CHƯƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
3.2. Đánh giá tiềm năng áp dụng SXSH
3.2.2. Phân tích lợi ích khả thi nếu áp dụng SXSH tại các doanh nghiệp sản xuất giấy tỉnh Phú Thọ
Sau khi khảo sát DN ngành giấy trên địa bàn tỉnh Phú thọ, cùng với ý kiến các chuyên gia, luận văn đề ra các giải pháp SXSH được phân tích lợi ích khả thi khi áp dụng như sau:
3.2.2.1. Công đoạn chuẩn bị
Việc bảo quản nguyên liệu, nghiền chuẩn bị nguyên liệu thường phát sinh các nguyên liệu thô nhỏ mịn và ngoại cỡ không thể dùng để tạo ra bột giấy, mà lại là yếu tố tiêu tốn hóa chất và hơi nước. Ngoài ra, loại vật chất này khi đi ra khỏi quá trình sản xuất là nguyên nhân gây ô nhiễm COD & TS cao.
Các tạp bẩn gây tác động bất lợi đối với hiệu quả rửa và gây quá tải thiết bị rửa ly tâm. Các chất bẩn này nếu thoát ra khỏi thiết bị rửa ly tâm sẽ gây ra các đốm (các đốm đen) trên bề mặt giấy thành phẩm, làm tăng độ mòn và hỏng thiết bị cơ khí (thiết bị làm sạch, máy bơm, v.v…) và quan trọng hơn cả là giảm độ chảy của bột trên lưới máy xeo, dẫn đến giảm tốc độ máy xeo và gây tổn thất cho sản xuất. Một số chất bẩn thường phát sinh trong khi chuẩn bị nguyên liệu thô không đúng cách gồm:
- Nguyên liệu có nguồn gốc tre gỗ: bụi mịn, các mảnh gỗ quá khổ, cát, silica
- Giấy thải: kim loại, dây, thủy tinh, gỗ, vải sợi, giấy sáp
Một số cơ hội SXSH trong khu vực chuẩn bị nguyên liệu được trình bày trong bảng dưới đây:
Bảng 3.15: 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
TSS 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
STT Cơ hội SXSH
Lợi ích dự kiến
Yêu cầu kỹ thuật
Tính khả thi kinh tế
Tác động môi trường
Ghi chú 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
4
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
I = 2000 USD S = không được xác định
Biện pháp này dễ triển khai
STT Cơ hội SXSH
Lợi ích dự kiến
Yêu cầu kỹ thuật
Tính khả thi kinh tế
Tác động môi trường
Ghi chú
đổi Không gian diện tích:
Không đổi I- Đầu tư; S-tiết kiệm hàng năm.
3.2.2.2. 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 trình bày trong bảng sau:
Bảng 3.16: Các cơ hội SXSH trong khu vực sản xuất bột giấy
TT 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
- 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
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
đều hơn có thêm nhân lực
2
Nồi nấu đa trọng (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
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
Thiết bị: Có sẵn tại cơ sở
I= 30.000- 90.000 USD S= Không được định
Không có tác động trực tiếp
Giải pháp này có thể không áp dụng được cho các nhà
thu hồi hóa chất - Thu hồi nước ngưng để tái sử dụng ở lò hơi
lượng máy nhỏ có
công nghệ lạc hậu
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.
8 SX bột giấy sản lượng 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- 90.000USD 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
- Nâng cao chất lượng bột - Giảm lượng bị tách loại do nấu chưa đủ hoặc do sàng
Thiết bị:
Chỉ số nhiệt độ
Chỉ số áp suất Bảng điều
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
hơi, nhiệt độ và liều lượng hóa chất cần thiết)
- Giảm lượng thiết bị nghiền đĩa
- Giảm sử dụng hóa chất - Giảm yêu cầu về hơi - Tăng sản lượng bột
khiển Nhân lực:
Cần có công nhân vận hành có tay nghề
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.
13 Tách dịch đen đặc ban đầu
Nâng cao hiệu suất thu hồi và xử lý dịch
Thiết bị : Bơm thu gom
I= 1.500 – 2.500 USD S= 4.500 –
Giảm tải lượng natri trong chất
Giải pháp này đơn giản và dễ
ra khỏi các bể và vòng tuần hoàn nhiều hết mức có thể
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
Bơm và đường ống Quy trình:
Cần có hệ thống cống thoát riêng cho dịch đen loãng và đặc
7.500 USD P=<1 năm
thải 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
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
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
liệu tre gỗ) (CRS)
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
tre gỗ
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
- 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
(tại các nhà máy sử dụng nguyên liệu tre gỗ) 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
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.
cuối đường ống
22 Tẩy bằng NaOCl
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 NaOCl
Giải pháp này không có tính khả thi về mặt kinh tế do chi phí cho NaOCl 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 NaOCl và CaOCl2
tương đương nhau.
25 Tẩy ozone
Có lợi đáng kể đối với môi trường:
- Không có clo trong không khí tại xưởng - Không có clo trong dòng 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 những được
Thiết bị:
Xưởng tạo ozone Quy trình:
Các yêu cầu về an toàn trong khâu chuẩn bị và vận chuyển ozone Công nghệ:
Trong nước chưa có sẵn, vẫn chưa được kiểm chứng đối với các nhà máy sử dụng nguyên liệu là phế phẩm nông nghiệp.
Chưa định lượng Xưởng sản xuất ozone có chi phí đầu tư rất tốn kém
Không có clo trong không khí tại xưởng Không có clo trong dòng thải Không tạo ra AOX Không tạo ra bùn cặn trong quá trình chuẩn bị hóa chất tẩy trắng
Đang được triển khai thương mại tại một số nhà máy đã áp dụng tẩy không clo.
Chỉ khả thi tại các nhà máy quy mô lớn.
nguy cơ do vận chuyển clo
27 Cung cấp nước nóng để duy trì tỉ dung trong nồi nấu, nhiệt thải được thu hồi từ máy phát điện Diesel (DG)
Giảm thời gian nấu 30- 45 phút Giảm yêu cầu về hơi từ 0,2- 0,5 tấn/tấn giấy
Thiết bị:
Đường ống và máy bơm Bộ thu hồi nhiệt thải Công nghệ:
Có sẵn trong nước
I= 30.000- 150.000 USD S= 36.000- 175.000 USD P=<1 năm
Không có tác động trực tiếp
Giải pháp này áp dụng được cho các thiết bị bị thất thoát năng lượng có bộ thu DG và được vận hành ít nhất 40%
thời gian
28 Bảo ôn cho nồi nấu
Giảm yêu cầu về hơi
Thiết bị: Vật liệu bảo ôn
I= 3.000- 15.000 USD S= 6.000- 30.000 USD P=< 1 năm
Không Cần phải quan tâm đặc biệt tới lớp bảo ôn nhằm tránh hiện tượng chùn và hỏng do bị tràn dịch đen.
I- Đầu tư; S-tiết kiệm hàng năm; P-Thời gian hoàn vốn.
3.2.2.3. Khu vực chuẩn bị phối liệu bột và xeo
Máy xeo là thiết bị tiêu thụ nước sạch nhiều nhất (khoảng 60% tổng lượng nước tiêu thụ của nhà máy). Một lượng lớn dòng thải có chứa xơ được thải ra từ công đoạn này. Các cơ hội về SXSH chủ yếu là giảm thiểu lượng nước thải thải ra, cùng với việc thu hồi và tái sử dụng xơ. Việc nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng của máy xeo thông qua bảo toàn năng lượng và giảm các vật chất bị tách loại bằng cách áp dụng biện pháp kiểm soát quy trình tốt hơn và cải tiến công tác bảo dưỡng cũng là những giải pháp đem lại hiệu quả
kinh tế. Bảng II.14 trình bày một số cơ hội SXSH có thể triển khai tại công đoạn chuẩn bị phối liệu bột và xeo.
Bảng 3.17: Các cơ hội SXSH cho khu vực chuẩn bị phối liệu bột và xeo
TT Cơ hội SXSH
Lợi ích dự kiến
Yêu cầu kỹ thuật
Tính khả thi kinh tế
Tác động
môi trường Ghi chú 1 Dùng
polyalumi nium silicate sulphate (Pass) làm chất hồ hóa thay cho phèn
Tăng tính dẫn lưu
Giúp lọc tốt hơn
Cho phép sản xuất được loại giấy có định lượng cao
Không I= Chưa
định lượng S= Chưa định lượng
Có thể giảm được TS trong dòng thải
Tính hiệu quả của hồ được nâng cao khi PASS được sử dụng với tinh bột cation 2 Sử dụng
chất độn trung tính để tạo giấy tỷ trọng cao
Sản xuất ra cùng 1 tấn giấy nhưng tiêu thụ ít bột giấy hơn Chi phí sản xuất thấp hơn và lợi nhuận cao hơn
Công nghệ:
Chưa được trình diễn tại các nhà máy sử dụng nguyên liệu là phế phẩm nông nghiệp Quy trình:
Chỉ áp dụng được khi nhiệt độ bột trong bể trộn thấp hơn 38oC
I= Không đáng kể S=Cần được định lượng
Không có tác động trực tiếp
Chỉ áp dụng được cho các nhà máy sản xuất giấy in và giấy viết
3 Chỉ số nồng độ bột
Điều chỉnh nồng độ bột trở nên dễ dàng hơn Tránh được sự biến động định lương giấy Giảm hiện tượng đứt
Thiết bị:
Thiết bị đo chỉ số nồng độ bột
I= 3.000- 6.000 USD S= 4.000- 8.000 USD P=<1 năm
Giảm biên về tải lượng TS
Giảm phụ thuộc vào nhận định của con người Các biện pháp này có thể áp dụng cho các nhà
TT Cơ hội SXSH
Lợi ích dự kiến
Yêu cầu kỹ thuật
Tính khả thi kinh tế
Tác động
môi trường Ghi chú giấy
Cho phép sấy giấy đồng đều
máy nhỏ.
Áp dụng trên phạm vi toàn nhà máy 6 Sử dụng
các hoạt chất cố định màu
Tiết kiệm chất màu Giảm độc tính trong dòng thải
Trong nước có sẵn một số loại hoạt chất cố định màu;
SARSOLAN TAMOL NNOX
I=không S= chi phí cho các hoạt chất cố định màu và các khoản tiết kiệm tiềm năng vẫn cần được định lượng
Giảm độc tính trong dòng thải
Giải pháp này có thể dễ dàng áp dụng nhưng chỉ hấp dẫn đối với các cơ sở sản xuất dùng nhiều chất màu.
7 Lắp đặt các bộ kiểm soát mức dung dịch và các tường chắn cho các bể trung gian
Giảm thiệt tổn thất sản phẩm
Giảm chi phí tái xử lý
- Thiết bị:
- Thiết bị kiểm soát mức dung dịch
- Hệ thống cảnh báo - Các vách chắn
- Thiết bị báo động
I= 16.000- 20.000 USD S= 50.000- 70.000 USD P=<0,5 năm
Giảm tải lượng ô nhiễm biên
Triển khai dễ dàng
8 Phòng tránh nghiền đĩa quá mức
Giảm năng lượng điện Nâng cao chất lượng Giảm ô nhiễm (BOD/COD/
TSS)
- Thiết bị kiểm tra:
- Máy kiểm tra độ nghiền - Thiết bị gạn lọc phân tích xơ
I= 5.000 USD
Giảm lượng BOD, COD
Dễ triển khai
9 Ngăn ngừa tràn bột giấy từ thùng đầu
Tăng thu hồi xơ
Điều kiện làm việc tốt
- Không I= Không
S= 2.000- 10.000 USD P=<1 năm
Không có tác động lớn
Đơn giản và dễ thực hiện