các lớp phía trong sẽ đóng góp cho độ khối . 2.2.6 Gia công vật phẩm Ở Bắc Mỹ, giấy và bìa cactong được qua giai đoạn gia công vật phẩm trước khi đưa ra thị trường tiêu thụ. Qúa trình in báo, in sách, in tạp chí không được xem là “gia công vật phẩm”. Tuy nhiên, trong nhiều phân xưởng, in cũng được xem là một công đoạn của quá trình gia công này. Qúa trình gia công vật phẩm có thể được xếp vào hai nhóm chính: Gia công ở trạng thái ướt như: tráng phấn, dán lớp, tạo sóng, ngâm tẩm, dập hình nổi, tạo nếp nhún ướt... Gia công ở trạng thái khô như: làm túi xách, đế hộp, giấy bao gói, cắt và xếp giấy, ép nóng, cắt, cuộn... 2.2.6.1 Tráng (coating) Tráng trong phần “gia công vật phẩm” cũng tương tự như tráng phấn trong quá trình gia công bề mặt. Nhưng ở đây thường là tạo một lớp tráng kháng nước, có khả năng chống thấm khí, ẩm, dầu mỡ..., như tráng lên giấy lớp vecni, nhựa, sáp... 2.2.6.2 Dán lớp Dán nhiều lớp: Hai hay nhiều băng giấy được gián chồng lên nhau để tạo ra sản phẩm giấy dày hơn, chịu lực cao hơn, đanh cứng hơn, hay để tạo ra những sản phẩm giấy có tính chất bề mặt khác nhau. 2.2.6.3 Tạo sóng Tạo sóng là giai đoạn cơ bản của quá trình sản xuất cactong sóng. Loại bao bì này có giá thành thấp và lại có độ cứng, độ chịu lưc cao. Có thể có nhiều loại trong nhóm này như loại một mặt, hai mặt, hai lớp, ba lớp... tùy theo yêu cầu về độ bền và độ cứng. Hoặc có thể phân loại theo lớp sóng như sóng A, sóng B, sóng C, sóng E (phân loại này dựa vào bề dầy của lớp sóng và số sóng trên mỗi inch chiều dài). 2.2.6.4 Ngâm tẩm giấy Ngâm tẩm (hay bão hòa) giấy được thực hiện đối với nhiều loại sản phẩm, như các loại giấy trang trí, giấy chịu dầu, giấy chống thấm Qúa trình gia công khái quát là cho băng giấy đi qua một hay nhiều bể chứa chất thấm (dạng dung dịch hay nóng chảy), kế đó sấy khô hay làm nguội. Băng giấy được cuộn lại hay cắt thành tấm trong trường hợp sản phẩm quá cứng và giòn. 2.2.6.5 Gia công vật phẩm dạng khô Đó là những công đoạn cắt và dán túi, hộp, các loại bao bì khác. Các loại công đoạn này được thực hiện trên các thiết bị gia công cơ học như máy cắt, máy gấp, dán, tạo hình. 2.2.7 In 2.2.7.1 Khái niệm In là công đoạn xử lý để đưa một hình ảnh nào đó lên một mặt giấy với số lượng lớn. In chỉ hạn chế trong phạm vi các phương pháp in tiếp xúc, sự nhân bản được thực hiện nhờ một bản in hy một bộ phận mang hình ảnh nào đó trên máy ép, các phương pháp này ngày nay vẫn còn chiếm tỷ lệ khoảng 90% trong công nghệ in trên toàn cầu. Công nghệ in có liên quan chặt chẽ với công nghệ giấy, nó là ngành công nghiệp tiêu thụ giấy và cactông nhiều nhất. Để có thể cung cấp được những sản phẩm giấy, cactông phù hợp cho quá trình in, nhà sản xuất giấy phải hiểu được những yêu cầu của các phương pháp và các thiết bị in. Hai yếu tố cơ bản cần được chú ý là khả năng chạy máy và khả năng in của các loại giấy và bìa carton. Khả năng chạy máy là khả năng kháng đứt khi tờ giấy được chạy trên máy in. Tính chất này liên quan trực tiếp đến năng suất sản xuất. Tính chất quan trọng của sản sản phẩm giấy là độ bền, độ đồng đều và không có những khuyết tật. Khả năng in là ảnh hưởng của giấy đối với độ chính xác của hình ảnh cần được in trên giấy. Các tính chất quang học như độ trắng, độ che phủ, màu, độ sáng, độ trơn láng, độ xốp và độ gia keo là những thông số quan trọng. Trong công nghệ in, để thể hiện được một hình ảnh trên mặt giấy, người ta chuyển hình ảnh thành tập hợp của những điểm không liên tục có kích thước khác nhau. Những điểm khá lớn được nối với nhau sẽ tương ứng với những chổ mờ (chổ tối) và những điểm nhỏ thì tương ứng với những chổ sáng. Khi các điểm càng nhỏ, mắt càng có ấn tượng là hình ảnh liên tục và như vậy các chi tiết được thể hiện rõ hơn. 2.2.7.2 Công nghệ in Công nghệ in chủ yếu dựa vào đặc điểm của bản in, được phân thành 4 loại chính sau: In Typo hay in chữ nổi: quá trình in được thực hiện trên bề mặt nổi. In Lito hay in từ bề mặt phẳng ( kiểu in phổ biến nhất là in offset). In chìm: in từ một bề mặt chìm. In lụa. 2.2.7.3 In Typo ( hay gọi là in chữ nổi – letterpress) Trong phương pháp này, một bề mặt cứng – chính là bản in, sẽ được phết mực và hình ảnh mang mực này sẽ được đưa lên mặt giấy dưới tác động của một áp suất. Mực in bao gồm 8 – 10% cacbon phân tán trong dầu. Cho quá trình in báo và phần lớn các quá trình in thương mại , bản in typo chế từ kim loại nóng. Các polymer cảm quang hay những bản in nổi bắt đầu thay thế những bản chì vào cuối năm 1960 và từ năm 1980 các bản chì hầu nhhư không còn sử dụng. Trong những xưởng in nhỏ, trên các máy in giấy được nạp từng tờ một, nhưng thông htường giấy được nạp vào liên tục để đảm bảo được năng suất. Sản phẩm in thường là giấy báo, tạp chí, biểu quảng cáo ,.Trong mọi kiểu thiết bị giấy được nạp vào liên tục, việc chuyển hình ảnh lên giấy được thực hiện từ một khe in tạo thành từ trục có khắc hình và một trục nén có phủ cao su khô rất nhanh). Hình 2.Khuôn chữ chì in Typo 2.2.7.4 In lito – In từ bề mặt phẳng Nguyên tắc của phương pháp dựa vào tính chất không trộn lẫn vào nhau của dầu và nước. Những vật liệu sử dụng cũng như các công đoạn xử lý trong quá trình chuẩn bị bản in cần được thực hiện sao cho bề mặt của hình ảnh cần in sẽ có khả năng nhận được phần mực tan trong dầu. Trong khi phần không có hình ảnh trên bản in là phần ưa nước sẽ không nhận được mực in. Trên máy in, khi quay nó sẽ được tuần tự tiếp xúc với những trục mang mực và mang nước thấm ướt. Nước sẽ thấm ướt những vùng không có hình ảnh trên trục khác, mục đích là chỉ có những vùng mang hình ảnh nhận được mực in ( mực đã pha dầu không thấm nước ). Phần lớn các máy in lito sử dụng một trục trung gian, là trục phủ bằng cao su trước khi thực hiện việc đưa hình ảnh lên giấy. Đây là nguyên tắc của phương pháp in offset, do vậy mà in lito có thể được xem đồng nghĩa với in offset và phương pháp này có một số ưu điểm Thời gian sử dựng bản in và chất lượng in cao. Trục trung gian bằng cao su có tính đàn hồi, do vậy có thể đáp ứng được những chổ không đồng đều trên mặt giấy, nhờ vậy vân có thể tạo được hình ảnh đẹp trên bề mặt giấy có độ nhẫn không cao. Mực in sử dụng cho in lito có độ nhớt cao, độ dính cao, nó tác động một lực hít đáng kể trên bề mặt giấy khi nó rời khỏi trục cao su trung gian. Do vậy giấy sử dụng trong phương pháp in offset phải có bề mặt nhẫn, không có hiện tượng sợi bị xù ra trên mặt giấy, và đồng htời phải có độ bền cao để không làm giảm chất lượng in. Hình 3. Một bản in Lito năm 1902, 33 x 24 cm 2.2.7.5 In ảnh chìm Trong kỹ thuật in ảnh chìm, bộ phận mang hình ảnh là một bản đồng hay một trục có phủ lớp đồng. Trên đó có những hốc lõm xuống do ăn mòn axit hay do công đoạn khác từ những phiên bản kín hiển vi. Mực khá lỏng được đưa vào bảng đồng hay trục đồng như một dao gạt. Kế đó mực từ trục đồng này sẽ chuyển qua mặt giấy khi giấy đi qua khe in – là khe giữa trục khắc ( trục phủ lớp đồng ) và trục in là trục phủ cao. Phần lớn các máy in ảnh chìm có nạp nguyên liệu giấy liên tục. Phương pháp in ảnh chìm cho rất liệu in rất tốt, nhưng chi phí để chế bản in lại rất cao và thời gian chuẩn bị khá dài nên có hạn chế với những hợp đồng lớn và thời gian ngắn. Bản in bằng crom rất bền, có thể sản xuất tới hàng triệu bản in. Phương pháp in ảnh chìm cần những loại giấy có độ nhẫn rất cao để có được sự tiếp xúc đồng đều với mực in từ các rãnh khác dưới tác dụng của một áp lực từ khe in. Có thể cải thiện chất lượng in hay sử dụng những loại giấy có độ nhẫn ko cao bằng cách sử dụng quá trình vận chuyển mực tĩnh điện. Trong phương pháp này, người ta sử dụng một điện áp lêm tờ giấy để tạo ra mặt khum lõm của mực in từ các rãnh khác, điều này làm phồng hạt mực khi tiếp xúc với băng giấy. 2.2.7.6 In lụa Trong phương pháp này, hình ảnh được in bằng việc đưa mực in lên một khuôn trổ rất mịn và phái dưới khuôn là băng giấy. Phương pháp này thích hợp với quy mô nhỏ. Khuôn trổ được làm bằng lụa hoặc cũng có thể làm từ vật liệu khác (chất dẻo, kim loại). Những chổ không mang hình ảnh trên khuôn sẽ được bảo vệ bằng một lớp giấy sáp hoặc bằng một lớp màng tạo ra bằng phép chụp cảm quang. Phương pháp này có thể tạo được những hình ảnh có nhiều gam màu, nhưng chỉ hạn chế ở qui mô nhỏ vì màng mực khá dày đòi hỏi thời gian sấy dài. Hình 4. In lụa 2.2.7.7 Chế bản in Ngoại trừ phương pháp in Typo (in nổi) còn sử dụng các bảng in bằng kim loại đúc, ngày nay các bản in đều được làm bằng các phương pháp in chụp. Khái quát, việc chế bản in gồm những bước sau: Trước tiên là việc chụp các hình ảnh cần in để tạo được một phim dương bản hay phim âm bản tùy theo phương pháp in sẽ được áp dụng. Hình ảnh này sẽ được đưa lên trục khắc đã được phũ sẵng lớp nhựa cảm quang. Trục khắc kế đến sẽ qua một số xử lý hóa học tùy vào từng công nghệ in. Để có bản in loại có nhiều màu sắc, người ta thực hiện ba quá trình in liên tiếp trên các trục in với ba màu cơ bản. CHƯƠNG 3– XỬ LÍ NƯỚC THẢI Ở NHÀ MÁY GIẤY CARTON Bên cạnh những lợi ích mà ngành sản xuất Giấy và bột giấy mang lại thì ngành sản xuất trên cũng là một ngành phát sinh nhiều nước thải với nhiều thành phần ô nhiễm khác nhau do sử dụng nhiều nước và hóa chất ( hồ , phù , chất độn và phụ gia ) trong quá trình sản xuất . Nước thải với lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm cao có thể gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường nếu như nước thải không được xử lý phù hợp . 3.1 Đặc trưng của nước thải công nghiệp Giấy-bột giấy Nước thải sản xuất bột giấy : Thành phần nước thải bột giấy phụ thuộc vào nguyên liệu và công nghệ sản xuất . Ước tính để sản xuất một tấn sản phẩm có thể phát sinh từ và chục đến vài trăm mét khối nước thải . Bột giấy có thể làm từ bột không tẩy hoặc có tẩy tắng . Để tẩy trắng bột giấy , tùy vào công nghệ các chất oxy hoác khác nhau như hydroperoxit , clo, clodrioxit, sẽ được sử dụng . Dó đó nước thải từ công đoạn tẩy trắng thường chứa nhiều hóa chất ảnh hưởng xấu đến môi trường , nhất là khi chất tẩy là clo . Nước thải sản xuất giấy : Giấy , bìa có thể sản xuất từ bột giấy mới, tái sinh hoặc hỗn hợp , tẩy trắng hoặc chưa tẩy trắng . Đối với loại hình sản xuất giấy từ bột giấy nước thải phát sinh dao động trong khoảng 0.5-13,5m3/tấn sản phẩm . Do sử dụng nhiều phụ gia vô cơ , nước thải của nhà máy giấy thường đục hơn nhiều so với nước thải nấu bột . Trong phần lớn các nhà máy giấy nước thải thường được xử lí sơ bộ bằng các thiết bị tách cặn , thu hồi bột và nước , vì vậy chất lượng nước thải phụ thuộc rất nhiều vào mức độ tuần hoàn tái sử dụng nước , nước thải sẽ có độ đậm đặc cao hơn nếu tái sử dụng nhiều lần . Trong công nghiệp sản xuất Giấy – bột giấy thì phần nước thải nhà máy giấy thuần túy ( không sản xuất bột giấy ) là khá sạch chủ yếu là nước thải từ khâu xeo giấy , tạp chất cơ bản là cặn lơ lửng ( thường là xơ sợi , bột độn , bột màu , phụ gia ,) ,thành phần chất hữu cơ thường không quá cao , BOD5 của lưới xeo thường dao động 150-350mgO2/L. Đối vơi nhà máy sản xuất bột giấy thì loại nước thải đậm đặc và khó xử lí nhất là nước thải dịch đen , lượng kiềm dư có thể lên tới 20g/L , COD dao động ở mức hàng chục ngàn cho đến 100,000 mg/L . Đối với nhà máy sản xuất giấy từ giấy tái chế thì thành phần ô nhiễm chủ yếu là SS, COD và BOD5 với nồng độ cao . Bảng 3 Thành phần nước thải của nhà máy Giấy Chỉ tiêu Đơn vị Nguyên liệu gỗ mềm Nguyên liệu tái chế Giấy carton Giấy vệ sinh Giấy bao bì pH _ 6,9 6,8-7,2 6,0-7,4 Màu Pt-Co 1500 1.000-4.000 1.058-9.550 Nhiệt độ 0C _ 28-30 28-30 SS mg/L 4.244 454-6.082 431-1.037 COD mgO2/L 4.000 868-2.128 741-4.130 BOD mgO2/L 1.800 475-1.075 520-3.085 N tổng mg/L 43,4 0.0-3,6 0,7-4,2 P tổng mg/L 2,0 _ _ SO42- mg/L 116 _ _ 3.2 Các chất gây ô nhiễm chủ yếu ở nhà máy giấy carton 3.2.1 Các chất có nhu cầu về oxy Đây là những chất mà ta phải tiêu tốn 1 lượng oxy để oxy hóa chúng đến dạng hợp chất bền nhất và đó chính là lượng oxy theo lý thuyết . Ký hiệu là ThOD ( Theoretical Oxy Demand) , đơn vị đo đạc là g hoặc mg oxy/ đơn vị thể tích . Trong thành phần của nước thải , các chất có nhu cầu về oxy chủ yếu là các hợp chất hữu cơ . Thưc tế các phương pháp tiến hành đo đạc lượng oxy tiêu tốn cho quá trình oxy hóa không đạt tới chỉ số ThOD và mức độ sai lệch tùy thuộc vào từng phương pháp , tương ứng ta có được các chỉ số BOD, COD, TOC, TOD. 3.2.1.1 BOD ( Biochemical oxygen demand ) Chỉ số này phản ánh lượng oxy cần thiết để oxy hóa các hợp chất hữu cơ có trong mẫu nước thải ( đơn vị so sánh là một lít) nhờ hoạt động các vi sinh vật . Giá trị được chọn để so sánh là BOD5 , BOD của vật mẫu được ủ trong 5 ngày ở nhiệt độ ổn định là 20oC . Trong phương pháp này , nếu như lưu lượng oxy hòa tan trong vật mẫu nhỏ hơn lượng oxy cần thiết cho quá trình oxy hóa khử trong 5 ngày. Đây chỉ là chỉ số sử dụng rôngj rãi nhất, nó phản ánh mức độ o nhiễm của mẫu nước và dùng để tính toán, thiết kế thiết bị xử lý nước thải bằng phương pháp vi sinh . Tuy nhiên, nó vẫn có vài hạn chế như: Đòi hỏi nồng độ vi khuẩn cao, thích nghi với điều kiện môi trường. Cần phải hạn chế tối đa các tạp chất có trong mẫu có khả năng phân hủy các vi sinh vật như kim loại nặng, axit, kiềm và các độc tố. Đòi hỏi thời gian dài. Kết quả chỉ liên quan đến hợp chất hữu cơ. 3.2.1.2. COD Đây là chỉ số phản ánh lượng oxy cần thiết đẻ oxy hóa các chất có nhu cầu về oxy có trong một lít mẫu nước thải nhờ các tác nhân oxy hóa mạnh. Lượng oxy này được đo thông qua lượng tác nhân đã sử dụng cho phản ứng oxy hóa khử. Tác nhân oxy hóa là KmnO4 hay K2Cr2O7. Quá trình oxy hóa được thực hiện ở nhiệt đọ phòng ổn định và có sự hiện diện của chất xúc tác là Ag2SO4. Phương pháp này khắc phục được những hạn chế của phương pháp đo BOD như: Không sử dụng vi sinh vật. Không cần loại trước các độc tố. Thời gian ngắn, chỉ 3 tiếng Có nhiều hợp chất oxy hóa hơn so với phương pháp oxy hóa sinh học nên chỉ số COD cao hơn BOD. Ngoài ra một ưu điểm khác nữa là sự thuận lợi trong việc điều khiển quá trình và tính toán kết quả. 3.2.1.3. TOC ( Total organic carbon) Đây là chỉ số phản ánh lượng cacbon hữa cơ tổng cộng có trong 1 vật mẫu. Phương pháp được tiến hành bằng cách nạp một lượng xác định mẫu vào lò đốt ở nhiệt độ cao, tại đây, cacsbon hữu cơ bị oxy hóa đến CO2 dưới sự hiện diện của chất xúc tác. Lượng CO2 được đo bằng máy phân tích hồng ngoại. Để tránh sai số do phần cacbon vô cơ, cần axit hóa và đuổi khí trước khi phân tích mẫu. Ưu điểm của phương pháp này là nhanh chóng, Tuy nhiên, TOC có giá trị nhỏ hơn lượng cacbon hữu cơ thực tế có trong mẫu do có một số hợp chất hữu cơ không bị oxy hóa. 3.2.1.4. TOD ( Total oxygen demand ) Đây là chỉ số phản ánh lượng oxy tổng cộng cần thiết để oxy hóa các hợp chất hữu cơ và vô cơ, chuyển chúng về trạng thái cuối cùng bền vững dưới sự hiện diện của chất xúc tác Pt trong lò đốt. TOD được xác định bằng cách khảo sát hàm lượng O2 hiện diện trong dòng khí mang nitơ. Việc xác đinh TOC và TOD cần một số thiết bị hiện đại chưa có ở Việt Nam. Còn việc xác định BOD và COD là những phương pháp rất đơn giản và kinh tế. Tuy nhiên, việc đo BOD cần đầu tư thiệt bị đắt tiền, thường chỉ có ở những đơn vị chuyên biệt hoạt động trong ngành môi trường. 3.2.2. Các chất hữu cơ tổng hợp Trong nhóm này có thể kể đến có bốn loại chính sau: thuốc tẩy, thuốc trừ sâu, dầu và dầu nhờn, hóa chất công nghiệp. Đặc điểm chung của nhóm này là: chúng là những chất độc hại đối với cơ thể sinh vật. Để xác đinh độ độc của chúng, ta tiến hành phương pháp thử sinh học với 2 thông số sau: Xác định nồng độ chủa chất thải tại lúc còn khoảng 50% sinh vật thử nghiệm còn sống sót trong khoảng thời gian xác định. Đây là giới hạn khả năng chịu đựng trung bình. Ký hiệu TLm hay LD50. Xác định nồng độ chất thải tối đa mà tại đó không gây ảnh hưởng đối với sinh vật thử nghiệm trong vòng 96 giờ. Thường khi độc tính của nước thải trong khoảng bằng 0,05 – 0,1 TLm thì sẽ không gây hại cho môi trường nước. 3.2.2.1.Thuốc tẩy Ngoài độ độc, ta còn quan tâm đến hiện tượng tạo bọt của chúng. Trong công nghiệp, thuốc tẩy thường được sử dụng để làm sạch các thiết bị công nghiệp. Trong quá trình nấu bột giấy có thể có sự tạo thành những chất hoạt động bề mặt tự nhiên cũng mang tính chất tẩy rửa. 3.2.2.2. Dầu và dầu nhờn Gây nên những vấn đề khó khăn do nó làm giảm sự thông thoáng khí và truyền dẫn tia sáng của chất lỏng. Ngoài ra, nó còn là tác nhân dễ bốc cháy. Trong công nghiệp giấy xuất xứ của dầu trong nước thải là dầu bôi trơn và dầu chạy máy. Định lượng dầu bằng cách trích ly tách dầu ra khỏi nước thải với dung môi là hexan. Sau đó cho hexan hóa hơi và ta đo được khối lượng của dầu. 3.2.2.3.Màu Thường có 2 khái niệm là màu thật và màu biểu kiến. Màu thật của nước thải được đinh nghĩa như là màu của nước sau khi đã loại bỏ độ đục ( chất cặn lơ lửng ). Màu biểu kiến không chỉ là màu do các chất hòa tan mà còn là do bởi các vật chất lơ lửng trong nước. Trong công nghiệp giấy và bột giấy, dòng nước thải có màu rất sậm, nguyên nhân màu là do từ nhiều giai đoạn khác nhau trong quy trình sản xuất. Ví dụ như quá trình sản xuất bột giấy theo phương pháp hóa học, lignin và các dẫn xuất của nó có trong gỗ bị hòa tan vào dung dịch nấu làm cho trong dung dịch có cường độ màu cao. Sự có mặt của màu sẽ có những bất lợi sau: Làm giảm sự truyền ánh sáng của tia sáng mặt trời do đó gây trở ngại cho quá trình quang hợp tức làm giảm hoạt động sống của các quần thể sinh vật sông dưới nước. Làm mất màu tự nhiên của nước và như vậy làm mất vẻ mỹ quan của dòng nước Ảnh hưởng đến những sử dụng nước thải công nghiệp và đô thi, như hao phí cho việc xử lý nước sẽ tăng lên, cũng như vô số vấn đề phức tạp sinh ra khi thiết bị hệ thống công nghệ. Các vật thể mang màu sẽ tao phức với kim loại như Fe, Cu tạo nên các chất lắng tủa có trạng thái như nhựa. Chất bã này như vậy sẽ lấy đi các kim loại có sẵn trong nước và điều này sẽ ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất bình thường đến quá trình trao đổi chất bình thường của các sinh vật sống trong nước và làm giảm hoạt động của nước. Ảnh hưởng đến hoạt động của cá và khả năng sinh sản của chúng BOD5 không đo được các vật thể mang màu mà chỉ có BOD20-100 mới có thể đo được. 3.2.3. Các hợp chất vô cơ và chất khoáng 3.2.3.1 Độ pH Độ pH của nước thải sẽ phụ thuộc vào loại phương pháp nấu bột, tẩy trắng bột và loại sản phẩm. Như pH thấp đối với bột sunfit vào cao đối với bột Kraft. Trong mọi trượng hợp pH đều được chỉnh đến khoảng 6 –8 trước khi sử lý sinh học hoặc thải ra môi trường, như vậy mới đảm bảo được sự tồn tại của các sinh vật sống trong nước. 3.2.3.2. Kim loại nặng Kim loại nặng liên quan đến công nghiếp giấy là: Al, Cr, Cu, Ni, Ti, Fe, Hg, Zn, chúng xuất thân tự: Hóa chất sử dụng trong quá trình sản xuất bột. Chất phụ gia trong quá trình làm giấy Sản phẩm của sự rò rỉ thiết bị. Tất cả các kim loại nếu có hàm lượng vượt quá một số giấy hạn nào đó đều trở thành những độc tố và có thể đánh giá bằng chỉ số TLm. Phần lớn nồng độ các kim loại được xác định bằng phương pháp quang phổ hấp thu nguyên tử. 3.2.4.Các chất cặn cáu Các chất rắn trong nước thải được phân thành 3 loại: Chất rắn tổng cộng được định nghĩa như phần chất còn lại sau khi làm hóa hơi nước thải ở 103-105o C. Chất rắn lơ lửng hay chất rắn có thể lọc được, được đánh giá qua chỉ tiêu TSS, đó là hàm lượng chất rắn lơ lửng có trong 1 đơn vị thể tích nước thải, được định nghĩa là loại chất rắn có đường kính khoảng 1um và sẽ được giữ lại trên phễu lọc trung bình. Chất rắn lơ lửng có thể được chia thành chất có thể lắng được và chất không thể lắng được. Chất có thể lắ được sẽ lắng dưới đáy của dụng cụ bình côn Inhoff sao 60 phút. Chất rắn hòa tan : là chất rắn qua được phiễu lọc trung bình bao gồm chất keo – có kích thước 1-10-3 µm – và chất rắn hòa tan thực sự - có kích thước dưới 10-3 µm . Chất được xem là gây ô nhiễm là những thành phần trong nước thải có thể lắng được và dẫn đến sự hình thành lớp bùn lắng ở đáy . Sự tích tụ của lớp bùn lắng này sẽ mang đến bất lợi như : Làm thay đổi thành phần của những sinh vật sống ở đáy Lớp bùn này sẽ lớp bớt nguồn oxy của lưu chất Các vi khuẩn kỵ khí sẽ gây nên các vấn đề về mùi do sự phân hủy lớp bùn và khí thoát ra từ sự phân hủy này sẽ làm cho bùn nổi lên bề mặt của lưu chất. 3.2.5 Các tác chất gây bệnh Liên quan chủ yếu đến các vi sinh vật bệnh lý , nấm mem , vi khuẩn , vi rút mà chúng gây bệnh cho con người . Nếu nhà máy giấy và bột giấy có hệ thống cống rãnh riêng cho nước thải sinh hoạt và chúng được xử lý riêng thì sẽ không có nguyên nhân nào cho sinh vật bệnh lý hiện diện trong dòng nước thải công nghiệp . Các nhà máy sản xuất thường thiết kế hệ thống cống rãnh như thế. 3.2.6 Các chất dinh dưỡng cho cây Liên quan chủ yếu đến nito , phốt pho , kali và ion kim loại . Nước thải trong công nghiệp giấy thường có hàm lượng nito , phốt pho thấp và do vậy sẽ có một khó khăn nhỏ nếu ta không bổ sung thêm lượng nito , phốt pho trước khi xử lý bằng phương pháp sinh học . 3.2.7 Các chất tải nhiệt Khi có một năng lượng nhiệt cấp vào nguồn nước làm cho nhiệt độ dòng nước tăng lên ta nói nước có sự ô nhiễm về nhiệt . Hiện tượng này làm cho vận tốc trao đổi chất của các chất sống trong nước tăng lên và do đó đòi hỏi lượng oxy lớn hơn trong nguồn nước . Ngoài ra , nhiệt độ tăng cũng làm giảm lượng oxy hòa tan trong nước ảnh hưởng đến sinh thái của con người. 3.3 Phương pháp xử lí nước thải của nhà máy giấy carton 3.3.1 Sơ đồ xử lí nước thải của nhà máy giấy carton Nguyên liệu : giấy tái chế ( giấy báo, carton cũ) Sơ đồ 2 Sơ đồ xử lí nước thải tương ứng Bùn hoạt tính Metan hóa TURB-OCIR CULA –TOR Trung hòa có thể đông tụ Hớt váng, bể đệm Nước thải chung Tuần hoàn bùn sản xuất Nước ra Tuần hoàn từng phần nước đã lắng trong sản xuất Làm đặc bùn Khử nước Hệ thống cần một bể điều hòa . Xử lí hóa lí bằng đông tụ - kết bông TURBOCIRCULATOR bằng cách phun nhôm sulfat và chất đa điện li vào bể nước thải và có thể loại bỏ được 95-99% chất rắn huyền phù . Có thể thay Turbocirculator bằng máy tuyển nổi Sediflotazur. Xử lí kị khí ( Metan hóa ) giảm được 60-90% COD của tải khi vào bể phản ứng kị khí thay đổi từ 6-40kg COD/m3.ngày . Metan được thu lại cho phép dùng làm chất đốt thay thế nồi hơi . Nước thải sau khi xử lí kị khí chưa đạt tiêu chuẩn thải vào nguồn nước thì phải xử lí tiếp theo bằng bùn hoạt tính để giảm BOD5 được khoảng 90% và COD được 80%. Trong quy trình công nghệ , sau khi xử lí hóa lí , tùy thành phần của nước thô và hiệu quả xử lí ta có các sơ đồ xử lí sinh học khác : Với kĩ thuật bùn hoạt tính , tiếp theo có hoặc không có lọc sinh học . Có thể thay kĩ thuật bùn hoạt tính bằng màng sinh học với các lọc sinh học . Bùn sinh học sơ cấp được tuần hoàn cho xử lí . 3.3.2 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. 3.3.2.1 Các giải pháp giảm thiểu chất thải Giải pháp giảm thiểu chất thải tại nguồn, mục đích là tìm hiểu tận gốc nguồn phát sinh ô nhiễm nhằm đánh giá, phân tích tìm hiểu quá trình sản xuất cũng như việc quản lí của cơ sở sản xuất tránh phát sinh dòng thải không nên có. Giải pháp thay đổi công suất cấp khí cho lò hơi: vấn đề tiết kiệm nhiên liệu chưa thực sự được quan tâm, hầu hết lượng than được sử dụng không hiệu quả, do đó tồn tại sự lãng phí nhiên liệu kết quả là làm tăng nồng độ của các chất ô nhiễm phát sinh trong quá trình đốt. Vì vậy kiểm soát được quá trình đốt, tăng hiệu quả sử dụng lò hơi sẽ rất cần thiết. Nâng công suất cấp khí lò hơi lên 706m3/h thì tiết kiệm được 1.470kg than/tháng, tương đương với 615.500 đồng/ tháng, do đó lượng than cần sử dụng sẽ giảm khoảng 2-4% dẫn đến hàm lượng chất ô nhiễm khí và bụi giảm 2-3%. Bảng 4. Ước tính tải lượng chất thải ô nhiễm sau khi áp dụng SXSH STT Tác nhân ô nhiễm Trước khi áp dụng SXSH Khi áp dụng SXSH 1 Xi 76.5 74.7 2 Bụi 1.83 1.7 3 CO2 1452.04 1419 4 SO2 5.87 5.52 5 CO 0.14 0.125 3.3.2.2 Giải pháp tuần hoàn nước ngưng Giả sử tuần hoàn được 11.09 tấn nước ngưng cho tất cả 2 máy xeo(áp dụng cho quy mô sản xuất 4.36 tấn/ngày) với định mức là 0.11Kwh/tuần nước, ước tính lượng điện tiết kiệm được là lo không tuần hoàn được 11.09 tấn nước. Với phương pháp này lượng than tiêu thụ sẽ giảm được 3-4% dẫn tới giảm lượng bụi và ô nhiễm không khí phát sinh. Bảng 5. Bảng ước tính lượng chất thải ô nhiễm khi áp dụng sản xuất sạch hơn STT Tác nhân ô nhiễm Trước khi áp dụng SXSH Khi áp dụng SXSH 1 Xi 76.5 73 2 Bụi 1.83 1.72 3 CO2 1452.04 1364.7 4 SO2 5.87 5.52 5 CO 0.14 0.13 3.3.2.3 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, theo thuật ngữ ngành giấy, 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 tái sử dụng và 30% chất rắn vô cơ. Cũng vì thế mức độ ô nhiễm từ nước thải công nghiệp xeo giấy tỉ lệ nghịch với khả năng thu hồi dịch đen. Ngoài ra, trong quá trình tạo bột xeo giấy, để tạo nên một sản phẩm đặc thù hoặc những tính năng đặc thù cho sản phẩm, người ta còn sử dụng nhiều hóa chất và chất xúc tác. Những chất này nếu không được thu hồi hoặc xử lí mà xả thẳng ra sông ngòi thì sẽ làm ô nhiễm nặng nguồn nước. Những chất ô nhiễm chủ yếu của ngành tạo bột xeo giấy đối với các nguồn nước bao gồm: Vật huyền phù: là những hạt chất rắn không chìm trong nước bao gồm chất vô cơ, cát, bụi, quặng... hoặc những chất hưu cơ như dầu, cặn hữu cơ. Nhiều vật huyền phù xả xuống nguồn nước dần dần sẽ hình thành các “bãi sợi” và tạo ra quá trình lên men, từ đó tiêu hao oxy hòa tan trong nước, tác động tới sự sống còn của các sinh vật trong nước, phủ lấp không gian sinh tồn, gây cản trở các hoạt động bình thường... Vật hóa hợp khó sinh hóa phân giải: bắt nguồn chủ yếu từ chất đường phân tử lớn và lignin trong nguyên liệu sợi. Những chất này thường có màu, do đó ảnh hưởng đến sự chiếu rọi của ánh sáng vào nguồn nước. Những vật chất này cũng có thể gây biến dị trong cơ thể sinh vật nếu bị hấp thu. Các vật chất có độc: rất nhiều vật chất có độc đối với sinh vật hiện diện trong nước thải của công nghiệp giấy như colophan và axit béo không bão hòa trong dịch đen, dịch thải của đoạn tẩy trắng, dịch thải đoạn rút xút. Bên cạnh các vật chất độc hại trên, nước thải của ngành công nghiệp giấy có thể làm ảnh hưởng trầm trọng đến trị số PH của nguồn nước, hoặc làm ngăn cản ánh sáng, tác động đến quá trình quang hợp, từ đó làm mất sự cần bằng sinh thái trong môi trường nước. Xử lí ô nhiễm công nghiệp trên thế giới thường được chia làm hai phần: xử lí trong nhà xưởng và xử lí ngoài nhà xưởng. Xử lí ngoài nhà xưởng gồm 3 cấp, có thể sử dụng vòng tuần hoàn để thu hồi, tái tận dụng, xử lí các chất thải trước khi xả ra môi trường. Xử lí trong nhà xưởng là có những biện pháp thiết thực xử lí hoặc làm giảm bớt ô nhiễm phát sinh ngày trong quá trình sản xuất. Những biện pháp xử lí trong nhà xưởng nhìn chung có hiệu quả kinh tế rõ rệt, tiết kiệm năng lượng và nước, thu hồi khá triệt để những thành phần có ít. Trình độ xử lí chất thải nhà xưởng càng cao thì chi phí xử lí ngoài nhà xưởng càng thấp. Vì vậy hướng đi đúng đắn cho công nghiệp xeo giấy trong việc phòng chống ô nhiễm là tăng cường xử lí trong nhà xưởng bằng công nghệ khoa học kỹ thuật tiên tiến. Xử lí dịch đen thường có 3 phương pháp: phương pháp thu hồi kiềm theo công nghệ tiên tiến nhất những năm gần đây, tuy nhiên hiệu quả rộng rãi không thật sự cao vì vốn đầu tư quá lớn, phương pháp xử lí sinh hóa bằng hệ thống xử lí nước thải, cũng đòi hỏi hệ thống kỹ thuật cao và sự chính xác tuyệt đối, và phương pháp thứ ba là thay đổi tính chất của lignin trong dịch đen. Theo quy trình công nghệ này, dịch đen loãng sẽ được chưng phát màng mỏng phun dội bằng hơi nước, sau đó thêm chất xúc tác để xử lí biến tính qua hoàng hóa. Ở bước tiếp theo, khi tiếp tục được cấp nhiệt bằng than gián tiếp và làm khô bằng li tâm cao tốc, thoát khí thải không gây ô nhiễm, lignin hoàng hóa đã được chiết xuất và trở thành bột khô muối sulfonic lignin, chủ yếu dùng làm chất hút nước bê tông, chất đông cứng cát, chất dính... Đây là một thiết kế công nghệ mang tính khả thi , có thể giảm vốn đầu tư cho việc xử lí dịch đen. Quan trọng hơn, với lưu trình hoàn thiện không có nước thải thoát ra( nước nóng thải có thể chuyển sang sử dụng ở công đoạn rửa tẩy) đây là một công nghệ có khả năng giúp ngành giấy tiến một bước dài trong những nỗ lực bảo vệ tài nguyên môi trường, nhất là tài nguyên nước. 3.3.2.4 Các biện pháp xử lí ô nhiễm không khí Đối với công nghệ tái chế giấy ô nhiễm không khí không phải là vấn đề nghiêm trọng tuy nhiên để xử lí triệt để vấn đề ô nhiễm môi trường chúng ta cần thực hiện các biện pháp: Giảm thiểu tiếng ồn cần thiết phải chỉnh và bảo dưỡng tốt các chi tiết truyền động của các thiết bị Thiết kế lắp đặt các chụp hút khí tại các vị trí phát sinh chất ô nhiễm môi trường , nâng chiều cao ống khói lò hơi... 3.3.2.4 Các biện pháp xử lí ô nhiễm môi trường nước. Xử lí thu hồi xơ sợi: Nước thải từ các cở sở tái sinh giấy chứa nhiều xơ sợi và bột giấy có kích thước nhỏ bị lọt qua nước xeo, chỉ cần tách tận thu xơ sợi này ngay cả tại từng cơ sở sản xuất trước khi nhập dòng thải chung để xử lí, để tách xơ sợi và bột giấy trong nước thải có thể áp dụng các biện pháp sau: Xây dựng bể lắng: Đơn giản và hiệu quả nhất là xây dựng bể lắng ngang định kì nạo vét tận thu 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 bể H=3.5m. Kết quả có thể tận thu được 50-60% lượng bột giấy. Kết hợp bể lắng và lọc túi: cho dòng nước thải chảy vào túi lọc và đặt nằm 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 sẻ tận thu đem trộn với nguyên liệu đầu ở bể ngâm kiềm như vậy sẽ làm giảm được tiêu hao nguyên liệu giấy vụng và giảm ô nhiễm trong dòng thải giảm nhẹ khâu xử lí 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 kì và chọn loại giấy bọc phù hợp do bột giấy có thể chứa kiềm và một số loại hóa chất tẩy... 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. KẾT LUẬN Ngành Công nghiệp sản xuất bao bì carton trong những năm gần đây đã có những bước tiến triển vượt bậc mở ra những cơ hội mới cho các doanh nghiệp trong ngành. Theo đó với mục tiêu phát triển đến năm 2020 , ngành bao bì carton đã đặt ra những mục tiêu mới về tốc độ tăng trưởng cũng như như những cải cách về chất lượng thành phẩm, đáp ứng tối đa nhu cầu của khách hàng trong và ngoài nước. Được đánh giá là một trong những ngành công nghiệp có tiềm năng phát triển lớn trong tương lai, trong thời gian gần đây, vượt qua ngoài phạm vi ứng dụng trong bao gói và lưu trữ hàng hóa, người ta dường như chú trọng nhiểu hơn đến quy cách sản phẩm, các chỉ tiêu chất lượng cũng như mẫu mã thùng giấy carton nhằm mang đến những hiệu quả tích cực hơn cho lĩnh vực truyền thông. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] ThS . Nguyễn Thị Ngọc Bích ( 2010) ,“ Kỹ thuật xenlulo và Giấy” , Nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia Tp.HCM. [2] PGS.TS. Lương Đức Phẩm , “Công nghệ xử lí nước thải bằng phương pháp sinh học”, Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam. [3] Công ty cổ phần KARTA , “ Quy trình tạo giấy carton” , [4]Cấu trúc các lớp giấy carton , https://sites.google.com/site/thungcartonttvmjsc/hinh-anh-thung-carton. [5] Bài luận “ Bao bì Giấy” ,

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • doctieu_luan_nhom_3_01.doc
Luận văn liên quan