Nội dung và phương pháp nghiên cứu
Nội dung nghiên cứu
- Quy trình thuộc da và tình hình sản xuất da của Công ty Cổ phần
Thương mại sản xuất da Nguyên Hồng.
- Dòng vật chất và nguồn thải chính của Công ty.
- Các giải pháp sản xuất sạch hơn được đề xuất.
- Tính khả thi của các giải pháp dựa trên tính khả thi về Kinh tế, Kĩ Thuật và Môi trường.
- Các giải pháp sản xuất sạch hơn được lựa chọn cho Công ty Cổ phần Thương mại sản xuất da Nguyên Hồng.
Phương pháp nghiên cứu
3.2.1 Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp
Thu thập các số liệu thứ cấp sử dụng trong nghiên cứu này được thu thập từ các tài liệu đã có về:
- Quá trình hình thành phát triển và đặc điểm tổ chức bộ máy hành chính của Công ty Cổ phần thương mại sản xuất da Nguyên Hồng.
- Quy trình sản xuất của Công ty: Công nghệ sản xuất, năng suất, nguồn nguyên liệu đầu vào, lượng nước sử dụng, lượng nước thải đầu ra.
- Báo cáo Đánh giá tác động môi trường bổ sung của Công ty.
- Quá trình áp dụng các giải pháp SXSH vào thuộc da ở các nước trên thế giới.
3.2.2 Phương pháp điều tra, thu thập số liệu sơ cấp
Phương pháp nghiên cứu này tập trung vào việc khảo sát khu vực nghiên cứu và thu thập dữ liệu cần thiết cho quá trình phân tích Chúng tôi thực hiện phỏng vấn trực tiếp với các cán bộ kỹ thuật quản lý phân xưởng sản xuất để thu thập thông tin về quy trình sản xuất tại Công ty Đồng thời, các số liệu về hiện trạng môi trường được thu thập thông qua việc lấy mẫu ngoài hiện trường, nhằm đánh giá chất lượng nước thải và mức độ tiếng ồn.
3.2.3 Phương pháp lấy mẫu và phân tích mẫu a Nước thải sản xuất Để đánh giá đặc tính của nước thải từ hoạt động sản xuất và hiệu quả của hệ thống xử lý nước thải tập trung của công ty Nguyên Hồng, đề tài thực hiện lấy
03 mẫu nước thải bao gồm:
- 01 mẫu nước thải sinh hoạt sau bể tự hoại Các thông số phân tích bao gồm pH, BOD5, TSS, TDS, NO3 -
, Dầu mỡ động thực vật, Tổng các chất hoạt động bề mặt, PO4 3-
Mẫu nước thải được lấy từ bể thu gom tập trung và sau hệ thống xử lý, với các thông số phân tích bao gồm nhiệt độ, pH, mùi, độ màu, BOD5, COD, Cr 3+, phenol, dầu mỡ khoáng, clorua, sunfua và NH4+.
Phương pháp phân tích chất lượng nước thải được trình bày tại Bảng 3.1. b Nước mặt nhận thải
Nước mặt suối Đồng Đăng, thuộc thủy vực nhận thải sau hệ thống xử lý của công ty Nguyên Hồng theo giấy phép xả thải số 317-GP-STNMT-TNNKS, đã được lấy mẫu để đánh giá tác động đến chất lượng môi trường tại ba vị trí khác nhau.
Vị trí tiếp nhận nước thải của công ty được xác định cách điểm tiếp nhận khoảng 50m về phía thượng nguồn và 350m về phía hạ nguồn Các thông số phân tích nước thải bao gồm pH, BOD5, COD, DO, TSS, Tổng Cr và NH4+.
, Tổng các chất hoạt động bề mặt, PO4 3-
Phương pháp phân tích chất lượng nước thải được trình bày tại Bảng 3.1.
Bảng 3.1 Phương pháp phân tích chất lượng nước thải và nước mặt
TT Chỉ tiêu thử nghiệm
15 Dầu mỡ động, thực vật
Mẫu khí thải được thu thập từ ống khói lò hơi của công ty Nguyên Hồng, với các thông số phân tích gồm nhiệt độ, bụi tổng số, SO2, NOx, CO và O2 Phương pháp phân tích chi tiết được trình bày trong Bảng 3.2.
Bảng 3.2 Phương pháp phân tích chất lượng khí thải
TT Chỉ tiêu thử nghiệm
6 O2 d Không khí xung quanh và nhà xưởng
Để đánh giá ảnh hưởng của hoạt động sản xuất của công ty đến chất lượng không khí xung quanh nhà máy, chúng tôi đã thực hiện lấy 02 mẫu không khí tại hai vị trí: một vị trí cách cổng công ty khoảng 100m về hướng Đông Nam và một vị trí cách cổng công ty khoảng 300m về hướng Đông Bắc.
Đã tiến hành thu thập 06 mẫu không khí nội vi tại khu vực văn phòng và nhà xưởng nhằm đánh giá tác động đến sức khỏe của người lao động tham gia sản xuất.
- KK 01 : Lấy tại xưởng tẩm ướp da;
- KX 02 : Lấy tại khu tập thể công nhân;
- KK 03 : Lấy tại khu xưởng ngâm da;
- KK 04 : Lấy tại xưởng rửa da;
- KK 05 : Lấy tại khu vực xưởng hấp da;
- KK 06 : Lấy tại khu vực văn phòng.
Phương pháp phân tích chất lượng không khí xung quanh và không khí khu vực sản xuất được trình bày tại Bảng 3.3.
Bảng 3.3 Phương pháp phân tích chất lượng không khí xung quanh và nhà xưởng
TT Chỉ tiêu thử nghiệm
3.2.4 Phương pháp đánh giá kết quả nghiên cứu
Từ kết quả nghiên cứu và các tài liệu thu thập được chọn lọc, đề tài tiến hành so sánh với các quy chuẩn, tiêu chuẩn sau:
- QCVN 05:2013/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng không khí xung quanh;
- QCVN 40:2011/BTNMT - Quy chuẩn quốc gia về nước thải công nghiệp;
- QCVN 06:2009/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về một số chất độc hại trong không khí xung quanh;
- QCVN 26:2010/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về tiếng ồn.
3.2.5 Phương pháp tính toán cân bằng vật chất
Dựa vào các yếu tố đầu vào và đầu ra, việc tính toán cân bằng vật chất và sơ đồ dòng cho từng công đoạn trong quy trình sản xuất là rất quan trọng Điều này giúp hoàn thiện sơ đồ dòng và xác định các khâu lãng phí cũng như kém hiệu quả trong quy trình sản xuất của nhà máy.
Nguyên tắc của cân bằng vật chất là:
Các nguyên liệu đầu vào = Sản phẩm + Chất thải
Các nguyên liệu đầu vào, sản phẩm và chất thải đầu ra tại Công ty được liệt kê như sau:
Bảng 3.4 Bảng kê nguyên liệu đầu vào, sản phẩm và chất thải đầu ra của
Công ty Nguyên liệu đầu vào
Da tươi, Nước, NaOCl, Na2CO3, Na2S, Vôi,
(NH4)2Cl, HCOOH, NaCl, H2SO4, Muối
Crom, Na2CO3, Chất diệt khuẩn, Chất nhuộm,
Chất phủ bề mặt, Bao bì, nhãn mác, Năng lượng gồm: Điện, than, gas
Việc xác định chi phí dòng thải để xác định được lượng tiền thất thoát theo dòng thải
Chi phí dòng thải = Chi phí bên trong + Chi phí bên ngoài
Chi phí bên trong trong sản xuất bao gồm các khoản chi phí phát sinh do dòng thải, như chi phí từ nước thải, da phế phẩm, hóa chất thất thoát, tổn thất qua vôi và bao bì hỏng.
Chi phí bên ngoài bao gồm các khoản chi cho xử lý nước thải, xử lý chất thải rắn và phí bảo vệ môi trường liên quan đến nước thải, cụ thể là phí xả thải đối với COD và TSS.
3.2.6 Phương pháp đánh giá các đề xuất sản xuất sạch hơn Đánh giá tính khả thi của các giải pháp dựa trên ba mặt chính của giải pháp là
Kỹ thuật, Kinh tế và Môi trường thông qua phương pháp ma trận trọng số:
Tổ chức thảo luận trực tiếp với nhóm cán bộ từ phòng Tài chính – Kế hoạch, phòng Kỹ thuật – Máy và chuyên trách môi trường để phân tích và lựa chọn các giải pháp sản xuất sạch hơn Qua việc cho điểm và xác định trọng số cho từng giải pháp, nhóm sẽ đánh giá tính khả thi về kinh tế, kỹ thuật và môi trường Cuối cùng, tổng điểm của các giải pháp sẽ được tính toán để xác định thứ tự ưu tiên thực hiện trong thực tiễn.
Bảng 3.5 Trọng số các tiêu chí trong lựa chọn giải pháp
Trọng số của các chỉ tiêu Kinh tế, Kỹ thuật và Môi trường trong chiến lược sản xuất sạch hơn (SXSH) phụ thuộc vào mục tiêu của Công ty Trọng số này được thảo luận và xác định trong các cuộc họp nhóm, với tổng trọng số là 10 (a+b+c = 10) Qua thỏa thuận, các trọng số được lựa chọn là a = 4, b = 3 và c = 3.
Trong quá trình họp nhóm, các thành viên đã tiến hành đánh giá các giải pháp sản xuất sạch hơn (SXSH) bằng cách cho điểm dựa trên mức độ khả thi của từng tiêu chí Mỗi giải pháp SXSH được chấm điểm để xác định hiệu quả và tính khả thi của nó.
- Giải pháp có tính khả thi Cao tương ứng 3 điểm;
- Giải pháp có tính khả Trung bình tương ứng 2 điểm;
- Giải pháp ít có tính khả thi tương ứng 1 điểm.
Sau khi thảo luận và chấm điểm các giải pháp, tổng hợp điểm sẽ được thực hiện bằng cách nhân điểm của mỗi giải pháp với trọng số tương ứng Tổng điểm của mỗi giải pháp sẽ được tính bằng tổng các điểm theo cột dọc đã nhân với trọng số Phương pháp cho điểm có trọng số này nhằm đánh giá tổng thể mức độ khả thi của các giải pháp sản xuất sạch hơn (SXSH) để xác định thứ tự ưu tiên trong chiến lược SXSH của Công ty Giải pháp có tổng điểm cao nhất sẽ được ưu tiên thực hiện trước, tiếp theo là các giải pháp có điểm thấp hơn.
Các tiêu chí đánh giá cụ thể cho từng mặt của giải pháp bao gồm:
Tính khả thi về kỹ thuật
- Khả năng đảm bảo chất lượng sản phẩm.
- Mức độ đáp ứng công suất chế biến.
- Yêu cầu về diện tích lắp đặt.
- Thời gian ngừng sản xuất để lắp đặt.
- Tính tương thích với các thiết bị đang dùng.
- Các yêu cầu về vận hành và bảo dưỡng.
- Nhu cầu huấn luyện về kĩ thuật.
- Khía cạnh an toàn và sức khỏe nghề nghiệp
Tính khả thi kinh tế:
PV: Giá trị dòng tiền ở thời điểm gốc (thời điểm bắt đầu áp dụng giải pháp)
FVt: Giá trị dòng tiền trong năm t r : tỷ lệ triết khấu t : số năm bắt đầu áp dụng giải pháp
Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Giới thiệu về công ty cổ phần thương mại sản xuất da Nguyên Hồng
4.1.1 Lịch sử hình thành và phát triển của Công ty
Công ty Cổ phần Thương mại sản xuất Da Nguyên Hồng, được thành lập vào tháng 3 năm 2011, hoạt động theo giấy phép kinh doanh số 4900641469 do Sở Kế hoạch và Đầu tư Tỉnh Lạng Sơn cấp.
- Địa chỉ: xã Tân Mỹ - huyện Văn Lãng - tỉnh Lạng Sơn.
- Người đại diện theo pháp luật: Ông Lành Văn Lâm – Giám đốc Công ty.
Công ty đã đạt giai đoạn sản xuất ổn định và khẳng định vị thế trên thị trường Đội ngũ cán bộ, công nhân viên giàu kinh nghiệm cùng với máy móc hiện đại đã được tuyển dụng để đảm bảo chất lượng sản phẩm Nhờ vào hiệu quả sản xuất, công ty quyết định mở rộng quy mô bằng cách đầu tư xây dựng thêm phân xưởng sản xuất Keo Gelatin.
Nhờ vào định hướng đúng đắn của ban lãnh đạo và sự đoàn kết của toàn thể cán bộ công nhân viên, công ty đã đạt được sự tăng trưởng toàn diện, hoàn thành xuất sắc các chỉ tiêu đề ra và nâng cao uy tín trên thị trường Điều này không chỉ đảm bảo thu nhập ổn định cho cán bộ công nhân viên mà còn bảo toàn và tăng trưởng hiệu quả vốn kinh doanh.
4.1.2 Ngành nghề, nhiệm vụ sản xuất kinh doanh của công ty
- Ngành nghề: thuộc, sơ chế Da và sản xuất Keo Gelatin.
Nhiệm vụ của công ty là thực hiện mục đích kinh doanh theo quyết định thành lập, cung cấp các mặt hàng đã đăng ký để đáp ứng nhu cầu của khách hàng, đảm bảo lợi nhuận và phát triển vốn Công ty cần tổ chức quản lý lao động hiệu quả và thực hiện đầy đủ nghĩa vụ với Nhà nước.
4.1.3 Sơ đồ bộ máy tổ chức của Công ty và chức năng nhiệm vụ của từng bộ phận
Phòng hành chính Phòng kế toán Phòng kinh doanh
Phân xưởng thuộc, sơ chế Da
Phòng kỹ thuật hóa nghiệm
Phân xưởng sản xuất Keo gelatin
Các tổ công nhân thuộc, sơ chế Da
Các tổ công nhân sản sản xuất Keo Gelatin
Hình 4.1 Sơ đồ tổ chức quản lý cơ sở thuộc da Nguyên Hồng
Chức năng và nhiệm vụ của từng bộ phận
- Chủ tịch HĐQT: Có nhiệm vụ điều hành chung, quản lý chung.
Giám đốc là người trực tiếp điều hành các bộ phận trong công ty và đại diện theo pháp luật, chịu trách nhiệm về kế hoạch sản xuất cũng như kết quả hoạt động kinh doanh theo quy định pháp luật.
Phó giám đốc có nhiệm vụ hỗ trợ Giám đốc điều hành trong các hoạt động của công ty, chịu trách nhiệm trước Giám đốc và pháp luật về các nhiệm vụ được giao Họ theo dõi tình hình sản xuất kinh doanh toàn công ty và thay mặt Giám đốc điều hành khi Giám đốc vắng mặt.
- Phòng hành chính: Theo dõi các nghiệm vụ thuộc bộ phận văn phòng.
- Phòng kế toán: Cập nhật chứng từ, theo dõi hạch toán kế toán, lập báo cáo theo quy định hiện hành của Nhà nước.
- Phòng kinh doanh: Lập kế hoạch tiêu thụ sản phẩm, ký hợp đồng mua, bán với các đối tác và thu hồi công nợ cho Công ty.
Quản đốc phân xưởng là người có kinh nghiệm trong việc tổ chức sản xuất hiệu quả, luôn theo dõi và đôn đốc các tổ sản xuất để đảm bảo thực hiện tốt nhiệm vụ của từng khâu trong phân xưởng.
Phòng kỹ thuật hóa nghiệm có trách nhiệm phân tích và kiểm nghiệm các mẫu sản phẩm, đồng thời lập báo cáo chất lượng sản phẩm để trình bày trước ban Giám đốc Công ty.
- Công nhân trực tiếp sản xuất: được chia đều cho 2 phân xưởng thuộc, sơ chế Da và sản xuất Keo Gelatin.
4.2 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ THUỘC DA CỦA CÔNG TY
4.2.1 Công nghệ thuộc da của công ty Nguyên Hồng
Công ty sản xuất 100 tấm da thuộc mỗi ngày, tương đương với khoảng 36.500 tấm mỗi năm, với trọng lượng trung bình 5 kg/tấm, tức là khoảng 0,5 tấn da thuộc/ngày và 182,5 tấn/năm Nguyên liệu chính để sản xuất là da tươi từ lợn, trâu và bò, được thu mua từ tỉnh và các tỉnh lân cận Tổng lượng nguyên liệu sử dụng cho sản xuất da thuộc tại công ty khoảng 730 tấn mỗi năm, tương đương với 2 tấn/ngày.
Da nguyên liệu (lợn, trâu, bò)
Rửa, bảo quản, ướp muối
Da thành phẩmHình 4.2 Sơ đồ công nghệ thuộc da Công ty CPTM Nguyên Hồng
Để bảo quản da nguyên liệu, cần thu mua từ nhiều nguồn và dự trữ khoảng 1 tháng nhằm đảm bảo nguồn cung ổn định Da sống được bảo quản bằng phương pháp muối, với tỷ lệ 300 kg muối ăn cho mỗi tấn da sống, sau khi đã loại bỏ phần thịt và rửa sạch Việc thay muối định kỳ mỗi tuần và đảo trộn thường xuyên là cần thiết, đặc biệt trong điều kiện thời tiết nóng ẩm, có thể sử dụng thêm chất diệt sâu bọ để bảo vệ chất lượng da khỏi côn trùng và vi khuẩn.
Na2SiF6 với liều lượng rất nhỏ.
Trong quy trình rửa da nguyên liệu, các thiết bị như thùng quay hoặc thùng bán nguyệt được sử dụng để loại bỏ bụi bẩn, đất, cát, phân và rác bám trên bề mặt da Lượng nước cần thiết cho quá trình này dao động từ 200-250% so với khối lượng da nguyên liệu và thời gian rửa kéo dài khoảng 30 phút.
Hồi tươi là công đoạn quan trọng giúp da phục hồi lượng nước đã mất trong quá trình bảo quản Quá trình này diễn ra trong thiết bị thùng quay, nơi các tạp chất và muối được loại bỏ hiệu quả.
Tẩy lông và rửa là quá trình hoá học diễn ra trong thùng thiết bị hồi tươi, sử dụng Na2S để giãn nở lỗ chân lông hoặc hoà tan chúng thành dạng nhão, giúp mở cấu trúc sợi của da Thời gian thực hiện quá trình tẩy lông là 18 giờ và cần sử dụng các nguyên liệu cùng hoá chất phù hợp.
Nước 200%; CaO 6- 8%; Na2S 2,5-3% Rửa thực hiện ngay sau tẩy lông, rửa 2 lần, tỷ lệ nước sử dụng 200%/lần rửa.
Nạo thịt là quá trình loại bỏ lớp bạc nhạc bên trong da, sau đó xén diềm mép bằng dao cầm tay Quá trình này tạo ra một lượng da thừa khá lớn, có thể được tận dụng làm nguyên liệu sản xuất gelatin.
Ngâm vôi là quá trình đưa nguyên liệu đã nạo, xén vào thiết bị phản ứng như thùng quay hoặc bể chứa nước vôi cũ, nhằm phân huỷ các protein không có dạng sợi Thời gian ngâm vôi kéo dài 24 giờ, với tỷ lệ nguyên liệu là 250% nước và 1% CaO.
Kiểm toán vật chất và năng lượng cho quá trình thuộc da
Quá trình sản xuất da thuộc tại Công ty Cổ phần thương mại sản xuất da
Nguyên Hồng là một dây chuyền sản xuất da khép kín, bắt đầu từ nguyên liệu thô là da tươi và trải qua các công đoạn sơ chế, sơ thuộc, hoàn thiện ướt và khô Quy trình sản xuất này kết hợp với nguyên, phụ liệu và năng lượng để tạo ra sản phẩm da thuộc Tuy nhiên, như mọi quy trình sản xuất khác, quá trình này cũng phát sinh chất thải, phế phẩm và hóa chất dư thừa do hiệu suất chuyển hóa không hoàn toàn Toàn bộ yếu tố đầu vào và sản phẩm đầu ra được tính toán dựa trên nguyên tắc cân bằng khối lượng nhằm xác định thất thoát nguyên vật liệu trong sản xuất Sơ đồ dòng vật chất tương ứng với quy trình công nghệ tại nhà máy được thể hiện rõ ràng.
Hình 4.4 Sơ đồ dòng vật chất trong công nghệ thuộc da
4.3.1.1 Kiểm toán cân bằng nước
Lĩnh vực thuộc da tiêu tốn một lượng nước lớn, với mức sử dụng khác nhau tùy thuộc vào công nghệ và nguyên liệu đầu vào Cụ thể, công nghệ thuộc bằng Crom tại Việt Nam tiêu tốn khoảng 30-40 m³ nước cho mỗi tấn da tươi, cao hơn so với mức 15-20 m³ ở các nước phát triển Kết quả kiểm toán nước sử dụng theo từng công đoạn sản xuất tại công ty Nguyên Hồng được thể hiện trong Bảng 4.2.
Bảng 4.2 Bảng cân bằng nước trong từng công đoạn sản xuất
Hoàn(hoàn ướt và khô)
Nguyên liệu đa dạng và được chăm chút kỹ lưỡng, trong đó các chất nhũ tương được hình thành từ các chất tạo màng như polyuretan, polystyren, polyacrylic và butadien Styron, được hòa tan trong dung môi và trộn thêm với nước.
Kết quả đánh giá cân bằng vật chất đối với nguyên liệu da được trình bày tại Bảng 4.3.
Bảng 4.3 Cân bằng vật chất đối với nguyên liệu da đầu vào
(tính theo 1 tấn da muối tươi)
Rửa, hồi tươi Nạo tươi Tẩy lôngngâm vôi Xẻ
Tẩy vôi, làm mềm Làm xốp
Giai Thuộc đoạn thuộc Ép
Trung hoà ép, xén đánh bóng
Cân bằng về hóa chất
Cân bằng về hóa chất, vật chất liên quan đến sử dụng hóa chất được chỉ ra ở
Bảng 4.4 Bảng số liệu cân bằng về hóa chất
Giai Bảo quản đoạn trước thuộc
Giai Thuộc da đoạn thuộc da
Gia đoạn Trung hoà hoàn thành Thuộc lại
Kết quả tổng hợp kiểm toán nguyên liệu da và hóa chất được sử dụng tại công ty Nguyên Hồng được trình bày tại Bảng 4.5.
Bảng 4.5 Bảng cân bằng vật chất trong từng công đoạn sản xuất
Nạo tươi Tẩy lông ngâm vôi
Hoàn thiện, ép, sấy, xén, đánh bóng
Năng lượng chủ yếu được sử dụng trong công ty Nguyên Hồng là điện, phục vụ cho vận hành máy móc, thiết bị chiếu sáng và hệ thống nồi hơi Bài viết này sẽ tập trung vào việc kiểm toán và đánh giá hiệu suất hoạt động của hệ thống nồi hơi, sử dụng nhiên liệu dầu FO, bao gồm các thiết bị như bồn nước cấp, lò hơi, hệ thống ống dẫn hơi và thiết bị cung cấp nhiên liệu.
Bồn nước cấp đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp nước cho lò hơi và điều chỉnh lượng nước để đáp ứng nhu cầu hơi Nguồn nước cho lò hơi chủ yếu bao gồm nước ngưng thu hồi từ quá trình bẫy hơi, chiếm 20%, và nước cấp mới từ bên ngoài, chiếm 80%.
Lò hơi ống nước là thiết bị được thiết kế để tuần hoàn khí nóng bên ngoài các ống chứa nước Nước bên trong các ống được làm nóng bởi khí nóng, sau đó chuyển hóa thành hơi.
Hệ thống dẫn hơi nước đảm nhận vai trò tiếp nhận và kiểm soát lượng hơi nước sản xuất từ lò hơi, dẫn trực tiếp qua ống đến các điểm sử dụng trong xưởng sản xuất Áp suất hơi được điều chỉnh thông qua các van và được giám sát bằng đồng hồ đo áp suất, đảm bảo hiệu quả hoạt động của hệ thống.
Hình 4.5 Hệ thống lò hơi công ty Nguyên Hồng
Quá trình vận hành lò hơi bao gồm việc cấp nước, không khí và dầu để sản xuất hơi nước cần thiết Hơi nước, dưới áp suất, được dẫn qua các ống đến các phân xưởng, nơi nó cung cấp nhiệt gián tiếp Sau khi truyền nhiệt, hơi nước chuyển thành dạng lỏng, gây cản trở cho hệ thống và khả năng truyền nhiệt Để khắc phục, bẫy hơi và cốc xả được lắp đặt để thu hồi nước ngưng, sau đó nước này được tuần hoàn trở lại bồn nước, cung cấp lại cho lò hơi Để kiểm toán năng lượng lò hơi, cần đánh giá thất thoát nhiệt qua việc đo nhiệt độ khói và nồng độ oxy trong khói, từ đó tính toán hiệu suất cháy theo phương pháp Wayne.
C.Turner, 2001 (Energgy management handbook) Sơ đồ cân bằnng năng lượng của hệ thống hơi nước công ty được thể hiện dưới Hình 4.6.
Hình 4.6 Sơ đồ cân bằng năng lượng của hệ thống nồi hơi
Từ sơ đồ các dòng năng lượng đi ra và đi vào khỏi lò hơi, có thể xác định được các nguồn gây thhất thoát năng lượng bao gồm:
- Thất thoát nhiệt qua khói lò do lượng khí hợp thức, khí dư và nhiên liệu chưa cháy hết.
- Thất thoát nhiệt do bức xạ và đối lưu.
- Thất thoát nhiệt do xả đáy.
- Thất thoát nhiệt do tro và phần nhiên liệu không cháyy trong tro.
Hiệu suất hoạt động của hệ thống được xác định bởi tỷ lệ năng lượng hữu ích chuyển hóa nước thành hơi so với năng lượng từ việc đốt nhiên liệu trong lò hơi, trong khi hiệu suất cháy chỉ chú trọng đến lượng nhiệt thất thoát qua khói lò Để đánh giá hiệu suất này, đã tiến hành đo đạc một số thông số của khói thải từ hệ thống lò hơi, và kết quả thu được như sau:
- Nhiệt độ khhói lò: 240 o C (tương đương 464 o F)
- Nhiệt độ môi trường: 30 o C (tương đương 81 o F)
- Hàm lượng oxy trong khói lò: 8%
Biểu đồ hiệu suất cháy của dầu FO cho thấy hiệu suất cháy của lò hơi đạt khoảng 84%, với lượng thất thoát xấp xỉ 16% Đồng thời, hàm lượng oxy trong khói lò ở mức cao là 8%, tương ứng với lượng khí dư khoảng 60%.
Hìnhh 4.7 Biểu đồ hiệu suất cháy của dầu FOO
Hiện trạng phát sinh và quản lý chất thải tại công ty Nguyên Hồng
4.4.1 Hiện trạng phát sinh và quản lý nước thải
4.4.1.1 Hiện trạng phhát sinh nước thải
- Đối với Nước thhải sinh hoạt:
Nước thải sinh hoạt của công ty chủ yếu phát sinh từ khu vực bếp ăn tập thể và khu vực vệ sinh của nhân viên, với tổng lượng nước thải ước tính khoảng
Nước thải sinh hoạt phát sinh hàng ngày với khối lượng 6 m³, chứa các thành phần như chất hữu cơ phân hủy sinh học, dinh dưỡng N và P, chất rắn lơ lửng và chất hoạt động bề mặt Nước thải từ bếp ăn tập thể được thu gom trực tiếp vào hệ thống xử lý tập trung của công ty, trong khi nước thải từ khu vực vệ sinh được xử lý sơ bộ qua hệ thống bể tự hoại trước khi được thu gom để xử lý cùng với nước thải công nghiệp tại hệ thống xử lý tập trung.
Kết quả phân tích nước thải sinh hoạt sau bể tự hoại cho thấy, theo Bảng 4.6, nước thải sau khi xử lý sơ bộ vẫn còn tồn tại nồng độ đáng kể của các chất ô nhiễm.
BOD5, chất rắn hòa tan, và hàm lượng dinh dưỡng N, P cùng với vi sinh vật thường ở mức cao, nhưng sẽ được xử lý triệt để thông qua hệ thống xử lý tập trung.
Bảng 4.6 Kết quả phân tích nước thải sinh hoạt của
Công ty thải ra môi trường
TT Chỉ tiêu phân tích
7 Tổng các chất hoạt động bề mặt
- Đối với nước thải sản xuất:
Công ty sản xuất phát sinh khoảng 130m³ nước thải mỗi ngày, chủ yếu từ các công đoạn sản xuất như rửa, tẩy lông, ngâm vôi, tẩy vôi và làm mềm, với lượng nước thải lớn nhất từ 5-7,5 m³ cho mỗi tấn sản phẩm Các công đoạn khác, trừ bảo quản và hoàn thiện khô, đều có mức xả thải trung bình từ 2-3 m³ mỗi tấn da.
Nước thải ở các công đoạn khác nhau thì mang những đặc trưng riêng của từng công đoạn:
Nước thải trong quá trình hồi tươi có màu vàng lục, chứa protein tan và các chất bẩn bám vào da, với hàm lượng muối NaCl cao Sự phát triển của vi khuẩn khiến nước thải ở giai đoạn này nhanh chóng bị thối rữa.
Nước thải từ công đoạn ngâm vôi và khử lông có tính kiềm cao với độ pH từ 11 đến 12,5 Thành phần chính của nước thải này bao gồm NaCl, vôi, chất rắn lơ lửng và sunfua.
Công đoạn khử vôi và làm mềm da trong xử lý nước thải là cần thiết, vì nước thải này thường có tính kiềm và chứa nhiều chất hữu cơ, chủ yếu là protein từ da tan trong nước cùng với hàm lượng nitơ dưới dạng amon hoặc ammoniac.
Trong quá trình sản xuất xốp, các hóa chất chính được sử dụng bao gồm axit axetic, axit sulfuric và axit formic Quá trình này liên quan đến công đoạn thuộc Crom, và nước thải phát sinh từ giai đoạn này có tính axit cao.
Nước thải trong công đoạn sản xuất có tính axit và chứa hàm lượng cao Cr 3+ từ 100 đến 200 mg/l nếu được xử lý bằng Cr, hoặc từ 600 đến 2000 mg/l nếu xử lý bằng tannin Nước thải chứa Cr thường có màu xanh, trong khi nước thải từ tannin có màu tối và phát ra mùi khó chịu.
- Công đoạn ép nước, nhuộm, trung hòa, ăn dầu, hoàn thiện thường là nhỏ và gián đoạn Nước thải chứa các chất thuộc, thuốc nhuộm, lượng dầu mỡ.
Thành phần và tính chất của nước thải được trình bày rõ ràng trong bảng kết quả phân tích tại bể thu gom tập trung, cụ thể là trong Bảng 4.7, cột kết quả mẫu nước trước khi xử lý.
Da là một loại động vật hữu cơ tự nhiên, với cấu trúc bao gồm các axit amin và nhiều lớp như lông, da giấy, da cật, và bạc nhạc Quá trình sản xuất da thuộc yêu cầu sử dụng dung môi phân cực mạnh để hòa tan các chất Nước đóng vai trò thiết yếu trong hầu hết các công đoạn sản xuất, dẫn đến việc phát sinh nước thải với lưu lượng lớn và mùi hôi khó chịu Hàm lượng BOD5 trong nước thải vượt mức quy định QCVN 40:2011/BTNMT tới 36,2 lần, COD vượt 17,7 lần, Crom vượt 32,03 lần, chất rắn lơ lửng (SS) vượt 28,7 lần, cùng với hàm lượng Nitơ, Clo và coliform vượt nhiều lần giới hạn cho phép.
4.4.1.2 Hiện trạng quản lý nước thải
Nước thải từ hoạt động sản xuất và sinh hoạt của công ty Nguyên Hồng được thu gom và đưa về bể thu gom tập trung, trước khi được bơm vào hệ thống xử lý Các nguồn nước thải bao gồm nước thải từ quá trình thuộc da, nước thải sinh hoạt từ khu vực nhà bếp, và nước thải sau bể tự hoại của khu vệ sinh.
Hệ thống xử lý nước thải của công ty Nguyên Hồng được thiết kế với công suất tối đa là 200 m³/ngày đêm và hiện đang hoạt động ở mức công suất thực tế.
Hệ thống xử lý nước thải có công suất 150 m³/ngày đêm, hoạt động dựa trên nguyên lý sinh học kết hợp với quá trình tách kim loại (crom) và dầu mỡ theo phương pháp hóa lý, đảm bảo tuân thủ QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B) Sơ đồ công nghệ xử lý được thể hiện tại Hình 4.8.
+ Bể thu gom nước thải
Đề xuất các cơ hội sản xuất sạch hơn cho công ty
Dựa trên số liệu cân bằng vật chất và lý thuyết phân tích nguyên nhân, công ty Nguyên Hồng có thể áp dụng các giải pháp xử lý giảm thiểu và sản xuất sạch hơn nhằm mang lại lợi ích môi trường và kinh tế Các cơ hội sản xuất sạch hơn tại công ty đã được thống kê chi tiết trong Bảng 4.16.
Qua đánh giá, đã tổng hợp 20 giải pháp đề xuất cho Công ty Nguyên Hồng, liên quan đến nước thải, khí thải, chất thải rắn và năng lượng Tuy nhiên, không phải tất cả các giải pháp đều khả thi để thực hiện.
Các giải pháp sản xuất sạch hơn sẽ được sàng lọc ban đầu để lựa chọn và phân loại, nhằm phục vụ cho công tác đánh giá tiếp theo Một số giải pháp có thể được thực hiện ngay, trong khi những giải pháp khác cần được phân tích thêm hoặc bị loại bỏ.
Bảng 4.16 Phân tích các cơ hội để áp dụng sản xuất sạch hơn cho công ty Nguyên Hồng
STT Nhóm Công vấn đề đoạn
1 Nước Bảo Nước thải có chứa chất thải quản C6H cho môi trường
2 Nước Tẩy lông, Phát sinh nhiều nước thải ngâm vôi thải chứa hóa chất
3 Nước Làm Axit thải (H thải xốp
4 Nước Thuộc Hàm lượng crom cao thải da chứa trong nước và chất thải rắn
5 Nước Ép nước Dung dịch thải thải chất nhuộm
STT Nhóm Công vấn đề đoạn làm hưởng đến người mềm động
7 Khí thải Hoàn Bụi da, nước thành dung môi hữu cơ bay
(thuộc hơi lại, sấy, trau chuốt)
8 Khí thải Lò đốt Khí thải chưa đảm bảo quy chuẩn xả thải đối với thông số SO
9 Chất thải Chi phí mất đi cho rắn nguyên liệu da và xử lý chất thải nguy hại (da sau thuộc) lớn
10 Năng Lò hơi đạt hiệu suất
4.5.2 Sàng lọc các giải pháp sản xuất sạch hơn
Khi lựa chọn giải pháp thực hiện, cần chú trọng đến hiệu quả thiết thực trên ba phương diện: kinh tế, kỹ thuật và môi trường.
- Về kinh tế: giải pháp không cần chi phí hoặc có chi phí thấp.
- Về kỹ thuật: giải pháp đơn giản, dễ thực hiện, không yêu cầu cao về kỹ thuật và chuyên môn.
- Về môi trường: giải pháp hạn chế được phát sinh chất thải và hạn chế được các tác động xấu đến môi trường.
Khi lựa chọn các giải pháp, cần loại bỏ những phương án không khả thi, có chi phí đầu tư quá lớn, liên quan đến vấn đề nhạy cảm hay sức khoẻ công nhân Ngoài ra, các giải pháp yêu cầu kỹ thuật và chuyên môn cao hoặc có tính khả thi kinh tế nhưng gây hại cho môi trường cũng cần được xem xét kỹ lưỡng.
Khi lựa chọn các giải pháp, cần đánh giá thêm các yếu tố như lợi ích kinh tế, kỹ thuật và môi trường Tuy nhiên, những giải pháp này thường phức tạp hơn so với những giải pháp có thể thực hiện ngay, vì vậy cần phải phân tích kỹ lưỡng trước khi quyết định áp dụng.
Các cơ hội sản xuất sạch hơn của công ty Nguyên Hồng được sàng lọc theo các tiêu chí và kết quả được trình bày như sau:
Bảng 4.17 Kết quả sàng lọc các giải pháp SXSH
1.1 Dùng khuẩn thiện với môi trường
1.2 Tái sử dụng nước tẩy lông ngâm vôi
4.2 Tăng năng trong thuộc bằng hệ thống phu lông hoạt động hiệu quả, có khả năng tự động kiểm chỉnh các thông số kỹ thuật như lượng nước và bổ sung chỉnh kịp thời.
4.3 Quay vòng trực tiếp nước thải crom.
4.4 Thu dụng crom sa lắng.
5.1 Thu hồi lại dung dịch sau quá trình ép vì dung dịch này chứa nhiều
Dung dịch này có thể thu hồi chất crom công đoạn thuộc
6.1 Sử dụng khí CO 2 để tẩy vôi
6.2 Trang bị phương tiện bảo vệ cá nhân phù hợp
7.2 Giảm trong công đoạn sấy bằng nhiệt độ thấp
7.3 Thay đổi công nghệ trong công đoạn trau chuốt
8.1 Nâng cấp hệ thống lò hơi và hệ thống xử lý khí thải
8.2 Thay thế vật liệu lọc với tần suất phù hợp
8.3 Trồng thêm hàng cây xanh viên Công ty
9.1 Sử dụng vụn để sản xuất sản phẩm cho chó mèo
10.2 Trang bị thiết bị đo nồng độ O2 và lưu lượng soát khí dư
10.3 Bảo ôn cho bể cấp nước
10.4 Thay thế toàn bộ bẫy hơi hiện có bằng bẫy hơi steamgard
Sau khi thảo luận với đội sản xuất sạch hơn, 10 giải pháp sản xuất sạch đã được đề xuất cho công ty Nguyên Hồng có thể thực hiện ngay, trong khi 04 giải pháp cần phân tích thêm và 07 giải pháp bị loại bỏ do yêu cầu đầu tư hoặc thay thế quy trình sản xuất hiện tại Các giải pháp chưa được thực hiện ngay cần được xem xét và đánh giá tính khả thi về mặt kinh tế, kỹ thuật và môi trường khi áp dụng cho công ty.
Theo bảng sàng lọc các cơ hội sản xuất sạch hơn, các giải pháp sản xuất sạch hơn cần phân tích thêm gồm:
- Sử dụng da thuộc vụn để sản xuất sản phẩm xương cuốn cho chó mèo
- Trang bị thiết bị đo nồng độ O2 và lưu lượng khí để kiểm soát khí dư
- Bảo ôn cho bể cấp nước
- Thay thế toàn bộ bẫy hơi hiện có bằng bẫy hơi thế hệ mới steamgard
4.5.3 Đánh giá tính khả thi của các giải pháp sản xuất sạch hơn
4.5.3.1 Giải pháp Kiểm soát lượng khí dư tham gia quá trình đốt lò hơi và Nâng cấp hệ thống bảo ôn bồn nước cấp a Đánh giá tính khả thi về kỹ thuật Đối với giải pháp điều chỉnh lượng không khí dư của lò đốt:
Để đảm bảo quá trình cháy triệt để và đáp ứng các tiêu chuẩn về khói lò, cần duy trì một lượng khí dư nhất định Mức không khí dư tối ưu giúp lò hơi đạt hiệu suất cao nhất khi tổng thất thoát do cháy không triệt để và thất thoát nhiệt trong khói lò là nhỏ nhất Đối với dầu FO, lượng khí dư tối ưu nên nằm trong khoảng 10-15%, tương ứng với hàm lượng oxy trong khói thải từ 2-3%.
Hiệu suất cháy của lò hơi hiện tại chỉ đạt 84%, dẫn đến 16% tổng năng lượng bị thất thoát ra môi trường Tuy nhiên, nếu tối ưu hóa điều kiện khí dư, hiệu suất cháy có thể nâng lên 90%, giảm 6% năng lượng thất thoát Nhờ việc tăng hiệu suất đốt, công ty sẽ tiết kiệm được 912,36 kg dầu FO 3,5% S mỗi tháng.
Giải pháp này yêu cầu đầu tư vào bộ phân tích nồng độ oxy cầm tay và đồng hồ đo gió lò, có thể lắp đặt trong chu kỳ vệ sinh mà không cần dừng sản xuất Việc vận hành thiết bị đơn giản, không cần đào tạo chuyên sâu, nên công nhân có thể sử dụng dễ dàng Dựa vào công thức tính toán hiệu suất lò hơi theo Sổ tay đánh giá và cải thải hiệu quả lò hơi công nghiệp của Nguyễn Đình Tuấn và Nguyễn Duy Bình (2008), cán bộ vận hành có thể điều chỉnh lượng nhiên liệu đầu vào cho phù hợp Bên cạnh đó, cần nâng cấp hệ thống bảo ôn bồn nước cấp để cải thiện hiệu suất.
Giải pháp này bao gồm việc trang bị bông khoáng làm vật liệu cách nhiệt cho bề mặt bồn nước, giúp bảo ôn và giảm thất thoát nhiệt Đồng thời, lắp đặt đồng hồ đo gió cho lò hơi trong thời gian bảo dưỡng sẽ không làm gián đoạn quá trình sản xuất Lợi ích của giải pháp này là giảm tổn thất nhiệt, tiết kiệm năng lượng, và cải thiện điều kiện lao động cho công nhân vận hành lò hơi trong môi trường có nhiệt độ cao.
Năng lượng tiết kiệm được xác định dựa trên sự giảm thiểu nhiệt lượng tổn thất, theo công thức trong Sổ tay hướng dẫn sử dụng năng lượng hiệu quả tại Châu Á (Energy Efficiency Guide for Industry in Asia - UNEP, 2006).
Q: Tổn thất nhiệt qua bề mặt bồn cấp nước (kcal/h)
Ts: Nhiệt độ bề mặt bồn cấp nước ( o C)
Ta: Nhiệt độ môi trường xung quanh ( o C)
A: Diện tích bề mặt bồn (m 2 )
Theo số liệu đo đạc ta có Ts o C, Ta0 o C, A=7m 2 Tổn thất nhiệt lượng trước khi lắp đặt thêm bảo ôn là:
Sau khi thực hiện bảo ôn bằng lớp cách nhiệt, nhiệt độ trung bình bên ngoài thành bồn sẽ được duy trì dưới 40 độ C, giúp giảm thiểu nhiệt lượng tổn thất một cách hiệu quả.
Như vậy, lượng tổn thất nhiệt giảm được là:
Kết luận
Từ những kết quả nghiên cứu thực tiễn của đề tài có thể tóm lược lại bằng những kết luận sau:
1 Công ty Cổ phần Thương mại sản xuất Da Nguyên Hồng đi vào hoạt động từ năm 2011 với lĩnh vực thuộc da và sản xuất keo Gelatin với công suất 182,5 tấn da thuộc/năm Nguyên liệu đầu vào trong sản xuất là da tươi (730 tấn/năm), nước và sử các loại hóa chất theo từng giai đoạn sản xuất như sau: công đoạn trước thuộc chủ yếu sử dụng muối, chất sát trùng, vôi, men (enzyme), chất tẩy rửa (NaOCl), kiềm và axit; giai đoạn thuộc sử dụng muối crom kềm sunfat, MgO, chất chống mốc; giai đoạn hoàn thiện sử dụng axit để trung hòa, muối crom (thuộc lại), phẩm màu, dầu FO làm bóng và một số hóa chất chau chuốt sản phẩm.
2 Dòng thải của Công ty bao gồm nước thải, chất thải rắn và khí thải Tổng lượng nước thải sản xuất phát sinh là 130m 3 /ngày.đêm, với hệ số trung bình 51,2 m 3 nước thải/tấn da nguyên liệu, trong đó công đoạn rửa, tẩy lông và ngâm vôi, tẩy vôi và làm mềm phát sinh nhiều nước thải nhất, khoảng 25 m 3 /tấn da nguyên liệu Chất thải rắn chủ yếu phát sinh từ các công đoạn sau lọc keo Gelatin và da thuộc thừa sau công đoạn hoàn thiện Trong đó, lượng da thuộc thừa phát sinh rất lớn, khoảng 500kg/ngày Khí thải phát sinh chủ yếu từ công đoạn đốt nhiên liệu để cấp nhiệt cho hệ thống nồi hơi.
3 Hiện trạng quản lý chất thải tại công ty như sau:
Nước thải sản xuất và sinh hoạt được xử lý tại hệ thống tập trung với công suất 150 m³/ngày, đạt tiêu chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT Hệ thống xử lý khí thải sử dụng công nghệ dập bụi và lọc hấp phụ, nhưng vẫn chưa đạt yêu cầu về SO2, vượt 1,07 lần so với giới hạn cho phép của QCVN 19:2009/BTNMT Toàn bộ lượng da vụn thừa được sử dụng làm nguyên liệu sản xuất keo Gelatin, trong khi bột hữu cơ phát sinh khoảng 16,8 tấn/tháng được xử lý bằng ủ phân hữu cơ vi sinh Các chất thải rắn khác được chuyển giao cho đơn vị có chức năng xử lý.
4 Tổng chi phí dòng thải cho thuộc 1 tấn da tươi là 22.577.807 đồng, tương đương tổng chi phí dòng thải một năm sản xuất là 16.481.799.110 đồng Trong đó, chi phí bên trong chiếm đến 94%, chủ yếu mất đi do lượng da thừa đã thuộc chưa được tận dụng và thải bỏ.
5 Luận văn đưa ra 21 giải pháp sản xuất sạch hơn, trong đó có 10 giải pháp có thể thực hiện ngay, 04 giải pháp cần phân tích thêm và có 07 giải pháp bị loại bỏ.
4 giải pháp cần phân tích thêm trên các khía cạnh gồm tính khả thi về kinh tế, kỹ thuật và môi trường đó là:
Để kiểm soát khí dư và bảo ôn hệ thống cấp nước lò hơi, có hai giải pháp khả thi: mua mới thiết bị đo nồng độ oxy và lưu lượng khí Thời gian hoàn vốn cho các giải pháp này ước tính khoảng 3,4 tháng.
- Giải pháp thay thế 80 bẫy hơi dạng nhiệt hiện có bằng bẫy hơi dạng tiết lưu, thời gian hoàn vốn 4 năm 1 tháng, tiết kiệm 416.583.576 đồng/năm.
Giải pháp sử dụng da thuộc xén diềm để sản xuất xương cuốn cho chó mèo là một lựa chọn có chi phí đầu tư cao nhưng mang lại hiệu quả vượt trội Thời gian hoàn vốn chỉ mất 5,1 tháng, với doanh thu ước tính đạt 4.805.955.000 đồng mỗi năm.
Kiến nghị
Do thời gian và điều kiện kinh tế có hạn, đề tài chưa được đánh giá đầy đủ và sâu sắc Chúng tôi đề nghị tiếp tục triển khai nghiên cứu với mức độ sâu rộng hơn, đặc biệt chú trọng vào tính khả thi của các giải pháp.
Đánh giá các giải pháp sử dụng da thuộc vụn làm nguyên liệu sản xuất xương cuốn cho chó mèo nhằm đưa ra kết luận chính xác và hoàn thiện hơn Việc tận dụng nguồn nguyên liệu này không chỉ giúp giảm lãng phí mà còn tạo ra sản phẩm bổ dưỡng cho thú cưng Các phương pháp sản xuất cần được nghiên cứu kỹ lưỡng để đảm bảo chất lượng và an toàn cho sức khỏe của chó mèo.
- Đánh giá hạ tầng phục vụ sản xuất và bảo vệ môi trường của công ty để đưa ra các cơ hội sản xuất sạch hơn.