Sản xuất sạch hơn trong sản xuất giấy

1 Giới thiệu chung 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 xenluylô, một loại polyme mạch thẳng và dài có trong gỗ, bông và các loại cây khác. Trong gỗ, xenluylô bị bao quanh bởi một mạng lignin cũng là polyme. Để tách xenluylô ra khỏi mạng polyme đó người ta phải sử dụng phương pháp nghiền cơ học hoặc xử lý hóa học. Quy trình sản xuất bột giấy bằng phương pháp nghiền cơ học là quy trình có hiệu quả thu hồi xenluylô cao nhưng tiêu tốn nhiều năng lượng và không loại bỏ hết lignin, khiến chất lượng giấy không cao. Dư lượng lignin trong bột giấy làm cho giấy có màu nâu, vì vậy muốn sản xuất giấy trắng vàng chất lượng cao thì phải loại bỏ hết lignin. Thường người ta oxy hóa lignin bằng clo nhưng phương pháp này đều gây ô nhiễm môi trường. Vì vậy các nhà hóa học đã tích cực nghiên cứu các quy trình thân môi trường để áp dụng cho việc tẩy trắng giấy. 1.1 Ngành giấy và bột giấy của Việt nam 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. Dự báo tốc độ tăng trưởng 5 năm tiếp theo là 28%/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 3,5kg/người/năm trong năm 1995 lên 7,7kg/người/năm trong năm 2000, 11,4 kg/người trong năm 2002 và khoảng 16 kg/người/năm trong năm 2005. Để đáp ứng được mức độ tăng trưởng trên, ngành giấy Việt Nam đã có chiến lược phát triển từ nay đến 2010, đến năm 2010, sản lượng giấy sản xuất trong nước sẽ đạt tới 1,38 triệu tấn giấy/năm (trong đó khoảng 56% là nhóm giấy công nghiệp bao bì và 25% là nhóm giấy vệ sinh) và 600.000 tấn bột giấy. Hiện tại, bên cạnh khó khăn về chủ động nguồn bột giấy, ngành giấy Việt Nam đang đối mặt với các thách thức về quy mô, trình độ công nghệ và các vấn đề về xử lý môi trường. Đặc trưng của ngành giấy Việt nam là quy mô nhỏ. Nước thải, lignin là những vấn đề môi trường chính đối với ngành sản xuất giấy. Việc xử lý là bắt buộc trước khi thải ra môi trường. Bên cạnh đó, phát thải khí từ nồi hơi, chất thải rắn của quá trình nấu, bùn thải của hệ thống xử lý nước thải cũng là những vấn đề môi trường cần được quan tâm. 1.2 Mô tả quy trình sản xuất 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 xuất những loại sản phẩm khác nhau như giấy viết, giấy bao bì, bìa các- tông, v.v... là khác nhau. Tuy nhiên có thể pha trộn bột giấy được tạo ra từ những nguyên liệu thô khác nhau để có được những đặc tính mong muốn cho thành phẩm. Bảng 1: Các bộ phận sản xuất và các quy trình vận hành tương ứng Bộ phận  Danh mục nguyên liệu thô  Các công đoạn sản xuất   Chuẩn bị nguyên liệu  Có nguồn gốc từ rừng (tre)  Băm nhỏ, làm sạch, tách loại mảnh lớn, cát, v.v...    Có nguồn gốc từ giấy thải  Loại bỏ kim loại, dây, thủy tinh, gỗ, sợi vải, giấy sáp, v.v...   Sản xuất bột  Có nguồn gốc từ rừng (tre)  Nấu, nghiền, rửa bột, nghiền đĩa, tẩy, làm sạch và cô đặc.    Có nguồn gốc từ giấy thải  Thường giống như đối với công đoạn xử lý nguyên liệu có nguồn gốc từ rừng   Chuẩn bị phối liệu bột  Có nguồn gốc từ rừng (tre)  Nghiền đĩa, ly tâm, phối trộn, pha bột    Có nguồn gốc từ giấy thải  Nghiền đĩa, ly tâm, phối trộn, pha bột   Xeo  Có nguồn gốc từ rừng (tre)  Tách nước, sấy    Có nguồn gốc từ giấy thải    Khu vực phụ trợ  Có nguồn gốc từ rừng (tre)  Hệ thống khí nén, hệ thống nồi hơi và thiết bị hơi nước, hệ thống cung cấp nước sản xuất.    Có nguồn gốc từ giấy thải    Thu hồi hóa chất  Có nguồn gốc từ rừng (tre)  Nồi hơi thu hồi, lò nung vôi, thiết bị bốc hơi    Có nguồn gốc từ giấy thải  Không có   Sản xuất giấy là quá trình sử dụng nhiều năng lượng và nước. Các nguồn năng lượng chính là nhiên liệu (than, các sản phẩm dầu khí) để chạy nồi hơi, điện và dầu diesel cho máy phát điện. 1.2.1 Chuẩn bị nguyên liệu thô Nguyên liệu thô được sử dụng là tre, các loại gỗ mềm khác, giấy phế liệu hoặc tái chế, v.v… Trường hợp là gỗ thì sau khi đã cân trọng lượng, gỗ xếp đống trong sân chứa và sau đó được mang đi cắt thành mảnh. Khi sử dụng các nguyên liệu thô như giấy thải, thì giấy thải sẽ được sàng lọc để tách các loại tạp chất như vải sợi, nhựa, giấy sáp hoặc giấy có cán phủ. Các tạp chất này sẽ được thải ra như chất thải rắn và phần nguyên liệu còn lại sẽ được chuyển đến công đoạn sản xuất bột giấy. 1.2.2 Sản xuất bột Nấu: Gỗ thường gồm 50% xơ, 20-30% đường không chứa xơ, và 20-30% lignin. Lignin là một hợp chất hóa học liên kết các xơ với nhau. Các xơ được tách ra khỏi lignin bằng cách nấu với hóa chất ở nhiệt độ và áp suất cao trong nồi nấu. Quá trình nấu được thực hiện theo mẻ với kiềm (NaOH) và hơi nước Sau nấu, các chất nằm trong nồi nấu được xả ra nhờ áp suất đi vào tháp phóng. Bột thường được chuyển qua các sàng để tách mấu trước khi rửa. Rửa: trong quá trình rửa, bột từ tháp phóng và sàng mấu được rửa bằng nước. Dịch đen loãng từ bột được loại bỏ trong quá trình rửa và được chuyển đến quá trình thu hồi hóa chất. Bột được tiếp tục rửa trong các bể rửa. Quá trình rửa này kéo dài khoảng 5-6 giờ. Sàng: Bột sau khi rửa thường có chứa tạp chất là cát và một số mảnh chưa được nấu. Tạp chất này được loại bỏ bằng cách sàng và làm sạch li tâm. Phần tạp chất tách loại từ quá trình sàng bột khi sản xuất giấy viết và giấy in sẽ được tái chế làm giấy bao bì (không tẩy trắng). Phần tạp chất loại ra từ thiết bị làm sạch li tâm thường bị thải bỏ. Sau sàng, bột giấy thường có nồng độ 1% sẽ được làm đặc tới khoảng 4% để chuyển sang bước tiếp theo là tẩy trắng. Phần nước lọc được tạo ra trong quá trình làm đặc sẽ được thu hồi và tái sử dụng cho quá trình rửa bột. Loại bột dùng sản xuất giấy bao bì sẽ không cần tẩy trắng và được chuyển trực tiếp đến công đoạn chuẩn bị xeo. Tẩy trắng: Công đoạn tẩy trắng được thực hiện nhằm đạt được độ sáng và độ trắng cho bột giấy. Công đoạn này được thực hiện bằng cách sử dụng các hóa chất. Loại và lượng hóa chất sử dụng phụ thuộc vào loại sản phẩm sẽ được sản xuất từ bột giấy đó. Trường hợp sản phẩm là giấy viết hoặc giấy in thì công đoạn tẩy trắng được thực hiện theo 3 bước, trước mỗi bước bột đều được rửa kỹ. Trong quá trình này, lignin bị phân hủy và tách ra hoàn toàn, tuy nhiên, xơ cũng bị phân hủy phần nào và độ dai của giấy cũng giảm đi. Các hóa chất dùng cho loại tẩy này là clo, dioxit clo, hypoclo và hydroxide natri. 3 bước tẩy trắng bột truyền thống là: Bước 1: Clo hóa bột giấy bằng khí clo, khí này sẽ phản ứng với lignin để tạo ra các hợp chất tan trong nước hoặc tan trong môi trường kiềm. Bước 2: Lignin đã oxi hóa được loại bỏ bằng cách hòa tan trong dung dịch kiềm. Bước 3: Đây là giai đoạn tẩy trắng thực sự khi bột được tẩy trắng bằng dung dịch hypochlorite. Sau tẩy trắng, bột sẽ được rửa bằng nước sạch và nước trắng (thu hồi từ máy xeo). Nước rửa từ quá trình tẩy trắng có chứa chlorolignates và clo dư và do vậy, không thể tái sử dụng trực tiếp được. Vì thế nước này sẽ được trộn với nước tuần hoàn từ các công đoạn khác và tái sử dụng cho quá trình rửa bột giấy. Hiện nay, việc nghiên cứu số bước tẩy trắng, kết hợp sử dụng các hóa chất tẩy trắng thân thiện với môi trường như peroxide đã được triển khai áp dụng thành công tại một số doanh nghiệp trong nước. QUÁ TRÌNH TÁCH MỰC: Đối với giấy loại đã qua in, ví dụ: báo, cần phải được tách mực mới có thể sản xuất ra loại giấy in chất lượng cao. Trong quá trình tách mực, người ta thường cho một tác nhân kiềm và hóa chất tẩy trắng vào từ công đoạn sản xuất bột giấy. Sau khi tiến hành sàng sơ bộ, dịch nhuyễn chứa xơ được đưa qua các bể tuyển nổi. Mực nổi trên mặt bể được đẩy đi nhờ dòng khí sục từ đáy bể. Hoặc một cách khác, sau khi sàng sơ bộ, các xơ thô từ máy nghiền sẽ được xử lý bằng các bước rửa liên tiếp, qua đó mực và các tạp chất khác sẽ được loại bỏ qua phần nước lọc. Quá trình tác mực thường gồm có một công đoạn tẩy trắng riêng biệt, sử dụng peoxit hydro hoặc muối hydrosulphit. Việc bổ sung các bước công nghệ nói trên yêu cầu cần phải có thêm các bước rửa và cô đặc. Một trong số các nguyên liệu sản xuất giấy bao bì, giấy tissue, giấy viết hoặc in ở Việt nam là giấy tái chế như giấy báo, tiền giấy cũ và bẩn, hộp các-tông cũ… Với giấy loại, người ta sử dụng thiết bị nghiền cơ khí, như máy nghiền thuỷ lực. Giấy được trộn với nước thành một hỗn hợp đồng nhất. Các chất bẩn nặng như cát và đá sẽ được loại bỏ nhờ quá trình di chuyển dịch chứa các chất lơ lửng qua các sàng đãi. Tại đây kim loại nặng sẽ lắng xuống và được định kỳ loại khỏi hệ thống. Bột từ nghiền thuỷ lực được làm sạch trong thiết bị làm sạch nồng độ cao, tiếp theo là máy phân tách turbo dùng để phân riêng các chất bẩn nặng nhẹ tương ứng. Sau khi qua sàng, bột được chuyển đến thiết bị rửa ly tâm. Tại thiết bị rửa ly tâm, cát sẽ được tách ra nhờ lực ly tâm. Sau đó bột giấy sẽ được chuyển đến thiết bị làm đặc. Tại đây nước sẽ được tách bớt và bột giấy trở nên đặc hơn. Bột giấy sau làm đặc sẽ được chuyển qua thiết bị lọc tinh, để làm bột đạt tới độ mịn yêu cầu, rồi tới một bể chứa. Tại bể chứa trước máy xeo, người ta sẽ cho thêm vào dịch bột các thuốc màu và hóa chất. Sơ đồ dưới đây mô tả một quy trình điển hình cho công đoạn làm bột giấy từ giẩy thải: Giấy loại Nước lọc đục Nghiền thủy lực nồng độ cao Bể chứa Điều hòa lưu lượng Nước tuần hoàn từ máy xeo Rửa nồng độ cao Lưới ngang Phần tách loại Phần tách loại Lưới Hệ thống xử lý Hộp phân tách Nước lọc trong Nước lọc trong Nước trắng trong  Rửa ly tâm I Làm đặc  Rửa ly tâm II Rửa ly tâm III Chấp nhận  Phần tách loại Hộp phân tách Tách nước  Bể chứa nước lọc trong và đục Ép trục vít Vít chặn Đánh tơi Trộn gia nhiệt sơ bộ Vít tải nạp Phân tán Kho chứa 1.2.3 Chuẩn bị phối liệu bột Bột giấy đã tẩy trắng sẽ được trộn với các loại bột khác từ giấy phế liệu hoặc bột nhập khẩu. Sự pha trộn phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu và loại giấy cần sản xuất. Hỗn hợp bột được trộn với chất phụ gia và chất độn trong bồn trộn. Thông thường, các hóa chất dùng để trộn là nhựa thông, phèn, bột đá, thuốc nhuộm (tùy chọn), chất tăng trắng quang học và chất kết dính, …, gồm các bước sau:  Trộn bột giấy và chất phụ gia để tạo ra dịch bột đồng nhất và liên tục.  Nghiền đĩa để tạo ra được chất lượng mong muốn cho loại giấy cần sản xuất.  Hồ (để cải thiện cảm giác và khả năng in cho giấy) và tạo màu (thêm pigments, chất màu và chất độn) để đạt được thông số chất lượng như mong muốn. 1.2.4 Xeo giấy Bột giấy đã trộn lại được làm sạch bằng phương pháp ly tâm để loại bỏ chất phụ gia thừa và tạp chất, được cấp vào máy xeo thông qua hộp đầu. Về tách nước và xeo giấy thì máy xeo có 3 bước phân biệt:  Bước tách nước trọng lực và chân không (phần lưới)  Bước tách nước cơ học (phần cuốn ép)  Bước sấy bằng nhiệt (các máy sấy hơi gián tiếp) Ở phần lưới của máy xeo, quá trình tách nước khỏi bột diễn ra do tác dụng của trọng lực và chân không. Nước từ mắt lưới được thu vào hố thu bằng máy bơm cánh quạt và liên tục được tuần hoàn để pha loãng bột tại máy rửa ly tâm. Ở một số máy xeo, lưới được rửa liên tục bằng cách phun nước sạch. Nước được thu gom và xơ được thu hồi từ đó nhờ biện pháp tuyển nổi khí (DAF). Nước trong từ quá trình tuyển nổi khí DAF, còn gọi là nước trắng, được tuần hoàn cho nhiều điểm tiêu thụ khác nhau. Các nhà máy không có DAF thì sẽ hoặc thải bỏ nước rửa lưới ra cống thải hoặc tuần hoàn một phần sử dụng cho quá trình rửa bột. Sau phần lưới là phần cắt biên để có được độ rộng như ý. Phần biên cắt đi của tấm bột giấy rơi xuống một hố dài dưới lưới và được tuần hoàn vào bể trước máy xeo. Ở cuối của phần lưới máy xeo, độ đồng đều của bột tăng đến khoảng 20%. Người ta tiếp tục tách nước bằng cuộn ép để tăng độ đồng đều lên khoảng 50%. Cuối cùng, giấy được làm khô bằng máy sấy hơi gián tiếp đạt khoảng 94% độ cứng và được cuốn thành từng cuộn thành phẩm. 1.2.5 Khu vực phụ trợ Khu vực phụ trợ bao gồm cấp nước, cấp điện, nồi hơi, hệ thống khí nén, và mạng phân phối hơi nước. Ngành công nghiệp giấy và bột giấy là một ngành sử dụng nhiều nước và việc cấp nước được đảm bảo bằng cách lấy nước từ mạng cấp nước địa phương hoặc bằng các giếng khoan của công ty. Có một số trường hợp các công ty lấy nước trực tiếp từ sông thì khi đó nước cần phải được xử lý trước khi sử dụng vào sản xuất. Mặc dù vây, nước sử dụng cho nồi hơi phải được xử lý kỹ lưỡng để đảm bảo đáp ứng các yêu cầu. Nhìn chung, để sản xuất mỗi tấn giấy thì cần từ 100-350 m3 nước. Nồi hơi của Việt nam thường có công suất 3-10 tấn/giờ. Các nồi hơi sử dụng than đá hoặc dầu làm nhiên liệu. Áp suất hơi nước tối đa là 10kg/cm2. Hơi nước được dùng trong các máy sấy và máy xeo có áp suất khoảng 3-4 kg/cm2 và trong các nồi nấu là 6-8 kg/cm2. Trong các nhà máy giấy và bột giấy, khí nén được dùng cho vận hành máy xeo, các thiết bị đo, các khâu rửa phun,… Các máy nén thường là yếu tố góp phần làm giảm hiệu quả sử dụng năng lượng. Hệ thống phân phối hơi trong các nhà máy giấy thường khá phức tạp. Khói thải từ nồi hơi được thải ra thông qua một quạt gió đẩy vào ống khói. Hệ thống kiểm soát khói thải như cyclon đa bậc, túi lọc, và ESP có thể được sử dụng để kiểm soát phát thải hạt lơ lửng. Một số nhà máy có các bộ phát điện dùng diesel để đảm bảo các yêu cầu về điện năng, đề phòng trường hợp mất điện từ lưới điện quốc gia. 1.2.6 Thu hồi hóa chất Dịch đen thải ra sau quá trình nấu có chứa lignin, ligno sulphates, và các hóa chất khác. Các hóa chất này được thu hồi tại khu vực thu hồi hoá chất và được tái sử dụng cho quá trình sản xuất bột giấy. Đầu tiên, dịch đen được cô đặc bằng phương pháp bay hơi. Tiếp đó, dịch đen đã cô đặc được dùng làm nhiên liệu đốt trong nồi hơi thu hồi. Các chất vô cơ còn lại sau khi đốt sẽ ở dạng dịch nấu chảy trên sàn lò. Dich nấu chảy chứa chủ yếu là muối carbonate chảy xuống từ trên sàn lò và được giữ bằng nước; chất này gọi là dịch xanh. Dịch xanh này được mang đến bồn phản ứng (bồn kiềm hóa) để phản ứng với vôi Ca(OH)2 tạo thành natri hydroxide và calcium carbonate lắng xuống. Phần chất lỏng sẽ được dùng cho quá trình sản xuất bột giấy, còn calcium carbonate được làm khô và cho vào lò vôi để chuyển thành calcium oxide bằng cách gia nhiệt. Calcium oxide lại được trộn với nước để hóa vôi. Hình 2 mô tả chu trình thu hồi hóa chất và nấu bột: Mảnh gỗ  Thiết bị rửa bột BỘT Nồi nấu Tháp phóng Bồn chứa dịch đen loãng Kiềm hóa và thu hồi vôi Bồn chứa dịch nấu Nồi hơi thu hồi  Thiết bị bay hơi Hình 2. Chu trình thu hồi hóa chất và nấu bột 1.3 Hiện trạng chất thải Nhà máy giấy và bột giấy sinh ra chất thải dạng nước thải, khí thải, và chất thải rắn. Loại phát thải nổi bật nhất là nước thải, tiếp đó là khí thải và chất thải rắn. 1.3.1 Nước thải Các nhà máy giấy và bột giấy sinh ra một lượng lớn nước thải và nếu không được xử lý thì có thể ảnh hưởng tới chất lượng nguồn tiếp nhận. Bảng 2 cho thấy các nguồn nước thải khác nhau trong một nhà máy giấy và bột giấy. Bảng 2: Các nguồn nước thải từ các bộ phận và thiết bị khác nhau Bộ phận  Các nguồn điển hình   Sản xuất bột giấy   Hơi ngưng khi phóng bột  Dịch đen bị rò rỉ hoặc bị tràn  Nước làm mát ở các thiết bị nghiền đĩa  Rửa bột giấy chưa tẩy trắng  Phần tách loại có chứa nhiều sơ, sạn và cát  Phần lọc ra khi làm đặc bột giấy  Nước rửa sau tẩy trắng có chứa chlorolignin  Nước thải có chứa hypochlorite   Chuẩn bị phối liệu bột   Rò rỉ và tràn các hoá chất / phụ gia  Rửa sàn   Xeo giấy   Phần tách loại từ máy làm sạch ly tâm có chứa xơ, sạn và cát  Chất thải từ hố lưới có chứa xơ  Dòng tràn từ hố bơm quạt  Phần nước lọc ra từ thiết bị tách nước có chứa xơ, bột đá và các chất hồ   Khu vực phụ trợ   Nước xả đáy  Nước ngưng tụ chưa được thu hồi  Nước thải hoàn nguyên từ tháp làm mềm  Nước làm mát máy nén khí   Thu hồi hóa chất   Nước ngưng tụ từ máy hóa hơi  Dịch loãng từ thiết bị rửa cặn  Dịch loãng từ thiết bị rửa bùn  Nước bẩn ngưng đọng  Nước ngưng tụ từ thiết bị làm mát và từ hơi nước   Phần lớn nước thải phát sinh là nước dùng trong quy trình tiếp xúc với nguyên liệu thô, với các sản phẩm và sản phẩm phụ, và chất dư thừa. Bảng 3: Ô nhiễm của nhà máy giấy và bột giấy điển hình tại Việt Nam Thông số  Giá trị   Lưu lượng (m3/t)  150-300   BOD5 (kg/t)  90- 330   COD (kg/t)  270- 1200   SS (kg/t)  30-50   1.3.2 Khí thải Một trong những vấn đề về phát thải khí đáng chú ý ở nhà máy sản xuất giấy là mùi. Quá trình nấu tạo ra khí H2S có mùi rất khó chịu, methyl mercaptant, dimethyl sulphide và dimethyl-disulphide. Các hợp chất này được thoát ra từ quá trình nấu, khi phóng bột. Các hợp chất mùi phát sinh khác có tỉ lệ tương đối nhỏ hơn so với TRS và có chứa hydrocarbons. Một nguồn ô nhiễm không khí khác là do quá trình tẩy trắng bột giấy. Tại đây, clo phân tử bị rò rỉ theo lượng nhỏ trong cả quá trình tẩy. Tuy nồng độ ô nhiễm không cao nhưng loại phát thải này lại cực kỳ độc hại. 1.3.3 Chất thải rắn Chất thải rắn gồm bùn, tro, chất thải gỗ, tạp sàng, phần tách loại từ quá trình 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 lý nước thải. Bên cạnh đó, đôi khi còn có cặn dầu thải từ thùng chứa dầu đốt. 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. Lượng thải rắn của các công đoạn/hoạt động khác nhau phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như quy mô hoạt động, thành phần nguyên liệu thô, v.v... và rất khó ước tính 2 Sản xuất sạch hơn – Nguyên tắc, nhu cầu và phương pháp luận 2.1 Giới thiệu về Sản xuất sạch hơn (SXSH) SXSH được định nghĩa là sự áp dụng liên tục chiến lược môi trường tổng hợp mang tính phòng ngừa trong các quy trình, sản phẩm, và dịch vụ nhằm nâng cao hiệu suất và giảm thiểu rủi ro cho con người và môi trường.  Với các quy trình sản xuất, SXSH bao gồm việc bảo tồn các nguyên liệu thô và năng lượng, loại bỏ các nguyên liệu thô độc hại, và giảm lượng và độ độc của tất cả các phát thải cũng như chất thải;  Với các sản phẩm, SXSH bao gồm việc giảm thiểu các tác động tiêu cực trong vòng đời sản phẩm, từ khi khai thác nguyên liệu thô cho tới khi thải bỏ cuối cùng; và  Với các dịch vụ, SXSH là sự tích hợp các mối quan tâm về môi trường trong quá trình thiết kế và cung ứng dịch vụ. 2.2 Nhu cầu về SXSH Phương pháp kiểm soát cuối đường ống truyền thống khi áp dụng cho các cơ sở sản xuất giấy và bột giấy quy mô vừa và nhỏ là rất tốt kém. Trong một số trường hợp, chi phí cho một trạm xử lý chất thải lên tới 20% tổng chi phí vốn của nhà máy và thiết bị. Ngoài ra phí vận hành hàng năm có thể lên đến 12-15% tổng doanh thu của ngành. Vì vậy một phương pháp tiếp cận tốt hơn sẽ là khai thác các cơ hội SXSH để giảm thiểu ô nhiễm tại nguồn rồi tiến hành kiểm soát phần ô nhiễm còn lại. Tiếp cận này không chỉ mang lại hiệu quả về nguồn lực, giảm chi phí sản xuất, mà còn giảm thiểu cả chi phí xử lý dòng thải. Nhu cầu do các quy định pháp luật Để đảm bảo các tiêu chuẩn quy định về phát thải (lỏng, rắn hoặc khí) thì thường đòi hỏi các cơ sở sản xuất phải trang bị các hệ thống kiểm soát ô nhiễm phức tạp và tốn kém, ví dụ các trạm xử lý nước thải. Sau khi áp dụng SXSH, việc xử lý lượng chất thải còn lại trở lên dễ dàng và ít tốn kém hơn. Sở dĩ làm được điều này là do SXSH đã giúp giảm thiểu chất thải về mọi mặt: khối lượng, trọng lượng, và cả độ độc. Nhu cầu do việc triển khai hệ thống quản lý môi trường (EMS) ISO 14000 là một quy trình cấp chứng nhận đối với EMS, nhằm đảm bảo rằngcác công ty cam kết thực hiện cải tiến liên tục trong hoạt động môi trường của mình. Chứng nhận này cũng thể hiện sự quan tâm của công ty đến môi trường. Một số nhà nhập khẩu luôn đòi hỏi chứng chỉ ISO của công ty trước khi họ đặt hàng. SXSH sẽ giúp việc triển khai hệ thống quản lý môi trường như ISO 14000 dễ dàng hơn nhiều. Sở dĩ như vậy là do hầu hết các công việc ban đầu đã được thực hiện thông qua đánh giá SXSH. Nhu cầu do mong muốn tiếp cận các cơ hội phát triển thị trường mới Nhận thức của khách hàng về các vấn đề môi trường ngày càng nâng cao đã làm nảy sinh nhu cầu về các sản phẩm xanh trên thị trường quốc tế. Kết quả là khi nỗ lực thực hiện SXSH thì đã mở ra các cơ hội phát triển thị trường mới cho mình và sản xuất ra các sản phẩm chất lượng cao hơn, có thể bán được với giá cao hơn. Nhu cầu do mong muốn tiếp cận dễ dàng hơn tới các nguồn tài chính Các đề án đầu tư dựa vào SXSH sẽ chứa đựng thông tin chi tiết về tính khả thi môi trường, kỹ thuật và kinh tế của khoản đầu tư dự kiến. Điều này tạo ra một cơ sở vững chắc để giành được sự hỗ trợ tài chính từ các ngân hàng hoặc các quỹ môi trường. Ví dụ: trong công nghiệp giấy và bột giấy, nếu một giải pháp SXSH là lắp đặt một chụp kiểm soát vận tốc ở bộ phận xeo giấy, thì cần phải tiến hành phân tích chi tiết về tiềm năng tiết kiệm hơi nước, tăng công suất sản xuất… Công ty có thể trình kết quả phân tích này lên các ngân hàng để xin vay vốn cho dự án lắp đặt chụp kiểm soát vận tốc. Trên thị trường quốc tế, các tổ chức tài chính đang rất quan tâm đến vấn đề suy thoái môi trường và đang nghiên cứu đơn xin vay vốn theo quan điểm môi trường. Nhu cầu cần thiết cho việc cải thiện môi trường làm việc Bên cạnh nâng cao hiệu quả môi trường và kinh tế, SXSH còn có thể cải thiện các điều kiện về an toàn và sức khỏe nghề nghiệp cho người lao động. Ví dụ, việc giảm thiểu rò rỉ clo tại công đoạn tẩy trắng sẽ giảm mùi clo khó chịu trong không khí nhờ đó có thể nâng cao năng suất của người công nhân. Các điều kiện làm việc thuận lợi có thể nâng cao tinh thần cho người lao động và đồng thời tăng cường sự quan tâm tới vấn đề kiểm soát chất thải. Các hành động như vậy sẽ giúp cho công ty của bạn thu được lợi thế cạnh tranh. Nhu cầu do vấn đề bảo tồn tài nguyên Bảo tồn nguyên liệu thô: Vì chi phí nguyên liệu đầu vào tăng nên không có nhà sản xuất công nghiệp nào có thể trang trải cho những tổn thất tài nguyên dưới dạng chất thải. Suất tiêu hao các nguyên liệu này có thể giảm đi đáng kể khi áp dụng các giải pháp SXSH như tối ưu hóa quy trình, tuần hoàn và các biện pháp quản lý tốt nội vi. Bảo tồn nguồn nước: Nước là nguồn tài nguyên đang bị cạn kiệt và một số cơ sở công nghiệp đang phải đối mặt với vấn đề thiếu nước. Việc khai thác nguồn nước ngầm liên tục còn phải cộng thêm cả chi phí cho việc bơm hút nước. Hơn thế nữa, một yếu tố rất quan trọng thường bị bỏ qua trong các ngành công nghiệp chế biến đó là càng sử dụng nhiều nước trong quy trình sản xuất thì chi phí cho hóa chất và năng lượng cũng càng nhiều. Trong ngành công nghiệp sản xuất giấy và bột giấy ở Việt Nam tiềm năng tiết kiệm nước là khoảng từ 15-20%, điều này có thể mang lại tiết kiệm chi phí khoảng 275.000.000 VND mỗi năm. Bảo tồn năng lượng: Công nghiệp sản xuất giấy và bột giấy là một ngành tiêu thụ nhiều năng lượng với chi phí chiếm từ 12-15% tổng chi phí sản xuất. Tiềm năng tiết kiệm năng lượng thông qua các biện pháp đơn giản và chi phí thấp sẽ là khoảng 10-12% tổng lượng năng lượng đầu vào. Có một số trường hợp tổng tiềm năng bảo tồn năng lượng (gồm các giải pháp thay đổi công nghệ, ví dụ lắp đặt hệ thống đồng phát sử dụng sinh khối nông nghiệp) là khoảng từ 20-25%. Ngày nay dưới sức ép về thay đổi khí hậu và hiện tượng nóng lên toàn cầu, các chương trình như Cơ chế phát triển sạch và thương mại Carbon đang là cơ hội sẵn sàng để các cơ sở công nghiệp tận dụng bằng cách bán lượng phát thải khí nhà kính (GHG) mà họ đã giảm được qua các năm nhờ áp dụng các biện pháp bảo tồn năng lượng. 2.3 Phương pháp luận đánh giá sản xuất sạch hơn Phân tích dòng nguyên liệu và năng lượng vào và ra của một quy trình là yếu tố trọng tâm của đánh giá SXSH. Việc thực hiện một đánh giá SXSH phải được thực hiện theo tiếp cận có phương pháp luận và logic giúp nhận diện được các cơ hội SXSH, giải quyết các vấn đề về chất thải và phát thải ngay tại nguồn, và đảm bảo tính liên tục của các hoạt động SXSH tại nhà máy.
Hình 3: Phương pháp luận về đánh giá SXSH Hình 4: Các bước thực hiện phương pháp luận SXSH BƯỚC 1: KHỞI ĐỘNG Nhiệm vụ 1: Thành lập nhóm SXSH Nhiệm vụ 2: Liệt kê các bước quy trình và nhận diện các dòng thải BƯỚC 2 : PHÂN TÍCH CÁC BƯỚC QUY TRÌNH Nhiệm vụ 3: Chuẩn bị lưu đồ của quy trình sản xuất Nhiệm vụ 4: Cân bằng vật liệu, năng lượng và cấu tử Nhiệm vụ 5: Xác định đặc tính dòng thải Nhiệm vụ 6: Xác định chi phí cho các dòng thải Nhiệm vụ 7: Xem xét lại quy trình để xác định ra các nguyên nhân BƯỚC 3: ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP SXSH Nhiệm vụ 8: Xây dựng các giải pháp SXSH Nhiệm vụ 9: Sàng lọc các giải pháp SXSH có thể thực hiện được BƯỚC 4: LỰA CHỌN CÁC GiẢI PHÁP SXSH Nhiệm vụ 10: Tính khả thi kỹ thuật Nhiệm vụ 11: Tính khả thi kinh tế Nhiệm vụ 12: Tính khả thi môi trường Nhiệm vụ 13: Lựa chọn các giải pháp để thực hiện BƯỚC 5: THỰC HIỆN CÁC GIẢI PHÁP SXSH Nhiệm vụ 14: Chuẩn bị thực hiện Nhiệm vụ 15: Thực hiện Nhiệm vụ 16: Giám sát và đánh giá kết quả BƯỚC 6: DUY TRÌ SXSH Nhiệm vụ 17: Trở về bước 1 2.4 Các kỹ thuật SXSH Sản xuất sạch hơn là phương pháp tiếp cận mới và sáng tạo để giảm mức độ sử dụng tài nguyên trong quá trình sản xuất dựa vào một loạt các kỹ thuật. Các kỹ thuật này có thể được phân thành 3 nhóm như sau: Giảm thiểu tại nguồn Quản lý tốt nội vi: đây là kỹ thuật phòng ngừa các chỗ rò rỉ, chảy tràn thông qua bảo dưỡng phòng ngừa và kiểm tra thiết bị thường xuyên, cũng như kiểm soát việc thực hiện đúng hướng dẫn công việc hiện có thông qua đào tạo và giám sát phù hợp. Thay đổi quy trình: kỹ thuật này bao gồm: Thay đổi nguyên liệu đầu vào: Thay thế nguyên liệu đầu vào bằng các nguyên liệu tái tạo, ít độc hại hơn hoặc dùng các vật liệu phụ trợ có tuổi thọ hữu ích dài hơn. Kiểm soát quy trình tốt hơn: Theo dõi việc tuân thủ thông số vận hành của quy trình thiết kế, sửa đổi các quy trình làm việc, các hướng dẫn vận hành thiết bị để đạt hiệu quả cao hơn hơn, giảm lãng phí và phát thải. Cải tiến thiết bị: Cải tiến các thiết bị sản xuất và phụ trợ hiện có, ví dụ lắp thêm bộ phận đo đạc kiểm soát nhằm vận hành các quy trình với hiệu quả cao hơn và giảm tỉ lệ phát thải. Thay đổi công nghệ: Thay thế công nghệ, trình tự trong quy trình và/hoặc cách thức tổng thể nhằm giảm thiểu lãng phí và phát thải trong quá trình sản xuất. Tuần hoàn và tái sử dụng Thu hồi và tái sử dụng tại chỗ: tái sử dụng các nguyên liệu bị lãng phí cho công đoạn khác trong dây chuyền sản xuất hoặc cho một ứng dụng hữu ích khác trong công ty. Sản xuất các sản phẩm phụ hữu dụng: Thay đổi quy trình phát sinh chất thải nhằm biến nguyên liệu bị lãng phí thành một dạng nguyên liệu có thể được tái sử dụng hoặc tuần hoàn cho ứng dụng khác ngoài công ty. Cải tiến sản phẩm Các tính chất, mẫu mã và bao bì của sản phẩm có thể được điều chỉnh để giảm thiểu tác động môi trường khi sản xuất hoặc sau khi đã sử dụng (thải bỏ). Bảng 5 nêu các ví dụ khác nhau về các kỹ thuật SXSH được ứng dụng cho ngành công nghiệp giấy và bột giấy. Bảng 5: Ví dụ về kỹ thuật SXSH cho ngành công nghiệp giấy và bột giấy GIẢM THẢI TẠI NGUỒN  QUẢN LÝ TỐT NỘI VI    Sửa chữa các chỗ rò rỉ  Khóa các vòi nước khi không sử dụng  Che chắn các sàng rung để tránh bị tràn  Loại bỏ các chỗ tắc trong các vòi phun lưới và nỉ  Kiểm ra các bẫy hơi thường xuyên    THAY ĐỔI QUY TRÌNH  Thay đổi nguyên liệu đầu vào   Sử dụng các chất màu không độc hại trong sản xuất giấy màu  Sử dụng phương pháp tẩy bằng peoxit hydro     Kiểm soát quy trình   Tối ưu hóa quá trình nấu  Sản xuất bột ở độ đồng đều cao nhất có thể  Sử dụng các chất hóa học hỗ trợ giúp giữ màu để tối ưu hoá việc sử dụng chất màu     Cải tiến thiết bị   Lắp đặt các vòi phun hiệu quả  Có bể phóng đủ lớn để tránh tràn bột giấy  Thêm thiết bị nghiền giấy đứt  Sử dụng máy rửa ly tâm cao áp tiêt kiệm bột  Sử dụng tụ bù để tăng hệ số công suất  Sử dụng bộ truyền động vô cấp để phù hợp với tải luôn thay đổi     Thay đổi công nghệ   Cải tiến quy trình sản xuất bột giấy  Dùng nồi nấu đứng trong nấu bột  Xem xét quy trình sản xuất bột giấy khác  Cải tiến quy trình rửa và tách nước thông qua sử dụng ép đai lưới kép.  Dùng quy trình tẩy khác, chẳng hạn tẩy bằng ozone   TUẦN HOÀN VÀ TÁI SỬ DỤNG  THU HỒI VÀ TÁI SỬ DỤNG TẠI CHỖ    Tuần hoàn nước công nghệ và nước trắng trong khâu rửa bột, tẩy trắng và pha loãng bột  Tuần hoàn bột trong hố dài ở máy xeo  Thu hồi và tuần hoàn nước ngưng  Thu hồi và tuần hoàn bột từ nước trắng bằng cách lắp đặt hệ thống SAVE ALL  Thu hồi bột bằng tuyển nổi khí  Đồng phát điện    TẠO RA SẢN PHẨM PHỤ HỮU ÍCH    Sử dụng xơ ngắn/phế phẩm xơ để làm giấy bồi  Sử dụng phần còn lại trong khâu làm sạch nguyên liệu thô làm nhiên liệu cho lò hơi   CẢI TIẾN SẢN PHẨM     Sản xuất các loại giấy sản lượng cao  Sản xuất giấy không tẩy thay vì giấy tẩy trắng   3 Các cơ hội SXSH trong nhà máy giấy và bột giấy 3.1 Các cơ hội SXSH trong khu vực chuẩn bị nguyên liệu thô Bảng 7 tóm tắt một số cơ hội SXSH trong khu vực chuẩn bị nguyên liệu. Bảng 7. Các cơ hội SXSH trong khu vực chuẩn bị nguyên liệu STT  Cơ hội SXSH  Lợi ích dự kiến  Yêu cầu kỹ thuật  Tính khả thi kinh tế  Tác động môi trường  Ghi chú   1  Lưu trữ nguyên liệu trong điều kiện khô ráo  - Giảm lượng nước tiêu thụ - Giảm lượng ô nhiễm môi trường - Giảm nhiễm bẩn cát và đá  Có đủ không gian để xếp gỗ trong mái che  I= 30.000- 60.000 USD S= không được xác định  - Giảm TS và COD biên  Biện pháp này dễ thực hiện nhưng lại cần có một khu vực lưu trữ được chuẩn bị tốt. Tiềm năng tiết kiệm so với mức đầu tư không hấp dẫn lắm đối với các nhà máy có công suất ít hơn 300 tấn giấy/ngày   2  Sàng mảnh (mảnh quá khổ và mịn)  - Giảm hóa chất và hơi khi nấu  Thiết bị: Sàng rung Quy trình: Có Không gian: Thường có Nhân lực: không cần  I= 16.000- 18.000USD  ---  Tiêu thụ điện tăng   Tài liệu hướng dẫn Sản xuất sạch hơn trong ngành giấy và bột giấy 25 STT  Cơ hội SXSH  Lợi ích dự kiến  Yêu cầu kỹ thuật  Tính khả thi kinh tế  Tác động môi trường  Ghi chú   3  Rửa nguyên liệu mảnh  - Tăng độ tinh khiết của nguyên liệu  Thiết bị rửa mảnh bằng vòi phun nước Nhân lực: cần thêm  Tiêu thụ điện và nước tăng  Giảm TS và COD  Bắt buộc đối với các nhà máy sản xuất bột tẩy trắng   4  Chuyển mảnh tới nồi nấu bằng hệ thống gầu tải  - Không tràn và thất thoát mảnh trong khâu vận chuyển  Thiết bị = Gầu tải Quy trình: Có Không gian: thường là có Nhân lực: Không cần  I= 10.000- 12.000USD S = không được xác định   Không khả thi đối với các nhà máy nhỏ, nhưng chắc chắn sẽ làm tăng năng suất tại các nhà máy lớn   5  Hệ thống kiểm soát và loại bỏ bụi  - Giảm lượng bụi - Thu hồi/bán bụi như một loại sản phẩm phụ  Thiết bị:Hệ thống tách (túi lọc) Quy trình: Thường có sẵn Không gian: Thường có sẵn  I= 8.000- 15.000USD S= 100.000 –300.000 USD  Giảm 90% lượng bụi trong môi trường xung quanh  Tiêu thụ điện năng tăng   5  Máy tạo mảnh loại đĩa có từ 4-6 lưỡi  - Mảnh đều hơn - Năng suất cao hơn  Thiết bị:Thay đĩa và động cơ Quy trình:Không đổi Không gian diện tích: Không đổi  I = 2000 USD S = không được xác định   Biện pháp này dễ triển khai   I- Đầu tư; S-tiết kiệm; P-Thời gian hoàn vốn   Các cơ hội SXSH trong khu vực sản xuất bột giấy Sản xuất bột là khu vực gây ô nhiễm nhiều nhất trong một nhà máy giấy và bột giấy, chiếm khoảng 80% tải lượng ô nhiễm. Đồng thời đây cũng là khâu có thể áp dụng nhiều cơ hội SXSH nhất, kể từ việc thay thế nguyên liệu thô cho đến cải tiến công nghệ và tuần hoàn. Các cơ hội có thể áp dụng trong khu vực này được nêu trong bảng 8. Bảng 8. Các cơ hội SXSH trong sản xuất bột giấy T T  Cơ hội SXSH  Lợi ích dự kiến  Yêu cầu kỹ thuật  Tính khả thi kinh tế  Tác động môi trường  Ghi chú   1  Ngâm nguyên liệu chính (mảnh) với dịch đen thu hồi trong các nhà máy giấy sử dụng nguyên liệu tre gỗ  - Nâng cao mật độ xếp chặt (4-6%) - Tăng công bột giấy từ 7-10% - Giảm thời gian nấu từ 5-7% - Giảm sử dụng kiềm - Giảm yêu cầu về hơi - Cho phép dung tỉ thấp - Chất lượng bột giấy đồng đều hơn  Thiết bị: - Băng tải - Bể cấp dung dịch - Vòi phun (tưới) - Bể cấp dịch đen - Thiết bị trộn chân vịt Quy trình: Phù hợp với mọi loại phế phẩm nông nghiệp Nhân lực: Không cần có thêm nhân lực  I= 3-5.000 USD S= 1,5- 3.000 USD P= < 2 năm  Khó tính toán được lượng giảm ô nhiễm  Giải pháp này có thể dễ dàng triển khai tại các nhà máy nhỏ   2  Nồi nấu cầu quay (nấu bã nguyên liệu thô trong nồi cầu quay được gia nhiệt trực tiếp bằng hơi nước)  - Tăng công suất nồi nấu 10-15% - Giảm sử dụng hơi nước - Tăng sản lượng bột  Không  Tiết kiệm từ việc giảm tiêu thụ hơi nước có thể định lượng theo từng trường hợp cụ thể. Còn các khoản tiết kiệm khác tương đối khó định lượng  Giảm lượng khí thoát ra từ nồi nấu 10- 15%  Thời gian cần thêm để nâng tải trọng gấp đôi sẽ dài hơn thời gian phải bù do giảm số lượng mẻ nấu để bảo đảm tạo ra cùng một lượng bột giấy   T T  Cơ hội SXSH  Lợi ích dự kiến  Yêu cầu kỹ thuật  Tính khả thi kinh tế  Tác động môi trường  Ghi chú   3  Giảm tỉ lệ rắn/lỏng (dung tỉ)  - Giảm 5- 10% lượng hơi tiêu thụ - Giảm thời gian nấu  Không  Không  Không có tác động trực tiếp  Không cần tài chính, giải pháp này có thể dễ dàng thực hiện được   4  Hơi gián tiếp cho nấu theo mẻ *  - Dung tỉ giảm - Giảm tiêu thụ năng lượng ở bước thu hồi hóa chất - Thu hồi nước ngưng để tái sử dụng ở lò hơi  Thiết bị: Có sẵn tại cơ sở  I= 30.000- 90.000 USD S= Không được định lượng  Không có tác động trực tiếp  Giải pháp này có thể không áp dụng được cho các nhà máy nhỏ có công nghệ lạc hậu   5  Thu hồi hơi từ bể phóng và tái sử dụng làm nóng nước trong bộ trao đổi nhiệt  -       6  Nấu bằng ammoniu m sulphite trung tính  - Tạo khả năng sử dụng dịch đen như phân bón - Giảm thiết bị tẩy hóa chất  Quy trình: Chưa được trình diễn thành công; có thể bị chứng minh là không khả thi  S= chưa được định lượng  Giảm lượng ô nhiễm khoảng 80% vì dịch đen được dùng cho các ứng dụng nông nghiệp  Do có những bất lợi như nồi nấu bị ăn mòn, nhiệt độ và thời gian nấu cao hơn, và phát thải khí ammonia, cho nên giải pháp này còn cần phải được thẩm định thêm.   7  Nấu bằng Natri sulphite kiềm tính  - Giảm lượng hóa chất tẩy trắng - Độ dai của giấy tốt hơn - Giảm yêu cầu về rửa - Giảm tiêu thụ nước - Tăng khả năng tẩy  Trong thực tế không khả thi  S = Không xác định được  Giảm độ màu trong chất thải  Nếu điều kiện pH thích hợp không duy trì được thì nồi nấu có thể sẽ bị ăn mòn. Quá trình này giới hạn ở các cấp độ nhất định khi mà độ dai của giấy không phải là yếu tố quan trọng.   T T  Cơ hội SXSH  Lợi ích dự kiến  Yêu cầu kỹ thuật  Tính khả thi kinh tế  Tác động môi trường  Ghi chú   8  SX bột giấy hiệu suất cao, tức quá trình sản xuất bột hóa cơ đối với sản phẩm giấy không tẩy  - Sản lượng bột giấy cao 85- 90% - Giảm hóa chất nấu  Thiết bị: Các nồi nấu hóa cơ Công nghệ:Có sẵn trong nước  I = 33.000- 90.000US D S= Không định lượng được  Giảm TS và COD 10- 15% (tùy thuộc vào sản lượng)  Tiêu thụ hơi nước và điện tăng, có thể áp dụng cho các nhà máy nhỏ   9  Tối ưu hóa quá trình nấu (nghĩa là vận hành tại áp suất hơi, nhiệt độ và liều lượng hóa chất cần thiết)  - Nâng cao chất lượng bột - Giảm lượng bị tách loại do nấu chưa đủ hoặc do sàng - Giảm lượng thiết bị nghiền đĩa - Giảm sử dụng hóa chất - Giảm yêu cầu về hơi - Tăng sản lượng bột  Thiết bị: - Chỉ số nhiệt độ - Chỉ số áp suất - Bảng điều khiển Nhân lực: Cần có công nhân vận hành có tay nghề  I= 3-5.000 S= không định lượng được  Giảm lượng ô nhiễm tổng thể  Được khuyến cáo sử dụng cho tất cả các nhà máy   10  Ép trục vít để loại bỏ hơi dịch đen nồng độ cao trong bột giấy  - Cải thiện việc thu hồi dịch đen - Cho phép tuần hoàn dịch đen để sử dụng kiềm dư - Tuần hoàn dịch đen nóng sẽ làm giảm lượng hơi cần dùng - Giúp cho nguyên liệu thô thấm dịch đen tốt hơn - Giảm thời gian rửa - Tiết kiệm nước trong khâu rửa - Giảm nhu cầu sử dụng năng lượng trong xử lý chất thải - Cho phép làm khô dịch đen bằng mặt trời  Thiết bị: - Bể tuần hoàn - Bể phóng - Nồng độ cao - Bơm pha loãng - Nén trục vít - Đường ống Quy trình: Hệ thống vận chuyển bột giấy chưa rửa cấn được sửa đổi Công nghệ: Có sẵn trong nước nhưng cần điều chỉnh Nhân lực: Cần có thêm công nhân lành nghề  I= 4.000- 9.000 USD S= 5.000- 10.000 USD P=< 1 năm  Giảm lượng nước thải 40-50% so với việc rửa trống truyền thống  Giải pháp này đang ở giai đoạn thử nghiệm và đang được triển khai tại một số nhà máy giấy. Có thể nén trục vít sẽ không được chấp nhận cho một số loại giấy nhất định.   T T  Cơ hội SXSH  Lợi ích dự kiến  Yêu cầu kỹ thuật  Tính khả thi kinh tế  Tác động môi trường  Ghi chú   11  Nén đai lưới kép để loại nước ra khỏi bột  - Dễ dàng vận chuyển và xử lý dịch đen - Tuần hoàn dịch đen nóng có thể làm giảm lượng hơi - Nguyên liệu thô thấm dịch đen tốt hơn - Có khả năng giảm tiêu thụ điện - Tiết kiệm nước trong khâu rửa - Giảm yêu cầu về sử dụng năng lượng trong xử lý chất thải  Thiết bị: - Máy bơm tuần hoàn, ép đai lưới kép - Bể phóng - Bơm bột nồng độ cao - Tháp làm đặc Quy trình: Hệ thống rửa gần như được loại bỏ Công nghệ: Hiện có nhưng chi phí cao Nhân lực: Cần có nhân lực lành nghề  I= 45.000- 300.000 USD S= 30.000- 150.000 USD P=<2 năm  Giảm thể tíchdòng thải tới 60-70%  Là một thiết bị đa năng và có thể dùng được với nguyên liệu thô là các loại phế phẩm nông nghiệp. Đai lưới kép được dùng nhiều nhất cho các quy trình sản xuất bột sản lượng cao hoặc bột từ rơm sử dụng công nghệ bán hóa học. Tốt nhất là nên áp dụng vào công đoạn cuối do đầu ra là lượng bột giấy nồng đô cao.   12  Máy rửa lọc chân không dùng để rửa bột giấy có: - Thiết bị cột khí áp - Có bơm chân không  - Cải tiến khâu thu hồi và xử lý dịch đen - Cho phép tuần hoàn dịch đen để sử dụng kiềm dư - Tuần hoàn dịch đen nóng sẽ giảm nhu cầu về hơi - Nguyên liệu thô thấm dịch đen tốt hơn - Giảm thời gian rửa do rửa liên tục - Giảm yêu cầu về năng lượng cho khâu xử lý chất thải.  Thiết bị: - Kết cấu xây dựng cao - Tháp làm đặc - Bơm bột có độ sệt cao) - Cột khí áp hoặc bơm chân không - Thiết bị rửa chân không Quy trình: Tích hợp cách rửa nhiều bậc ngược dòng Công nghệ: Có sẵn trong nước nhưng chi phí cao Nhân lực: Cần có nhân lực lành nghề  I= 0,2 – 0,3 triệu USD S= 18.000- 30.000 USD P=8-10 năm  Giảm lượng phát thải  Giải pháp này được đề xuất cho các nhà máy có quy mô vừa (>= 35 tấn/ngày)   T T  Cơ hội SXSH  Lợi ích dự kiến  Yêu cầu kỹ thuật  Tính khả thi kinh tế  Tác động môi trường  Ghi chú   13  Tách dịch đen đặc ban đầu ra khỏi các bể và vòng tuần hoàn nhiều hết mức có thể  - Nâng cao hiệu suất thu hồi và xử lý dịch đen - Tái sử dụng kiềm dư nhơ tuần hoàn dịch đen - Tuần hoàn dịch đen nóng sẽ làm giảm được yêu cầu về hơi - Nguyên liệu thô thấm dịch đen tốt hơn  Thiết bị : - Bơm thu gom - Bơm và đường ống Quy trình: Cần có hệ thống cống thoát riêng cho dịch đen loãng và đặc  I= 1.500 – 2.500 USD S= 4.500 – 7.500 USD P=<1 năm  Giảm tải lượng natri trong chất thải  Giải pháp này đơn giản và dễ triển khai ở các nhà máy nhỏ sử dụng nguyên liệu là phế phẩm nông nghiệp.   14  Xử lý yếm khí đối với dịch đen  - Khí biogas sinh ra có thể dùng làm nhiên liệu - Giảm chi phí xử lý - Giảm dòng thải màu  Thiết bị: - Bể phản ứng (yếm khí) - Khoang chứa khí ga - Đầu đốt - Hệ thống đường ống Công nghệ:Có sẵn và đã được chứng minh hiệu quả, nhưng chi phí cao Nhân lực: Cần có nhân lực có tay nghề và được đào tạo  I= 0,3 – 0,5 triệu USD S= 60- 150.000 USD P=> 5 năm  Giảm lượng ô nhiễm tổng thể tới 30- 40%  Giải pháp này không có tính hấp dẫn về kinh tế với các nhà máy đặc biệt nhỏ. Xử lý sinh học toàn bộ lượng dịch đen nhìn chung là không khả thi.   15  Thu hồi hóa chất từ dịch đen (ở các nhà máy sử dụng nguyên liệu tre gỗ) (CRS)  - Thu hồi kiềm 60-80% - Giảm lượng ô nhiễm  Thiết bị: - Lò hơi thu hồi và hệ thống đi kèm - Máy bơm - Thiết bị hóa hơi đa cấp - Trạm kiềm hóa - Thu hồi bùn vôi hoặc hệ thống thải bỏ Công nghệ: Chưa được kiểm chứng, một số nước Mỹ Latinh, Thổ Nhĩ Kỳ, Ai Cập sử dụng CRS Nhân lực: Cần có nhân lực lành nghề  I= 1-2 triệu USD S= 50.000- 100.000 USD P=>20 năm  Giảm lượng COD tới 85%  Dễ dàng áp dụng được tại các nhà máy giấy và bột giấy sử dụng nguyên liệu tre gỗ   T T  Cơ hội SXSH  Lợi ích dự kiến  Yêu cầu kỹ thuật  Tính khả thi kinh tế  Tác động môi trường  Ghi chú   16  Nghiền đĩa bột nóng  - Giảm tiêu thụ năng lượng điện - Giảm độ xuống cấp của giấy - Chất lượng bột giấy tốt hơn - Giảm lượng bị loại khi sàng - Nâng cao khả năng chảy trên lưới  Thiết bị: Máy nghiền Quy trình: Trình tự rửa và nghiền cần được sửa đổi điều chỉnh  I= 3.000- 7.000 USD S= khó định lượng  Giảm chất thải rắn  Được dùng cho các loại giấy không tẩy, lớp bồi.   17  Nấu lại các đầu mẩu dùng cho SX giấy không tẩy (tại các nhà máy sử dụng nguyên liệu tre gỗ)  - Tiết kiệm nguyên liệu thô - Tiết kiệm hóa chất nấu  Vận chuyển từ sàng sang nồi nấu  I= đa dạng S= 3.000- 10.000 USD  Giảm chất thải rắn    18  Sản xuất lignosulph onate từ lignin trong dịch đen sau nấu  - Giảm lượng ô nhiễm và màu của dòng thải - Tạo thêm sản phẩm phụ, để thay thế nhập khẩu  Thiết bị: Nhà xưởng và thiết bị SX lignosulphat e Công nghệ: Chưa được chứng minh cho dịch đen có nguồn gốc nông nghiệp  I= 1,0-1,3 triệu USD S= 45.000- 60.000 USD P=20 năm  Giảm lượng COD tới 50% nếu không chôn lấp dịch đen  Đây là một giải pháp vô cùng tốn kém và gần như tương đương với việc xây dựng một nhà xưởng mới. Áp dụng được cho các nhà máy giấy nhỏ không thu hồi hóa chất. Áp dụng cho các nhà máy sử dụng canxi sunphit.   19  Thu hồi lignin cho ứng dụng cải tạo đất  - Giảm tải lượng ô nhiễm và màu của dòng thải - Tạo ra thêm sản phẩm phụ - Nâng cao sản lượng nông nghiệp  Thiết bị: - Nhà xưởng và thiết bị để thu hồi lignin - Axit Sulphuric và các hóa chất khác Quy trình: Cần phải có tách lớp tinh vi  I= 24.000- 30.000 USD S= chưa được tính toán được do thị trường chưa phát triển  Giảm lượng COD tới 50 %  Thị trường chất cải tạo đất và phân bón từ lignin chưa phát triển   T T  Cơ hội SXSH  Lợi ích dự kiến  Yêu cầu kỹ thuật  Tính khả thi kinh tế  Tác động môi trường  Ghi chú   20  Hệ thống rửa theo nguyên tắc chảy ngược dùng cho công đoạn tẩy  - Giảm nhu cầu sử dụng nước - Giảm tiêu thụ điện - Giảm tải lượng ô nhiễm - Tẩy trắng tốt hơn  Quy trình: Máy rửa và đường ống chống ăn mòn.  Chưa định lượng được  Giảm tải lượng chất thải hữu cơ cho trạm xử lý cuối đường ống  Chỉ khuyến cáo cho các nhà máy sử dụng nguyên liệu tre gỗ. Nước trong công đoạn kiềm hoá được tái chế tuần hoàn cho công đoạn kiềm hoá trước đó. Nước trong công đoạn axit hoá được tuần hoàn công đoạn axit hoá trước đó.   21  Khử clo liên tiếp (thay thế clo, tại bước tẩy đầu tiên bằng dioxit clo)  - Bột có độ sáng hơn - Tăng sản lượng bột - Cho phép thực hiện clo hoá ở nhiệt độ cao - Giảm tải lượng ô nhiễm cho trạm xử lý cuối đường ống  Công nghệ: Cần có cơ sở hạ tầng trong nhà máy để chuẩn bị dioxit clo  Chi phí cao  Giảm biên tải lượng ô nhiễm hữu cơ cho trạm xử lý cuối đường ống Giảm phát thải halogen hữu cơ (AOX)  Ứng dụng cho các nhà máy sử dụng nguyên liệu tre gỗ.   22  Tẩy bằng NaOCI  - Chất lượng bột cao hơn - Giảm phát sinh bùn cặn trong quá trình chuẩn bị hóa chất tẩy trắng - Giảm yêu cầu về chuẩn bị hóa chất nhờ dung dịch tẩy có nồng độ clo cao hơn  Thiết bị: Bể chứa NaOCI  Giải pháp này không có tính khả thi về mặt kinh tế do chi phí cho NaOCI cao  Vận chuyển và thải bỏ chất thải rắn giảm. Có khả năng tạo ra chloroform trong dòng thải  Giải pháp này có thể triển khai được nếu giá thị trường của NaOCI và CaOCI2 tương đương nhau.   Tài liệu hướng dẫn Sản xuất sạch hơn trong ngành giấy và bột giấy 33 T T  Cơ hội SXSH  Lợi ích dự kiến  Yêu cầu kỹ thuật  Tính khả thi kinh tế  Tác động môi trường  Ghi chú   23  Tẩy bằng H2O2  Đạt được lợi ích môi trường rõ rệt do: - Không có clo trong dòng khí của nhà máy - Không có clo trong nước thải - Không tạo ra AOX - Không tạo ra bùn cặn trong quá trình chuẩn bị hóa chất tẩy trắng - Giảm diện tích khu vực chuẩn bị hóa chất - Loại bỏ được nguy cơ trong khâu vận chuyển clo  Thiết bị: Thiết bị vận chuyển và đo đếm H2O2 Quy trình: Đòi hỏi phải cẩn thận và an toàn trong khi vận chuyển  I= 15.000- 30.000 USD S=Chưa định lượng được  Không khí tại xưởng không còn clo Không còn clo trong dòng thải Không AOX Không sinh ra bùn cặn trong quá trình chuẩn bị dung dịch tẩy trắng  Giải pháp này vẫn chưa được thử nghiệm với các nhà máy sử dụng nguyên liệu thô là phế phẩm nông nghiệp Hóa chất tẩy rất đắt   24  Tẩy có chất trợ Oxy  Có lợi ích lớn về môi trường do: - Giảm nồng độ clo trong không khí trong xưởng - Ít chlorine trong chất thải hơn - Tạo ra ít AOX hơn - Không tạo ra bùn cặn trong quá trình chuẩn bị hóa chất tẩy trắng - Giảm diện tích khu vực chuẩn bị hóa chất - Giảm nguy cơ trong vận chuyển clo  Thiết bị: Thiết bị tạo oxy Quy trình: Yêu cầu về an toàn trong vận chuyển oxy  Chưa định lượng  - Ít chlorine trong không khí tại xưởng và trong chất thải hơn - Tạo ra ít AOX hơn  Biện pháp này vẫn chưa được trình diễn tại các nhà máy sử dụng nguyên liệu là phế phẩm nông nghiệp. Rõ ràng là tính khả thi kinh tế của nó tại các nhà máy này là không có.