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 nghiên cứu 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 của Công ty Đồng thời, các số liệu về hiện trạng môi trường được lấy từ việc điều tra và lấy mẫu ngoài hiện trường, phục vụ cho việc 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:
Mẫu nước thải sinh hoạt sau bể tự hoại được phân tích với các thông số quan trọng như pH, BOD5, TSS, TDS, NO3-, dầu mỡ động thực vật, tổng các chất hoạt động bề mặt và PO4³⁻ Những thông số này giúp đánh giá chất lượng nước thải và tác động của nó đến môi trường.
Bài viết này trình bày kết quả phân tích hai mẫu nước thải: một mẫu từ bể thu gom tập trung và một mẫu sau hệ thống xử lý Các thông số được phân tích bao gồm nhiệt độ, pH, mùi, độ màu, BOD5, COD, Cr 3+, phenol, dầu mỡ khoáng, clorua, sunfua, NH4+, tổng N, tổng P và coliform.
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 khu vực nhận thải từ 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.
Công ty có ba vị trí quan trọng liên quan đến việc tiếp nhận nước thải: vị trí tiếp nhận chính, vị trí cách điểm tiếp nhận khoảng 50m về phía thượng nguồn và vị trí cách điểm tiếp nhận khoảng 350m về phía hạ nguồn Các thông số phân tích nước thải bao gồm pH, BOD5, COD, DO, TSS, Tổng Cr, NH4+, Clorua, NO3-, Tổng các chất hoạt động bề mặt, PO4 3-, Tổng Phenol và E.coli.
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 Đơn vị Phương pháp thử
3 Mùi Cảm quan Đánh giá cảm quan
4 Độ màu Pt/Co TCVN 6185:2008
8 Chất rắn lơ lửng mg/l TCVN 6625:2000
9 Chất rắn hòa tan mg/l TCVN 6053-1995
15 Dầu mỡ động, thực vật mg/l EPA Method 1664
16 Tổng các chất HĐBM mg/l TCVN 6622:2000
17 Dầu mỡ khoáng mg/l TCVN 5070:1995
19 Amoni (NH 4 + ) mg/l EPA Method 350.2
24 E.coli MPN/100ml TCVN 6187-2:1996 c Khí thải
Mẫu khí thải được thu thập từ ống khói lò hơi của công ty Nguyên Hồng, với các thông số phân tích bao 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 Đơn vị Phương pháp thử
2 Bụi tổng số àg/m3 TCVN 5067:1995
6 O2 % CEECS/04 d Không khí xung quanh và nhà xưởng
Chúng tôi đã tiến hành lấy 02 mẫu không khí xung quanh khu vực nhà máy tại hai vị trí: một vị trí cách cổng công ty khoảng 100m theo hướng Đông Nam và một vị trí cách cổng công ty khoảng 300m theo hướng Đông Bắc Mục đích là để đánh giá tác động của hoạt động sản xuất của công ty đến chất lượng không khí xung quanh nhà máy.
Đã tiến hành lấy 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 Đơn vị Phương pháp thử
6 Bụi lơ lửng àg/m 3 TCVN 5067:1995
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 cần thiết để hoàn thiện sơ đồ dòng Điều này giúp xác định các khâu lãng phí và 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 Sản phẩm, phế thải đầu ra
Da tươi, Nước, NaOCl, Na 2 CO 3 , Na 2 S, Vôi,
(NH 4 ) 2 Cl, HCOOH, NaCl, H 2 SO 4 , Muối
Crom, Na 2 CO 3 , Chất diệt khuẩn, Chất nhuộm,
Chất phủ bề mặt, Bao bì, nhãn mác, Năng lượng gồm: Điện, than, gas
Da thành phẩm, Nước thải, muối, vụn thịt, lông da, bụi da, vụn da, bã vôi, khí thải, tiếng ồn, mùi, tro sỉ than, tạp chất, bao bì hỏng
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 bị mất do dòng thải, như chi phí liên quan đến 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 như xử lý nước thải, xử lý chất thải rắn và phí bảo vệ môi trường liên quan đến nước thải, trong đó có 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:
Tiến hành thảo luận trực tiếp với nhóm cán bộ phòng Tài chính – Kế hoạch, phòng Kỹ thuật – Máy và chuyên viên môi trường của Công ty để phân tích và lựa chọn các giải pháp sản xuất sạch hơn Qua việc xác định trọng số và cho điểm từng giải pháp dựa trên tính khả thi về kinh tế, kỹ thuật và môi trường, tổng hợp điểm số sẽ giúp xác định thứ tự ưu tiên thực hiện các giải pháp trong thực tiễn.
Bảng 3.5 Trọng số các tiêu chí trong lựa chọn giải pháp
Trọng số a, b, c của các chỉ tiêu Kinh tế, Kỹ thuật và Môi trường phụ thuộc vào mục tiêu của Công ty khi thực hiện chiến lược sản xuất sạch hơn (SXSH) Trọng số này được thảo luận và xác định trong các cuộc họp nhóm, với tổng trọng số cho ba chỉ tiêu là 10 (a+b+c = 10) Qua thống nhất, các trọng số được chọn là a = 4, b = 3 và c = 3.
Trong cuộc họp nhóm, các thành viên đã tiến hành đánh giá các giải pháp sản xuất sạch hơn (SXSH) bằng cách cho điểm theo mức độ khả thi của từng tiêu chí Mỗi giải pháp được chấm điểm để xác định hiệu quả và tính khả thi trong thực tiễn.
- 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
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, với 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 được giai đoạn sản xuất ổn định, khẳng định vị thế trên thị trường Đội ngũ cán bộ, công nhân viên có kinh nghiệm cùng với máy móc hiện đại đã được tuyển dụng, giúp hoàn thành các chỉ tiêu và sản xuất hàng hóa chất lượng Nhờ vào hiệu quả sản xuất, công ty quyết định mở rộng quy mô bằng việc đầu tư xây dựng thêm phân xưởng sản xuất Keo Gelatin.
Nhờ vào sự lãnh đạo đúng đắn và tinh thần đoàn kết của tập thể cán bộ công nhân viên, công ty đã đạt được sự tăng trưởng vượt bậc, 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 giúp bảo toàn và gia tăng 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, kinh doanh các mặt hàng đã đăng ký, đáp ứng nhu cầu khách hàng để đạt lợi nhuận, bảo toàn và phát triển vốn Đồng thời, 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
Hình 4.1 Sơ đồ tổ chức quản lý cơ sở thuộc da Nguyên Hồng
Phòng hành chính Phòng kế toán Phòng kinh doanh
Phân xưởng thuộc, sơ chế Da
Phân xưởng sản xuất Keo gelatin
Các tổ công nhân thuộc, sơ chế Da
Các tổ công nhân sản sản xuất Keo Gelatin Phòng kỹ thuật hóa nghiệm
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 quản lý các phòng ban trong công ty và là đại diện pháp lý của công ty Người này chịu trách nhiệm về kế hoạch sản xuất cũng như kết quả hoạt động kinh doanh của công ty theo quy định của pháp luật.
Phó giám đốc là người hỗ trợ Giám đốc điều hành trong các lĩnh vực hoạt động của công ty và chịu trách nhiệm trước Giám đốc cũng như pháp luật về nhiệm vụ được giao Họ theo dõi tình hình sản xuất kinh doanh của toàn công ty và thay mặt Giám đốc để 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 tổ chức sản xuất hiệu quả, luôn theo dõi và đôn đốc các tổ sản xuất để đảm bảo thực hiện nhiệm vụ của từng khâu trong phân xưởng.
Phòng kỹ thuật hóa nghiệm do kỹ sư Trịnh đảm nhiệm có trách nhiệm phân tích và kiểm nghiệm các mẫu sản phẩm, đồng thời lập báo cáo chất lượng sản phẩm để trình bày cho 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.
Quy trình công nghệ thuộc da của công ty
4.2.1 Công nghệ thuộc da của công ty Nguyên Hồng
Công ty có công suất 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, dẫn đến tổng sản lượng khoảng 182,5 tấn da thuộc hàng năm Nguyên liệu chính được sử dụng trong quá trình 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 đạt khoảng 730 tấn mỗi năm, tương đương với 2 tấn mỗi ngày.
Hình 4.2 Sơ đồ công nghệ thuộc da Công ty CPTM Nguyên Hồng
Rửa, bảo quản, ướp muối
Da nguyên liệu (lợn, trâu, bò)
Để đảm bảo nguồn nguyên liệu da ổn định cho sản xuất, việc bảo quản da nguyên liệu rất quan trọng Da nguyên liệu thường được thu mua từ nhiều nguồn và sản lượng biến động theo mùa, do đó cần được dự trữ trong kho khoảng 1 tháng Quá trình bảo quản nhằm ngăn chặn côn trùng và vi khuẩn xâm hại, từ đó giữ gìn chất lượng nguyên liệu Da sống được bảo quản bằng phương pháp muối, thực hiện tại xưởng hoặc các điểm thu mua Trước khi muối, cần loại bỏ phần thịt còn lại sau khi lột da và rửa sạch Muối sử dụng để bảo quản là muối ăn với tỷ lệ 300 kg cho mỗi tấn da sống.
Tỷ lệ muối áp dụng cho lượng muối trên da, trong khi tổng lượng muối sử dụng phụ thuộc vào thời gian muối, với việc thay muối mỗi tuần một lần Để bảo quản lâu dài, cần định kỳ đảo trộn muối Trong điều kiện thời tiết nóng ẩm, có thể sử dụng chất diệt sâu bọ để bảo vệ.
Na2SiF6 với liều lượng rất nhỏ
Da nguyên liệu được rửa trong các thiết bị như thùng quay hoặc thùng bán nguyệt để loại bỏ bụi bẩn, đất, cát, phân và rác bám vào bề mặt da Quá trình rửa sử dụng lượng nước từ 200-250% so với khối lượng da nguyên liệu và kéo dài trong 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 được thực hiện trong thiết bị thùng quay, nơi mà các tạp chất và muối tiếp tục được loại bỏ, đảm bảo da được làm sạch và giữ ẩm hiệu quả.
Tẩy lông và rửa là quy trình hóa học diễn ra trong thùng thiết bị hồi tươi, sử dụng Na2S để giãn nở lỗ chân lông hoặc hòa tan chúng thành dạng nhão, giúp mở cấu trúc sợi da Thời gian thực hiện tẩy lông là 18 giờ, với các nguyên liệu và hóa chất bao gồm nước 200%, CaO 6-8% và Na2S 2,5-3% Sau khi tẩy lông, quá trình rửa được thực hiện ngay lập tức, với hai lần rửa và tỷ lệ nước sử dụng là 200% cho mỗi lần.
Nạo thịt là quá trình loại bỏ lớp bạc nhạc bên trong da, sau đó xén diềm mép bằng dao cầm tay Công đoạn này tạo ra một lượng da thừa đáng kể, có thể được tận dụng để sản xuất gelatin.
Ngâm vôi là quá trình đưa nguyên liệu đã được nạo, xén vào thiết bị phản ứng như thùng quay hoặc bể chứa nước vôi cũ, nhằm phân huỷ những protein không có dạng sợi Thời gian ngâm vôi kéo dài trong 24 giờ, với tỷ lệ nguyên liệu là 250% nước và 1% CaO.
Xẻ da là quá trình sử dụng máy xẻ để chia tấm da thành hai phần theo chiều dày: phần cật và phần váng Tỷ lệ khối lượng giữa hai phần này phụ thuộc vào loại da Đối với da thuộc mềm, phần cật chiếm 55-60% và phần váng chiếm 40-45% Còn đối với da thuộc cứng, tỷ lệ phần cật tăng lên 65-70%, trong khi phần váng giảm xuống còn 30-35%.
Tuy nhiên tỉ lệ này còn tuỳ thuộc vào yêu cầu của da thành phẩm
Tẩy vôi là quá trình loại bỏ vôi khỏi da, được thực hiện trong thiết bị phản ứng dạng thùng quay hoặc bể có sục khí để đảo trộn Sau khi hoàn tất phản ứng, cần rửa sạch bằng nước để đảm bảo hiệu quả.
Nước và hoá chất sử dụng (tính theo % khối lượng da):
Muối (NH4)2SO4 hoặc NH4Cl 2,5%; NaHSO3 0,5%
Giai đoạn làm mềm nhằm phân huỷ protein elastin, tác động vào cấu trúc da để tăng độ mềm mại và độ đàn hồi cho sản phẩm Thời gian thực hiện quá trình này là 30-40 phút bằng thiết bị tẩy vôi.
Enzym: Men tổng hợp oropom hoặc men vi sinh (enzym): 0,5-2% (peroly) Rửa sạch sau khi làm mềm da khoảng 45 phút
Làm xốp là quá trình thực hiện trong thiết bị làm mềm, với việc bổ sung axit nhằm điều chỉnh pH của da Mục tiêu là đạt được khả năng thẩm thấu tối đa cho các chất trong giai đoạn chế biến tiếp theo.
Nguyên liệu và hoá chất sử dụng: Nước 100%; NaCl 8%; H2SO4 1%; HCOOH 0,8% pH 2,8 -3 Thời gian phản ứng 180 phút
Quá trình hoá học chuyển đổi collagen, thành phần chính của da sống, thành chất không bị thối rữa, được thực hiện bởi công ty CPTM Nguyên Hồng thông qua phương pháp thuộc Crom Phương pháp này giúp sản xuất da mềm và được thực hiện trong thùng quay chứa dung dịch làm xốp.
Dung dịch chất thuộc Cr(OH)SO4 nồng độ 8% (25-26% Cr2O3) Thời gian thuộc tuỳ vào từng loại da nguyên liệu (4-24 giờ)
Chất nâng pH sau khi thuộc bao gồm Na2CO3, formate natri và muối của axit dicacboxylic với tỷ lệ 0,1-0,5%, giúp đạt pH kết thúc từ 3,8 đến 4,2 Đối với sản phẩm cần bảo quản trong kho hoặc bán ở dạng ướt, nên sử dụng chất chống mốc với nồng độ 0,1%.
- Ép nước: Thực hiện trên máy ép nước để loại bỏ chất lỏng trong da
- Xẻ da: Công đoạn này được thực hiện trong trường hợp không tiến hành xẻ da trước khi tẩy vôi
- Bào: Thực hiện trên máy bào để tạo độ dày đồng đều trên toàn bộ da Chất thải của công đoạn này là mùn bào của da thuộc
Quá trình trung hòa, thuộc lại, nhuộm và ăn dầu diễn ra tuần tự trong cùng một chất lỏng trong thùng quay, nhằm tạo ra màu sắc, cảm quan và các thuộc tính cho da thuộc Thời gian thực hiện kéo dài từ 6 đến 8 tiếng, với lượng nước sử dụng từ 150 đến 200% cho mỗi mẻ.
Hoá chất sử dụng trong mỗi công đoạn:
Trung hoà: kiềm nhẹ 1-1,5%, systan trung hoà 1,5- 2,5 % Khi được thì rửa 2 lần (150% nước /lần)
Thuộc lại: systan 4- 8%, tanin thực vật, muối Cr 4%
Nhuộm: thuốc nhuộm, axit fomic 1-2%
Ăn dầu: Dầu thực vật, động vật, dầu tổng hợp đã được sunfat hoá hay sunfat hoá với liều lượng 3-20%; pH kết thúc: 3,8
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 khép kín, bắt đầu từ da tươi và trải qua các công đoạn sơ chế, sơ thuộc, hoàn thiện ướt và khô Trong quy trình này, công ty sử dụng nguyên liệu, phụ liệu và năng lượng để tạo ra sản phẩm da thuộc Tuy nhiên, như nhiều quy trình sản xuất khác, quá trình này cũng tạo ra 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 của quy trình công nghệ tại nhà máy được thể hiện trong Hình 4.4.
Hình 4 43 ình 4.4 Sơ đồ dòng vật chất trong công nghệ thuộc da
4.3.1.1 Kiểm toán cân bằng nước
Ngành thuộc da là một trong những lĩnh vực tiêu tốn nhiều nước, với lượng nước sử dụng phụ thuộc vào công nghệ và nguyên liệu đầu vào, như da tươi hay da muối Theo thống kê, công nghệ thuộc da 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 cân bằng nước sử dụng theo từng công đoạn sản xuất tại công ty Nguyên Hồng được trình bày trong Bảng 4.2.
Bảng 4.2 Bảng cân bằng nước trong từng công đoạn sản xuất
Giai đoạn Công đoạn Dòng vào Dòng ra
Tẩy lông ngâm vôi và rửa 2 lần 13500 13500
Giai đoạn thuộc (sơ thuộc)
(hoàn thiện ướt và khô)
Hoàn thiện, ép, sấy, xén mép, đánh bóng - 150
Nguyên liệu đa dạng và chất lượng được sử dụng để tạo ra các chất dạng nhũ tương, bao gồm các chất tạo màng như polyuretan, polystyren, polyacrylic và butadien styron, được hòa tan trong dung môi và kết hợp với nước.
4.3.1.2 Cân bằng nguyên liệu và hóa chất
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)
Công đoạn Đầu vào Đầu ra
Bảo quản Da tươi nguyên liệu 1000
Vụn da, thịt 30 Nước (trong da) 250 Rửa, hồi tươi Da muối 720 Da hồi tươi 950
Nạo tươi Da hồi tươi 950 Da sơ chế 750
Da nguyên liệu (da cật và da váng) 580
Da nguyên liệu (da cật và da váng) 570
Da nguyên liệu (da cật và da váng) 570 Da nguyên liệu (da cật và da váng) 570 Giai đoạn thuộc
Thuộc Da nguyên liệu (da cật và da váng) 570 Da thuộc (ngậm nước) 720
Nước 150 Ép Da thuộc (ngậm nước) 720 Da thuộc 580
Hoàn thành Bào Da thuộc 580 Da thuộc 520
Mùn da thuộc 60 Trung hoà Da thuộc 520 Da thuộc 520
Thuộc lại Da thuộc 520 Da thuộc bán thành phẩm 520
Hoàn thiện, ép, sấy, xén , đánh bóng
Da thuộc bán thành phẩm 520
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 4.4 Bảng số liệu cân bằng về hóa chất
Giai đoạn Công đoạn Tên hóa chất Đầu vào
Hồi tươi NaOCl và chất
Tẩy lông ngâm vôi Na 2 S 18,75 14,5 4,25
Tẩy vôi, làm mềm NH 4 Cl 10,75 10,75 0
Thuộc da BCS (Crôm sunfat kiềm) 101 82 19
Các polymer, tannin thực vật tổng hợp 25 5 20
Hoàn thiện Chất chau chuốt 70 65 5
Cân bằng vật chất trong từng công đoạn sản xuất
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
Giai đoạn Công đoạn Đầu vào Đầu ra Dòng thải
Bảo quản Da tươi nguyên liệu 1000
Hồi tươi Da muối 720 Da nguyên liệu 950
Enzyme hồi tươi 0,05 Enzyme hồi tươi ~ 0
Nạo tươi Da hồi tươi 950 Bạc nhạc 200 X
Da sơ chế 750 Tẩy lông ngâm vôi
Chất chống nhăn 3,75 Chất chống nhăn 3,75 X
Enzym làm mềm 3,75 Enzym làm mềm 3,0 X
Da (cật, váng) 570 Da (cật, váng) 570
BCS ( Crôm 101 BCS ( Crôm 82 X sunfat kiềm) sunfat kiềm)
Chất chống mốc 0,005 Chất chống mốc ~ 0 X Ép Da thuộc 720 Da thuộc 580
Da thuộc bán thành phẩm
Các polymer, tannin thực vật tổng hợp
Các polymer, tannin thực vật tổng hợp
Dầu sunfat hóa 22 Dầu sunfat hóa 5 X X
Hoàn thiện, ép, sấy, xén, đánh bóng
Chất chau chuốt 70 Chất chau chuốt 65 X
Da thuộc bán thành phẩm 520
Năng lượng chủ yếu được sử dụng trong công ty Nguyên Hồng là năng lượng điện, phục vụ cho việc vận hành máy móc, thiết bị chiếu sáng và cung cấp nhiệt cho 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, bao gồm các thiết bị như bồn nước cấp cho lò hơi, lò hơi, hệ thống ống dẫn hơi và thiết bị cung cấp nhiên liệu, trong đó nhiên liệu chính là dầu FO.
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 đến từ hai nguồn: nước ngưng thu hồi từ quá trình bẫy hơi, chiếm khoảng 20%, và nước cấp mới từ bên ngoài, chiếm 80%.
- Thiết bị cung cấp nhiên liệu: là bộ đầu đốt nhằm tạo ra nhiệt cần thiết
Lò hơi ống nước là loại thiết bị được thiết kế để tuần hoàn dòng khí nóng bên ngoài các ống chứa đầy nước Nước bên trong các ống được gia nhiệt bởi khí nóng từ bên ngoài, sau đó chuyển hóa thành hơi.
Hệ thống dẫn hơi nước chịu trách nhiệm tiếp nhận và kiểm soát lượng hơi nước sản xuất từ lò hơi, dẫn trực tiếp đến các điểm sử dụng trong xưởng sản xuất thông qua hệ thống ống Áp suất hơi được điều chỉnh bằng các van và được theo dõi thông qua đồng hồ đo áp suất hơi, đảm bảo hoạt động hiệu quả và an toàn.
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 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 cung cấp nhiệt, hơi nước chuyển thành dạng lỏng, gây cản trở hệ thống và khả năng truyền nhiệt Do đó, bẫy hơi và cốc xả được lắp đặt để thu hồi nước ngưng, sau đó nước này được tuần hoàn trở lại bồn nước để tái cung cấp cho lò hơi Để kiểm toán năng lượng lò hơi, nghiên cứu tập trung vào việc đánh giá thất thoát nhiệt qua đo đạc nhiệt độ và nồng độ oxy trong khói lò, từ đó tính toán hiệu suất cháy theo phương pháp Wayne.
C.Turner, 2001 (Energy hệ thống hơi nước công
Từ sơ đồ các dòn được các nguồn gây thất
- Thất thoát nh liệu chưa cháy hết
Khác với hiệu su chuyển hóa nước sang tr liệu trong lò hơi, hiệu su hiện đo đạc một số thông
Biểu đồ hiệu suất cháy của lò hơi cho thấy hàm lượng oxy khí dư khoảng 60% Sơ đồ cân bằng năng lượng của hệ thống lò hơi thể hiện năng lượng đi vào và ra, bao gồm các thất thoát năng lượng như: thoát nhiệt qua khói lò, bức xạ, đối lưu, xả đáy, và tro cùng phần nhiên liệu không cháy Hiệu suất hoạt động của hệ thống được xác định bằng tỷ lệ năng lượng chuyển đổi sang trạng thái hơi so với năng lượng cung cấp, trong đó hiệu suất cháy chỉ tập trung vào thất thoát nhiệt Thông số khói thải cho thấy nhiệt độ khói lò là 240°C (tương đương 464°F) và nhiệt độ môi trường là 30°C (tương đương 81°F) với hàm lượng oxy trong khói lò là 8% Hiệu suất cháy của dầu FO đạt 84%, với lượng thất thoát năng lượng do oxy trong khói lò ở mức cao (8%), tương đương với năng lượng của ống nồi hơi Kết quả thực tế cho thấy hiệu suất thoát khoảng 16%.
Hiện trạng phát sinh và quản lý chất thải tại công ty Nguyên Hồng
Nước thải sinh h khu vực vệ sinh của nhâ
6 m 3 /ngày Nước thải si dinh dưỡng N, P, chất r từ bếp ăn tập thể được t nước thải từ khu vực v đó tiếp tục được thu go công nghiệp
BOD5, chất rắn hòa tan,
Biểu đồ hiệu suất cháy của dầu FO cho thấy sự phát sinh và quản lý chất thải, đặc biệt là nước thải sinh hoạt từ khu vực nhân viên Tổng lượng nước thải sinh hoạt chứa các thành phần như chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng và chất hoạt động bề mặt Nước thải được thu gom trực tiếp vào hệ thống xử lý tập trung, nơi nó trải qua quá trình xử lý sơ bộ qua hệ thống thu gom Kết quả phân tích nước thải sau bể tự hoại cho thấy hàm lượng dinh dưỡng N và P cùng với sự hiện diện của vi sinh vật.
Tại các bếp ăn tập thể, chất thải phát sinh chủ yếu là các chất phân hủy sinh học Nước thải từ công ty có nồng độ ô nhiễm cao, nhưng sẽ được xử lý triệt để 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 Đơn vị Kết quả
3 Chất rắn lơ lửng mg/l 120 120
4 Chất rắn hòa tan mg/l 2460 1200
7 Tổng các chất hoạt động bề mặt mg/l 2,07 12
- Đối với nước thải sản xuất:
Công ty phát sinh khoảng 130m³ nước thải sản xuất mỗi ngày, chủ yếu từ các công đoạn như rửa, tẩy lông, ngâm vôi, tẩy vôi và làm mềm, với lượng nước thải từ 5-7,5 m³/tấn Các công đoạn khác, trừ bảo quản và hoàn thiện khô, có mức xả thải trung bình từ 2-3 m³/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 nhiều protein hòa 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 quá trình 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 có tính kiềm, chứa hàm lượng chất hữu cơ cao do protein từ da tan trong nước và chứa nito ở dạng amon hoặc ammoniac.
Công đoạn sản xuất xốp sử dụng các hóa chất như axit axetic, axit sulfuric và axit focmic, kết hợp với quy trình thuộc Crom Nước thải từ công đoạn này có tính axit cao, cần được xử lý đúng cách để bảo vệ môi trường.
Nước thải trong quá trình thuộc da có tính axit và chứa hàm lượng Cr 3+ cao, dao động từ 100 đến 200 mg/l nếu thuộc bằng Cr, và từ 600 đến 2000 mg/l nếu thuộc 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
Nước thải từ quá trình sản xuất da thuộc có thành phần và tính chất phức tạp, thể hiện qua bảng phân tích tại bể thu gom tập trung Da, một loại động vật hữu cơ tự nhiên, bao gồm các axit amin và nhiều lớp cấu trúc như lông, da giấy, da cật và bạc nhạc Quá trình thuộc da yêu cầu sử dụng dung môi phân cực mạnh, khiến nước trở thành nguyên liệu thiết yếu và tham gia vào hầu hết các công đoạn sản xuất Do đó, nước thải phát sinh có lưu lượng lớn và mùi hôi khó chịu Kết quả phân tích cho thấy hàm lượng BOD5 vượt 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 Nito, Clo và coliform đều vượt nhiều lần giới hạn cho phép theo quy chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT.
4.4.1.2 Hiện trạng quản lý nước thải
Toàn bộ nước thải từ hoạt động sản xuất và sinh hoạt của công ty Nguyên Hồng được thu gom về bể thu gom tập trung trước khi bơm vào hệ thống xử lý Nguồn nước thải này 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 200 m³/ngày Đêm và hiện đang hoạt động với công suất thực tế.
Hệ thống xử lý nước thải với 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 bằng phương pháp hóa lý, đảm bảo đạt tiêu chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B) Sơ đồ công nghệ xử lý được trình bày trong Hình 4.8, mô tả quy trình công nghệ cụ thể.
+ Bể thu gom nước thải
Do vị trí công ty nằm trong khu vực đồi núi, các phân xưởng xa không có độ dốc tự chảy đảm bảo Vì vậy, công ty đã thiết kế hố thu gom phụ và hệ thống máy bơm để đưa nước thải về bể thu gom tập trung Nước thải sau khi được dẫn vào bể thu gom sẽ được tách rác và tiếp tục bơm sang bể điều hòa.
Để đảm bảo ổn định lưu lượng và nồng độ chất ô nhiễm từ các công đoạn sản xuất và nguồn sinh hoạt, cần thực hiện các chức năng điều chỉnh pH, giảm kích thước chất ô nhiễm và duy trì chế độ làm việc ổn định cho các công đoạn phía sau Sau khi nước thải được ổn định, nó sẽ được bơm lên bể phản ứng keo tụ để tạo bông.
+ Bể phản ứng keo tụ
Nước thải công ty chứa các hạt nhỏ tồn tại dưới dạng keo, gây khó khăn trong việc tách ra khỏi nước Để xử lý, hóa chất keo tụ PAC và chất trợ lắng Polymer được thêm vào bể, giúp tạo thành các bông bùn lớn hơn Trong quá trình này, cần duy trì pH tối ưu ở mức 7 Sau khi bổ sung hóa chất, nước thải sẽ được chuyển sang bể keo tụ để tạo bông.
+ Bể keo tụ tạo bông
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 đã tìm ra các giải pháp xử lý nhằm giảm thiểu tác động môi trường và áp dụng sản xuất sạch hơn Những cơ hội sản xuất sạch hơn tại công ty được tổng hợp trong Bảng 4.16, mang lại lợi ích cả về môi trường lẫn kinh tế.
Qua đánh giá, chúng tôi đã tổng hợp 20 giải pháp liên quan đến các vấn đề nước thải, khí thải, chất thải rắn và năng lượng cho Công ty Nguyên Hồng Tuy nhiên, không phải tất cả các giải pháp này đều khả thi để thực hiện.
Có nhiều giải pháp sản xuất sạch hơn có thể được áp dụng ngay lập tức, trong khi một số giải pháp cần phải bị loại bỏ hoặc phân tích thêm trước khi triển khai Do đó, việc sàng lọc và phân loại các giải pháp này là cần thiết để phục vụ cho quá trình đánh giá tiếp theo.
Công ty Nguyên Hồng có cơ hội áp dụng sản xuất sạch hơn thông qua việc xử lý nước thải, đặc biệt là nước thải chứa chất C6H6Cl6, nhằm giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường Việc bảo quản và xử lý nước thải hiệu quả không chỉ giúp công ty tuân thủ các quy định môi trường mà còn nâng cao hình ảnh thương hiệu và trách nhiệm xã hội.
C 6 H 6 C l 6 là ch ất ch ốn g kh uẩ n đư ợc d ùn g sử d ụn g để b ảo q uả n da n gu yê n liệ u
Dùng chất chống khuẩn thân thiện hơn với môi trường giúp giảm thiểu ô nhiễm Nước thải tẩy lòng, ngâm vôi phát sinh nhiều nước thải chứa hóa chất Sử dụng nước, vôi, Na2S và chất tẩy mỡ để loại bỏ lòng và tạo cấu trúc mới cho da.
Sử dụng nước tẩy lông và axit sulfuric (H₂SO₄) mạnh để làm xốp da, tạo môi trường thuận lợi cho việc hấp thụ chromium sulfate (BCS) vào da.
Quá trình xử lý axit thải trong nước thải là cần thiết để giảm thiểu ô nhiễm môi trường Nước thải chứa hàm lượng crom cao, có thể gây hại cho hệ sinh thái Việc áp dụng các biện pháp xử lý hiệu quả sẽ giúp loại bỏ các chất độc hại, bảo vệ sức khỏe cộng đồng và duy trì sự cân bằng của môi trường.
Chất thuốc da là crom sunfat kiềm (BCS), trong quá trình thuốc chỉ có khoảng 20% crom được hấp thụ vào da Để tăng cường khả năng hấp thụ crom trong công đoạn thuốc, cần sử dụng hệ thống phun lỏng hiện đại, hoạt động hiệu quả và có khả năng tự động kiểm tra các thông số kỹ thuật như pH, nhiệt độ, và lượng nước, đồng thời bổ sung hóa chất điều chỉnh kịp thời Ngoài ra, cần quản lý trực tiếp nước thải chứa crom và thực hiện thu hồi, tái sử dụng crom sau quá trình sản xuất Nước thải ép nước dung dịch chứa chất nhờn có thể giảm lượng chất lỏng có trong da sau quá trình thuốc Việc thu hồi lại dung dịch sau quá trình ép là cần thiết vì nó chứa nhiều chất thuốc và có thể phục hồi crom dùng trong công đoạn thuốc Cuối cùng, sử dụng khí CO2 để tẩy vô ích và các chất như NH4Cl, (NH4)2SO4 cũng góp phần vào quá trình tẩy rửa.
S T T N đề cập đến vấn đề công đoàn và nguyên nhân gây ra tình trạng ô nhiễm môi trường Giải pháp xử lý giảm thiểu ô nhiễm là sử dụng enzyme trong công đoàn, tuy nhiên, phương pháp này có thể thải ra khí NH3, gây ô nhiễm môi trường.
6 2 T ra ng b ị p hư ơn g ti ện b ảo v ệ cá n hâ n ph ù hợ p 7 K hí th ải H oà n th àn h (t hu ộc lạ i, sấ y, tr au ch uố t)
Bụi da, nước thải và dung môi hữu cơ bay hơi là những yếu tố quan trọng trong ngành công nghiệp này Nhiều loại hóa chất như BCS, sintan trùng hòa, axit formic, và dầu sunfat được sử dụng phổ biến Lượng crom có trong sản phẩm da thường lớn, khó đạt tiêu chuẩn EU, đặc biệt là đối với da mũ và giày trẻ em.
Trong quá trình hoàn thiện hệ thống thuộc loại "compact", cần giảm năng lượng trong công đoạn sấy bằng buồng sấy ở nhiệt độ thấp Đồng thời, việc thay đổi công nghệ trong công đoạn trau chuốt cũng rất quan trọng Đối với khí thải, lò đốt cần đảm bảo tiêu chuẩn xả thải liên quan đến thông số SO2.
H ệ th ốn g xử l ý kh í th ải l ò hơ i đã c ũ, tầ n su ất th ay th ế vậ t l iệ u lọ c ch ưa h ợp lý
Hệ thống lò hơi và hệ thống xử lý khí thải cần được nâng cấp để đảm bảo hiệu quả hoạt động Việc thay thế vật liệu lọc với tần suất phù hợp sẽ giúp cải thiện chất lượng không khí Đồng thời, trồng thêm hàng cây xanh trong khuôn viên công ty không chỉ tạo cảnh quan mà còn hỗ trợ trong việc xử lý chất thải rắn Chi phí mất đi cho nguyên liệu da và xử lý chất thải nguy hại (da sau thu hoạch) là một vấn đề lớn cần được xem xét kỹ lưỡng.
Dược phẩm vụn chưa được tái chế có thể được sử dụng để sản xuất sản phẩm xương cuốn cho chó mèo Tuy nhiên, năng lượng lò hơi đạt hiệu suất chưa cao, dẫn đến lãng phí nhiên liệu.
Hệ thống lò hơi hiện tại đã cũ và thiếu thiết bị theo dõi thông số như độ ồn, nồng độ O2 và lưu lượng, điều này ảnh hưởng đến khả năng tính toán lượng nhiên liệu đầu vào và đầu ra Hơn nữa, bể nước cấp chưa được bảo ôn, dẫn đến tình trạng thất thoát nhiệt đáng kể.
Cải tiến lò đốt là một bước quan trọng trong quản lý chất thải Trang bị thiết bị đo nồng độ O2 và lưu lượng khí giúp kiểm soát khí thải hiệu quả Bảo ôn cho bể cấp nước là cần thiết để duy trì chất lượng nước Thay thế toàn bộ bẫy hơi hiện có bằng bẫy hơi thế hệ mới Steam Guard sẽ nâng cao hiệu suất và an toàn cho hệ thống.
4.5.2 Sàng lọc các giải pháp sản xuất sạch hơn