Đề tài Công nghệ sản xuất giấy tái chế
Trường đại học bách khoa hà nội
Viện khoa hoc và công nghệ môi trường
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG
ĐỀ TÀI: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GIẤY TÁI CHẾ
Nhóm sinh viên thực hiện:
VŨ VĂN TRỤ
VŨ HỒNG SÙNG
Lớp: QLMT ( trưởng nhóm )
Lớp: CNMT
NGUYỄN TRUNG HÀ Lớp: CNMT
NGUYỄN TIẾN DUẬT Lớp: QLMT
Hà nội: Tháng 10/2008
Trường đại học bách khoa hà nội
Viện khoa hoc và công nghệ môi trường
MỤC LỤC
Mục lục……………………………………………….…………..….…1
Mở đầu……………………………………………….……………...….2
Tình hình sản xuất ……………………………………………….……..3
1. Tình hình sản xuất trên thế giới………………………………….…...3
2. Tình hình sản xuất ở Việt Nam……………………………………….5
I
II Sơ lược về công nghệ sản xuất…………………………………………..8
1. Nguyên tắc hoạt động………………………………………………..8
2. Khâu chế biến nguyên liệu……………………………………………9
3. Quá trình sàng rửa………………………………………………...…..9
4. Quá trình khử mực in………………………………………………….9
5. Gia công nguyên liệu sau chế biến…………………………………..10
6. Quá trình nghiền gia keo và nhuộm…………………………………11
7. Hệ thống tạo tờ giấy………………………………………….……..11
8. Bộ phận ép………………………………………………………….12
9. Bộ phận sấy…………………………………………………………13
III Đặc điểm sử dụng nguyên, nhiên vật liệu nước và năng lượng
trong công nghệ sản xuất……………………………….………………14
1. Nguyên, nhiên vật liệu…………………………………………..……14
2. Nhu cầu sử dụng năng lượng trong công nghệ tái chế giấy………….21
IV Giải pháp kỹ thuật giảm thiểu ô nhiễm môi trườngcho ngành
công nghệ giấy tái chế……………………………..…………………..24
1. Sản xuất sạch hơn……………………………………………………..24
2. Giải pháp khoa học kỹ thuật trong công đoạn xeo giấy………………25
3. Các biện pháp xử lý ô nhiễm không khí………………………………28
4. Các biện pháp xử lý ô nhiễm môi trường nước…………………...…..28
5. Giải pháp giảm thiểu ô nhiễm theo hướng quản lý của cơ quan chức
năng……………………………………………………………...……33
V
Kết luận……………………………………………………………..…..33
Trường đại học bách khoa hà nội
Viện khoa hoc và công nghệ môi trường
Mở Đầu
Ngày nay cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp ,nông
nghiệp và dịch vụ, sự tiến bộ trong đời sống sinh hoạt hằng ngày,con
người cũng thải ra hàng trăm triệu tấn rác thải và môi trường,trong đó có
nhiều chất thải có độc tính cao làm cho môi trường bị ô nhiễm nghiêm
trọng.Vấn đề ô nhiễm môi trường đặc biệt là môi trường nước đã đang và
sẽ là thách thức của xã hội loài người trong đó có Viêt Nam.
Một trong những nguồn thải gây ô nhiễm lớn nhất là của nhà máy sản
xuất giấy và bột giấy.Công nghiệp giấy sử dụng một lượng lớn tài nguyên
nước ngọt (sản xuất một tấn giấy cần 200-300m3 nước) đồng thời thải ra
một lượng lớn chất thải vào nguồn nước,đặc biệt là ở các nhà máy không
có thu hồi hoá chất.ở nhiều nơi, nguồn nước bị ô nhiễm làm cho nước
sạch ngày càng khan hiếm.
Một giải pháp được đặt ra để giảm thiểu lượng chất thải trong công
nghiệp giấy là sử dụng nguồn nguyên liệu là giấy đã được sử dụng là
nguồn nguyên liệu chính để sản xuất giấy.Giải pháp này đã được áp dụng
và phổ biến rộng rãi.Nguồn nguyên liệu từ giấy tái chế có thể coi là vô tận
vì có sản xuất la co giấy thải.Mặt khác tái chế còn là một biện pháp hữu
hiệu giảm chi phí xử lý chất thải và do đó giảm giá thành sản phẩm .Xét
trong tổng thể, sản xuất giấy tái chế đem lại môi trường trong sạch hơn,cải
thiện sức khoẻ cộng đồng và là một trong những giải pháp quan trọng
đảm bảo cho sự phát triển bền vững của xă hội.
Song một thực tế đáng nói ở đây là công nghệ sản xuất giấy taí chế ở Việt
Nam còn lạc hậu,quy mô nhỏ và phân tán.Toàn ngành giấy Việt Nam chỉ
có công ty giấy Bãi Bằng và công ty giấy Đồng Nai là có hệ thống nước
thải được xử lý tương đối tốt, còn ở các cơ sở khác có thể coi là vẫn còn
bế tắc trong bài toán nước thải.Do đó chúng ta phải có biện pháp cải tiến
công nghệ sản xuất giấy ,giảm thiểu ô nhiễm môi trường và xử lý triệt để
trong sự phát triển của ngành giấy.
I--TÌNH HÌNH TÁI SẢN XUẤT GIẤY HIỆN NAY
Ở VIỆT NAM VÀ TRÊN THÊ GIỚI
Giấy là một sản phẩm của nền văn minh nhân loại với lịch sử hàng nghìn năm.
Thành phần chính của giấy là xelluloz, một loại polyme mạch thẳng và dài có trong
gỗ, nằm bên trong lõi cây. Trong gỗ, xelluloz được bao quanh bởi một màng lignin
cũng là polyme. Để tách xelluloz ra khỏi màng polymer, người ta phải sử dụng
phương pháp nghiền, sau đó sử dụng hóa
Trường đại học bách khoa hà nội
Viện khoa hoc và công nghệ môi trường
chất để xử lý. Những sản phẩm giấy sau khi sử dụng sẽ sản sinh ra giấy loại.
Giấy đã qua sử dụng nếu không được đem tái sản xuất sẽ rất lãng phí. Không
phải nguồn nguyên liệu lúc nào cũng sẵn có trong tự nhiên, sau một thời
gian sẽ không còn đủ cho sản xuất giấy nữa, và không còn đủ để đáp ứng
nhu cầu ngày càng tăng của con người. Do vậy chúng ta phải tìm ra một
phương pháp hay một hướng đi mới cho ngành giấy, và phương pháp sản
xuất giấy từ giấy đã qua sử dụng là một hướng đi mới cho ngành giấy. “
trích trong tài liệu hướng dẫn sản xuất sạch hơn” trong sản xuất giấy và bột
giấy.
Giấy có thành phần được cấu tạo bởi một mạch polyme thẳng và dài, đó là
một loại xelluloz rất khó phân hủy trong tự nhiên, nhưng với giấy đã được
thì có rất nhiều phương pháp để xử lý.
1--Tình hình sản xuất giấy trên thế giới.
Nhiều nhà máy sản xuất giấy và cactong dựa trên giấy tái sinh. Nhu cầu
toàn thế giới năm 1998 khoảng 140 triệu tấn. (các nước Tây Âu: 27%, Bắc
Mỹ: 24%, Nhật Bản: 11%, Trung quốc: 8%, Hàn quốc: 4%, các nước còn
lại: 27%). Tình hình sử dụng giấy tái sinh trên thế giới đạt 46% và của một
số quốc gia trong năm 1998 được đưa ra trong bảng 10-6:
Mức độ sử dụng và thu gom giấy loại ‘%’ của một số quốc gia trên thế
giới:
Nước
% tái sử
dụng
115
81
% thu
gom
49
43
65
Nước
% tái sử
dụng
90
% thu
gom
58
75
65
Đan Mạch
Tây Ban Nha
Thụy sĩ
Đức
Đài Loan
Hàn Quốc
Hà Lan
Úc
75
61
58
68
61
71
48
Pháp
Áo
54
41
44
62
Nhật Bản
USA
53
40
54
45
Trung Quốc
Liên Bang
Nga
39
15
26
30
Thụy Điển
Phần Lan
Canada
18
5
--
58
--
42
Bỉ
--
43
Mục tiêu của nhiều quốc gia là đạt được 50% tái sử dụng sơ sợi trong sản
xuất giấy in báo, cactong sóng và phẳng vào năm 2000. Điều này đặt gánh
Trường đại học bách khoa hà nội
Viện khoa hoc và công nghệ môi trường
nặng lên việc sử dụng hợp lý các sản phẩm giấy và cactong đã qua sử dụng.
thiết kế sản phẩn hợp lý, phân loại tại nguồn, loại các tạp chất của xơ sợi
đảm bảo an toàn Môi trường.
Tái sử dụng: giấy báo cũ, giấy mỏng đã in và không in, cactong sóng cũ.
Có lý do để không tái sử dụng giấy và cactong. Các sản phẩm có thể chứa
các tạp chất đến mức chúng không còn tái sử dung.
Ví dụ: Giấy toilet và cactong đựng sữa. Các lý do kỹ thuật như là: khoảng
cách vận chuyển xa cũng giới hạn cho việc tái sử dụng giấy và cactong.
Ngoài việc tái sản xuất các sản phẩm từ giấy, Người ta còn phương pháp
khác là: phương pháp đốt giấy loại.
Một ứng dụng khác của giấy loại là sử dụng chúng như là nhiên liệu. Thực
tế giấy là nhiên liệu sinh học lý tưởng với nhiệt trị khoảng 19MJ/Kg. Chúng
ta có thể coi xơ sợi như là khoản đi vay. Chúng ta mượn gỗ để sản xuất giấy
hay cactong. Khi chúng ta đọc báo xong hay sử dụng xong cactong đựng
sữa, chúng ta chuyển chúng thành nhiên liệu sinh học.
Ở một số nước có sự phản đối việc đốt chất thải rắn đô thị, cũng đồng
nghĩa là vấn đề chôn lấp tăng lên rất nhanh. Lượng chất thải được đem đốt ở
một số nước được đưa ra dưới đây (năm 1998) %
Thụy Điển:
Đức
50
32
Vương Quốc Anh:
USA
11
5 ÷ 10
:
:
2- Tình hình sản xuất giấy ở Việt Nam
Theo thống kê của hiệp hội giấy Việt Nam, nghành giấy đã đạt được sự
tăng trưởng cao về sản lượng trong những năm vừa qua. Từ năm 1990 đến
1999, tốc độ tăng trung bình là 16%/năm, 3 năm sau đó ( 2000, 2001, 2001 )
tăng 20%/năm. Dự báo 5 năm tiếp theo là 28%/năm.
Với tốc độ tăng trưởng cao như vậy, cùng với gia tăng giấy nhập khẩu đã
tạo ra một lượng giấy đã sử dụng rất cao. Việc sử dụng số lượng giấy này
vào một mục đích khác sao cho có hiệu quả đang đặt một thách thức không
hề nhỏ cho những giải pháp mới. Chúng ta đã và đang theo nước ngoài là
đem lượng giấy này đi tái chế. Một điểm đáng chú ý là việc này ở Việt Nam
cũng đã có từ lâu và nó đã trở thành một nghề kiếm sống của rất nhiều hộ
gia đình trên rất nhiều tỉnh thành trên đất nước ta. Chúng ta đi theo nước
ngoài là việc đổi mới công nghệ và trình độ kỹ thuật.
Ở Việt nam, tái chế là một trong các loại hình làng nghề tiểu thủ công
nghiệp được phát triển với quy mô lớn ở một số tỉnh chiếm 6.2% tổng số
lượng làng nghề. Chủ yếu tập chung ở các Tỉnh và Thành phố: Hà Nội, Bắc
Ninh, Thanh Hóa, Hưng Yên, Nam Định. Tuy nhiên làng nghề tái chế giấy
Trường đại học bách khoa hà nội
Viện khoa hoc và công nghệ môi trường
Phú Lâm (H.Yên Phong) và Dương Ổ(H. Tiên Du) ở Bắc Ninh có thể xem là
2 làng nghề điển hình trong loại hình làng nghề tái chế giấy. Không những
về quy mô sản xuất mà còn về trình độ công nghệ, trang thiết bị và tiềm lực
lao động. Sản phẩm chủ yếu là: Giấy dó, giấy vệ sinh, giấy ăn, giấy vàng mã
và bìa cactong.
Ước tính dòng thải hàng năm cho các làng nghề tái chế giấy điển hình.
Lượng chất thải trong năm
TT Loại chất thải
Định mức thải trên
1 tấn sản phẩm
8,2 m³
1,83 Kg
6802 Kg
Phú Lâm
(tấn/năm)
100923 m³/năm 129938 m³/năm
24,400
Dương Ổ
(tấn/năm)
1
2
3
Nước thải
Bụi
Khí
31,45
90691
116777,2
3461,34
1296,215
1313,24
851,889
Chất thải rắn
212,06 Kg
2688,42
1006,769
1019,99
661,661
4
Bột giấy, giấy vụn 81,80 Kg
Xỉ than 76,5 Kg
Đinh ghim, nilong 53,76 Kg
Bảng: Ước tính chi phí dòng thải cho làng nghề tái chế giấy điển hình.
Định mức chi phí Chi phí dòng thải
TT Loại chất thải
thải cho một tấn sp
1000VND/1tấn sp
Phú Lâm
(1000VND/năm (1000VND/năm
Dương Ổ
1
2
Nước thải
Khí thải
Chất thải rắn
8,2
--
--
100923
--
--
129938
--
--
3
Bột giấy + giấy vụn 64,8
Đinh ghim, nilong,đ --
797538,31
--
1026830
--
đá
Xỉ than
--
--
--
II- Sơ lược về công nghệ sản xuất giấy
Nói chung, một dây chuyền công nghệ sản xuất giấy từ giấy đã qua sử
dụng thường có dạng:
Trường đại học bách khoa hà nội
Viện khoa hoc và công nghệ môi trường
I
III
IV
II
*
**
***
Sơ đồ nguyên tắc sản xuất giấy
*-
**-
***-
I-
Nguyên liệu giấy vụn và giấy đã qua sử dụng
Nhiên liệu cho công đoạn tẩy mực
Phụ gia cho công đoạn tạo tờ
Khâu chế biến nguyên liệu
II-
Gia công nguyên liệu sau chế biến
III- Hệ thống máy tạo tờ giấy
IV- Gia công giấy sau tạo tờ
Sơ đồ công nghệ
Nguyên liệu
(Vỏ gió,bìa carton,giấy loại,báo
loại…)
Khí thải lò hơi
Tiếng ồn
Bụi
Kim loại,hơi dung
Đánh tơi
Hơi nước
môi
Chuẩn bị
hóa chất
Chuẩn bị hóa chất
(NaO,javen…)
Hơi hóa chất
Nước thải
Tẩy trắng (khử mực
Khí Cl
2
in)
Rửa sàng
Hơi hóa chất
Trường đại học bách khoa hà nội
Viện khoa hoc và công nghệ môi trường
Hơi hóa chất
Tiếng ồn
Nghiền
Nhuộm
Xeo
Hơi hóa chất
Nước thải
Nước thải
Bột rơi vãi
Nước thải
Bột rơi vãi
Gia keo
Sản phẩm
1.-Nguyên tắc hoạt động
Các loại nguyên liệu sẽ được đem gia công chế biến ở I. Sau đó nguyên
liệu được đem đến khu gia công nguyên liệu ở II. Tại II nguyên liệu sẽ được
ngâm trong một bể lớn, hóa chất sẽ được sử dụng để tách mực và sử dụng
thiết bị nghiền thủy lực để làm mịn giấy. khi bột giấy đã được nghiền mịn,
bột giấy sẽ được làm đặc sệt ( có sử dụng hóa chất). Sau đó bột giấy sẽ được
đem đến hệ thống tạo tờ ở III, đây là công đoạn xeo giấy để tạo tờ, tùy thuộc
loại giấy và chất lượng giấy theo yêu cầu mà giấy sẽ được xeo khác nhau.
Giấy sau xeo sẽ được đem đến công đoạn gia công giấy ở IV, tại đây giấy
được cắt xén theo yêu cầu, giấy được đóng gói và được xuất ra thị trường.
Kết thúc một vòng sản xuất giấy tái chế.
2.-Khâu chế biến nguyên liệu
Như ta đã biết nguyên liệu cho sản xuất giấy tái chế là giấy đã qua sử
dụng. Nguyên liệu sẽ được thu gom và tập kết, sau đó được đem đến cơ sở
chế biến. Tại cơ sở chế biến, nguyên liệu được đem sàng để loại bỏ bông,
vải và cả giấy không thể tái chế có lẫn trong đó. Mọi công việc này được
làm bằng tay, sau đó giấy sẽ được cho vào bể để ngâm cho bã ra. Tại đây ta
cũng loại được đất, cát có lẫn trong giấy. Bông vải và giấy đã loại ở trên sẽ
được đem chôn lấp hoặc đem đốt làm nhiên liệu cho công đoạn tạo hơi nước
phục vụ cho công đoạn tiếp theo.
3. Quá trình sàng rửa
Trường đại học bách khoa hà nội
Viện khoa hoc và công nghệ môi trường
Ban đầu nguyên liệu được đánh tơi,sau đó đưa tới 4 máy lọc chân
không.tại đây nguyên liệu được rửa sạch,dịch hoá chất thu hồi có nồng độ
13%, loại dịch này được đưa đến hệ thống chưng lọc. Sau đó được đưa
qua hệ thống sàng gồm 2 áp lực: 1 sàng thô và 3 giai đoạn lọc cái. Các
phần không cần thiết thì được loại bỏ ra ngoài
4. Quá trình khử mực in
Phương pháp khử mực in giấy loại ngày nay được sử dụng phổ biến
rộng rãi trên thế giới thông qua phương pháp tuyển nổi với mục đích
chính nhằm loại bỏ các hạt mực cũng như các chất phụ gia khác như chất
độc, các hạt mang màu trong quá trình tráng phủ ra khỏi thành phần sơ
xợi. Phương pháp tuyển nổi thích hợp với các hạt mực và phụ gia có kích
thước tư 10×10-6 đến 250×10-6m.
Phương pháp tuyển nổi sử dụng nguyên lý bám dính của các hạt vật chất
vào bong bóng khí để loại bỏ mực in và các chất phụ gia của giấy loại như
chất độc, các hạt mang màu… Có thể chia ra các công đoạn chính trong
quá trình tuyển nổi như sau:
4.1 Quá trình tách mực ra khỏi xơ sợi
Mực được in vào bề mặt của sơ xợi bằng nhiều phương pháp khác nhau
và trong giai đoạn đầu tiên của phương pháp khử mực, người ta phải tách
các hạt mực in này cùng với các hạt phụ gia ra khỏi bề mặt của sơ xợi.
Giai đoạn này trong sản xuất được thực hiện ở máy nghiền thủy lực với sự
hỗ trợ của một số chất khử mực như NaOH, Na2CO3, H2O2, các chất hoạt
tính bề mặt…Dưới tác dụng của các hóa chất khử mực, mối liên kết giữa
mực in và sơ xợi bị lỏng đi, trở nên kém bền vững đồng thời các hạt mực
cũng trở nên kỵ nước, bị xé nhỏ và tách ra khỏi sơ xợi dưới tác dụng của
các dao trong quá trình nghiền thủy lực.
4.2 Giai đoạn loại bỏ mực ra khỏi sơ xợi trong quá trình tuyển nổi
Sau khi mực và các hạt phụ gia được tách ra khỏi bề mặt sơ xợi, chúng ta sẽ
phải loại bỏ chúng để thu được sơ xợi “sạch” để sản xuất giấy. Như đã trình
bày ở trên, phương pháp tuyển nổi dùng các bọt khí để loại bỏ các hạt mực
và các hạt phụ gia. Về lý thuyết có thể ứng dụng với các hạt chất rắn có kích
thước từ 10×10-6 đến 500×10-6m nhưng hiệu quả nhất với tuyển nổi giấy tái
chế là từ 10×10-6 đến 250×10-6m. Do tác dụng của hóa chất (các chất lựa
chọn) và đặc biệt là sự có mặt của các ion canxi mang điện dương 2+ trong
nước, các phân tử của xà phòng kết hợp với các ion Canxi này tạo ra các hạt
vật chất nhỏ điện tích mang điện dương, qua đó dễ dàng đính với các hạt
mực (điện âm). Bởi vì các chất lựa chọn như soap là một chuỗi hydrocacbon
Trường đại học bách khoa hà nội
Viện khoa hoc và công nghệ môi trường
gồm cả phần kỵ nước và háo nước (ví dụ như stearic acid) nên các hạt mực
được đính kèm với các hạt vật chất nhỏ mang điện dương (sản phẩm của
soap collector và calcium có trong nước), rồi qua đó tiếp tục đính với các hạt
mực khác (cũng đã được đính với các hạt mang điện dương) và tạo thành các
cụm mực nhỏ và các cụm mực nhỏ này tiếp tục được đính vào các bong
bóng khí nhờ tính kỵ nước và háo nước của soap collector.
5.-Gia công nguyên liệu sau chế biến
Như ta đã biết nguyên liệu sau công đoạn trên đã được ngâm trong bể.
Trong công đoạn này hơi nước được sử dụng, bằng cách sục hơi nước từ đáy
bể để đẩy mực ra khỏi nhờ áp lực của dòng hơi nước sục từ đáy bể. Có thể
coi đây là công đoạn làm sạch bột, vì hơi nước không thể đẩy hết mực trong
giấy nên hóa chất cũng sẽ được sử dụng trong công đoạn này. Hóa chất sử
dụng thường là:
1-Dung dịch nước Javen ( NaCl + NaOCl ):
2-Dung dịch nước Clo ( Cl2 ):
3-Dung dịch xút NaOH:
Trong 3 ử dụng nước Javen vì do dung dịch nước Javen đễ sản xuất ( chỉ
cần điện phân dung dịch không màng ngăn muối ăn loại hóa chất trên, đa
phần các hộ gia đình hay nhiều cơ sở sản xuất thường sn NaCl ). Nếu sử
dụng dung dịch nước Clo thì phải kết hợp cả dung dịch NaOH để trung hòa
lượng Clo dư trước khi nước thải được thải ra môi trường.
Sau khi đã được tách mực, bột giấy sẽ được đem đi nghiền thủy lực, mục
đích là tạo độ mịn cho bột, sau đó bột sẽ được trộn thêm phụ gia và sau đó
được đem đi tách nước, mục đích là tạo cho bột có độ đặc sệt đáp ứng yêu
cầu cho công đoạn tiếp theo. Nước thải trong công đoạn tách mực sẽ được
đem đi xử lý trước khi thải ra môi trường.
Bột giấy trước khi đem xeo cần bổ xung một vài phụ gia khác nhau tùy
thuộc loại giấy. Phụ gia thường sử dụng là: Cao lanh ( CaO.SiO2 ), thạch
cao ( CaSO4.Al2O3 ) hoặc bột nhũ ( CaCO3 ). Do sản phẩm giấy tái chế
của Việt Nam đa phần là giấy vệ sinh và giấy vàng mã, giấy ăn nên phụ
gia sử dụng chủ yếu là bột nhũ ( CaCO3 ), do nguồn nhiên liệu rất dễ tạo
được ( dung dịch nước vôi trong dược sục khí CO2 ) và lượng tạp chất có
trong đó ít. Mục đích cho thêm phụ gia vào thường tạo độ kết dính cho
6.Quá trình nghiền gia keo và nhuộm
Nghiền: Bột giấy được đưa qua hệ thống nghiền để làm tăng diện tích
tiếp xúc, tăng khả năng liên kết giữa các thớ sợi với nhau, tạo điều kiện
cho khả năng kiên kết giữa các thớ sợi với nhau, tạo điều kiện cho khả
năng hình thành tờ giấy tốt hơn. Làm cho các sợi được hidrat hóa, tăng sự
Trường đại học bách khoa hà nội
Viện khoa hoc và công nghệ môi trường
dẻo dai và tăng bề mặt hoạt tính của các vi sơ. Việc đánh tơi và nghiêng
sợi giúp giải phóng gốc hidro oxi. Quá trình nghiền tiến hành với nồng độ
giấy trong dung dịch 2% đến 8%.
Gia keo: Nhằm tạo cho giấy một số tính chất đặc biệt như không thấm
nước, không bị nhòe khi in, viết. Bột được pha trộn với các hóa chất dùng
để gia keo: nhựa thông, phèn chua trong bể chứa. Công đoạn này thường
chỉ có ở các nhà máy giấy quy mô vừa phát triển dùng cho giấy tốt, để in
hoặc viết. pH tốt cho quá trình gia keo 4,5 đến 5.5, thường tỷ lệ nhựa
thông/phèn chua: 3/1.
Nhuộm: Gia keo và nhuộm có thể tiến hành chung trong bể nghiền.
Công đoạn nhuộm sử dụng các hóa chất tạo màu nghiền cùng bột giấy.
7.-Hệ thống tạo tờ giấy
Bột giấy sau khi được làm trắng và làm đặc sẽ được đem đi xeo. Tùy từng
loại giấy và công nghệ sản xuất mà người ta có phương pháp xeo giấy khác
nhau. Có thể xeo giấy bằng tay ( ví dụ như giấy dó) hoặc xeo bằng máy như
giấy vệ sinh, giấy vàng mã và giấy ăn. Một máy xeo thường có dạng:
Bột giấy
hệ thống phên
lô sấy
ép giấy
Cuốn
Sau sấy
hút chân không
Sơ đồ một máy xeo giấy
Bột giấy sẽ được phun đều trên phên băng tải, sau đó được đem sấy, vừa
sấy vừa ép cho có độ mỏng theo yêu cầu. Tiếp đó đưa qua hệ thống hút chân
không để làm khô giấy.
Giấy sau sấy sẽ được cuộn thành cuộn lớn. tùy thuộc chất lượng của giấy
theo yêu cầu mà giấy được xeo khác nhau ( một mặt hay cả hai mặt ). Sau
Trường đại học bách khoa hà nội
Viện khoa hoc và công nghệ môi trường
khi qua hệ thống hút chân không lượng nước thải còn lại trong bột sẽ được
đem đi xử lý.
8. Bộ phận ép
Ép có nghĩa là tờ giấy được nén bằng cơ học để đạt trên bão hoà. ở
phần này nước cũng tách được càng nhiều ra khỏi tờ giấy càng tốt. Sau
công đoạn hình thành, tờ giấy còn khoảng 80% nước (độ khô = 20 %). ở
công đoạn ép độ khô sẽ tăng lên từ 20 40 % .
Nhiệm vụ chính của bộ phận ép là tách nước ra khỏi tờ giấy, tăng độ
bền và độ nhẵn của tờ giấy đồng thời bộ phận ép còn có nhiệm vụ dẫn tờ
giấy đến bộ phận sấy.
Bộ phận ép có số lượng cặp ép và cấu trúc khác nhau. Một cặp ép bao
gồm giá đỡ và 2 hoặc 3 lô. Lô dưới thường được lắp trên một ổ đỡ cố
định và lô dẫn động. Sự ép xảy ra ở khoảng giữa lô trong khe ép và tờ
giấy được chăn dẫn qua khe ép.
Tờ giấy ướt được chuyển trực tiếp từ lưới tới trục ép chân không được
lọc chặn của tổ ép 1. Chức năng quan trọng của lưới ép là chống tạo vết
trên tờ giấy.Từ tổ ép 1 tờ giấy được chuyển tới bộ phận ép lưới ở tổ 2.Tổ
2 gồm một lưới nhựa giữa chăn ép và một trục ép phía dưới nhằm giảm
áp suất thuỷ tĩnh trong tuyến ép.Từ chăn 2 tờ giấy được chuyển tới tổ ép
nhẵn 3 qua một khoảng cách kéo hở. Tổ ép này không có chăn nên không
có nhiệm vụ tách nước mà chỉ có làm cho tổ giấy nhẵn và phẳng hơn.
9. Bộ phận sấy
Khi tờ giấy ra khỏi bộ phận ép, có độ khô khoảng 40 % và nhiệt độ từ
25 30 C. Trong bộ phận sấy, lượng nước còn lại sẽ được tách ra bằng
cách bốc hơi. Sấy là cách vận chuyển nhiệt và nước, trong đó nhiệt độ
được chuyển qua vùng bay hơi và hơi nước bốc lên đi qua bề mặt của tờ
giấy vào luồng khí thông gió. Các biện pháp sấy được sử dụng là :
- Sấy trực tiếp: tờ giấy tiếp xúc với lô sấy máy.
- Sâý đối lưu: nhiệt độ được cung cấp bởi không khí trong một
Chụp xung quanh lò sấy.
- Sấy tự do: sấy trong khoảng không có sức căng hoặc giữa các lô sấy. ở
giai đoạn này, tờ giấy được sấy khô tới 94%. Sau đó, tờ giấy đi qua bộ
phận ép gia nhựa(ép keo). ở đây, nước cùng hoá chất được tờ giấy hấp thụ
và lượng nước này được làm bay hơi ở bộ phận sấy thứ 2 (bộ phận sấy
nhựa).
Trường đại học bách khoa hà nội
Viện khoa hoc và công nghệ môi trường
Bộ phận sấy bao gồm 34 lô sấy (24 lô ở bộ phận sấy chính và 10 lô ở bộ
phận sấy nhựa). Giấy đã sấy khô được làm nguội trên 2 lô làm lạnh.Tất cả
các lô đều có đường kính là 1500 mm, chiều dài của giấy có thay đổi
trong quá trình sấy. Sau các lô ép tờ giấy được căng ra. Trong suốt quá
trình nó được gia nhiệt ở cả 2 quá trình sấy chính và sấy nhựa (ép keo).
Điều đó thường gây ra sự cố của tờ giấy. Để khắc phục những sự cố và
những biến đổi của tờ giấy, các lô được bố trí thành các nhóm dẫn động
khác nhau. Trong đó, tất cả các lô trong một nhóm có cùng tốc độ. Sự
chênh lệch tốc độ giữa các nhóm dẫn động sẽ được hiệu chỉnh theo độ kéo
căng và sự cố cuả tờ giấy.
Bảng sau đây cho ta biết về từng lô và nhóm trong quá trình sấy
Sấy chính
Sấy nhựa
nhó
m số
số lô
1
8
2
3
8
4
2
5
8
6
2
8
vị trí
lô
1
8
9
16
17
24
25
26
27 34
35
36
III – Đặc điểm sử dụng nguyên, nhiên vật liệu nước và năng lượng
của công nghệ sản xuất
1.nguyên vật liệu:
Nguyên vật liệu chính để tái chế giấy hiện nay là giấy đã qua sử dụng
hoặc ngoài ra còn sủ dụng tre nứa gỗ với số lượng nhỏ.Thành phần chính
của giấy là xenlulozo, là loại đường đa tụ, phân tử gồm nhiều phân tử
saccacazo tạo thành nên nguyên liệu chính để làm ra sợi giấy là sợi
xenlulo từ gỗ hoặc rơm rạ, hoặc giấy đã sử dụng.
Xenlulo có công thức phân tử là ( C6H10O5)n
Đơn vị sơ sợi để sản xuất giấy: trị số n
600 đến 1500 đối với gỗ
100 đến 300 đối với sợi bông đay
Cellulose: là Gluco chiếm khoảng 45% khối lượng gỗ. Có công
thức tổng quát là [C6H10O5]n. Đây là chất quan trọng trong thành
phần của giấy.
Trường đại học bách khoa hà nội
Viện khoa hoc và công nghệ môi trường
Lignin: gỗ lá rộng thì lignin chiếm khoảng 21%. Đối với gỗ lá
kim thì chiếm 25% khối lượng gỗ. Lignin có độ trùng hợp cao
nhưng lại tồn tại ở dạng chất vô định hình. Lignin có cấu tạo
phức tạp, thành phần chủ yếu là các đơn vị phenylpropan nối kết
với nhau thành khối không gian ba chiều.
Vai trò của lignin là tạo ra lớp trung gian giữa các vách tế bào để
gắn dính các vách chứa xơ sợi. Nó dễ bị oxy hóa, hòa tan trong kiềm
nóng, các dung dịch sunfit đun nóng hay muối của axit H2SO3 như
Hemicellulose: Gồm các thành phần Gluco, manmo, galacto,
xylo, anabio…
Chất trích chiết (dầu thông, axit nhựa, axit béo, phenol, các chất
không xà phòng hóa…).
Ngoài ra còn có các chất tách chiết, axit nhựa, axit béo, chất thơm có
khả năng hoà tan trong nước.
Bên cạnh đó ta còn dùng đến keo và các chất độn. Độ dài của các sợi
xenlulozo thay đổi tuỳ theo nguyên liệu làm giấy, có ảnh hưởng tới chất
lượng và độ bền của thời gian của giấy. Chất độn sử dụng ở đây có thể là
cao lanh, tinh bột, dioxit titan, phấn,blanfixe Các chất độn chiếm 30%
thành phần giấy,chúng làm đầy phần không gian của các sợi giấy và làm
cho giấy mềm mại, có bề mặt lắng hơn. Thành phần của chất độn sẽ quyết
định độ trong suốt hay độ đục của giấy. Ngoài ra để chống không lem
mực người ta phải dùng đén keo.
Một ví dụ về định mức tiêu thụ nguyên liệu đối với những sản phẩm tái
chế:
Trường đại học bách khoa hà nội
Viện khoa hoc và công nghệ môi trường
Tên
phẩm
sản Tên nguyên liệu
Đơn vị
Tấn/tấn
Định mức tiêu thụ
tính theo tấn sản
phẩm
Vỏ dó
sản 0,85 ÷ 1
0,2 ÷ 0,3
sản 5 ÷ 10
15 ÷ 50
Giấy mò, giấy xi phẩm
măng
Vôi
Giấy gió
Tấn/tấn
phẩm
Javen
Nhựa thông
Nước
Kg/tấn sản phẩm 30 ÷ 40
Kg/tấn sản phẩm 75 ÷ 150
Kg/tấn sản phẩm
m3/tấn sản phẩm
Giấy loại, bột giấy
Nhựa thông
Javen
Tấn/tấn
phẩm
Kg/tấn sản phẩm 20-50
Kg/tấn
phẩm
sản 1,2 ÷ 1,3
50 ÷ 60
Giấy vệ sinh,
giấy ăn
Phẩm màu
Xút
sản 3-7
6-8
Phèn
Nước
Kg/tấn
phẩm
sản 40-50
75-150
Điện
Kg/tấn sản phẩm 280
Kg/tấn sản phẩm
m3 /tấn sản phẩm
Kwh/tấn
phẩm
sản
Bìa carton
Giấy loại, giấy báo
Nhựa thông
Javen
Tấn/tấn
phẩm
Kg/tấn sản phẩm 30-40
sản 1200-1300
5-6
Phẩm màu
Xút
Kg/tấn
phẩm
sản 40-50
500
Phèn
Nước
Kg/tấn
phẩm
sản 50-100
280
Điện
Kg/tấn sản phẩm
Kg/tấn sản phẩm
m3 /tấn sản phẩm
Kwh/tấn
phẩm
sản
Trường đại học bách khoa hà nội
Viện khoa hoc và công nghệ môi trường
Qua đó ta thấy ngành giấy đã sử dụng một lượng lớn nguyên liệu
thô,nước và các tài nguyên,đó là một trong những ngành sử dụng nhiều
nước nhất.Sản xuất giấy tái chế đã giảm bớt một phần lớn nguyên liệu thô
và nước.Điển hình là sản xuất một tấn giấy từ nguyên liệu là gỗ phải cần
tới :1,5 -3 tấn nguyên liệu thô, 3-6 tấn nguyên liệu tự nhiên,5 tấn
than.1000-3000kwh và tiêu tốn đến 200-300m3 nước,có thể thấy rõ rằng
sản xuất từ giấy dã sử dụng tiệt kiệm được nguồn nguyên liệu,nhiên liệu
lớn,do đó có thể giảm bớt được các vấn đề ô nhiễm môi trường .
Nguồn nhiên liệu sử dụng chủ yếu trong công nghiệp tái chế giấy là
than,như trên đã nói một tấn giấy tái chế sử dụng 500kg than và tiêu tốn
287,3kwh điện năng.Hiện nay hầu hết các cơ sở sản xuất giấy tái chế ở
Phong Khê-Bắc Ninh và Phú Lâm-Tiên Du đều sử dụng máy xeo giấy
động cơ VS, đây là đọng cơ lạc hậu,toả nhiệt ra môi trường,và tiêu tốn
điện năng,hệ thống chiếu sáng sử dụng đèn sợi đốt,vừa tiêu tốn năng
lượng vừa cho hiệu quả chiếu sáng thấp.Một điển hình là lâm trường
M’ĐRĂC(Đắc Lắc) đưa lò sấy gỗ bằng năng lượng mặt trời thay cho lào
sấy bằng hơi không khí vừa rút ngắn thời gian sấy,giảm chi phí về nhân
công ,chất đốt vừa ổn định về hình dạng,nâng cao chất lượng sản phẩm
giấy.
Ở Việt Nam nghành tái chế giấy chủ yếu tập chung ở các làng nghề ( ex:
phong khê,phú lâm…) sau đây là một số công nghệ sản suất giấy tái chế
kèm theo dòng thải chính.
a.Công nghệ sản suất giấy dó
Nguyên liệu chính: vỏ dó
8-12m, đường kính thân ≤ 20cm, cành non phủ đầy lông. Lá mọc cách, phiến
hình trứng thuôn, dài 10-20cm, rộng 3-3,5cm, tròn, thót nhọn ở đầu, mỏng,
nhẵn ở mặt trên có lông ngắn và nằm ở mặt dưới, có 20 - 25 đôi gân, bậc
hai gần như song song; cuống lá dài 3 - 4mm, có lông và có cánh.Giấy dó
có đặc tính xốp nhẹ, bền dai, không nhòe khi viết vẽ, ít bị mối mọt, hoặc dòn
gẫy, ẩm nát..
Vỏ cây dó được nấu và ngâm trong nước vôi với thời gian ba tháng, bóc bỏ
lần vỏ đen đi, giã bằng cối và chày rồi dùng chất nhầy từ cây mò tạo hỗn
hợp kết dính. Khi xeo giấy, người thợ dùng liềm xeo (khuôn có mành trúc
hay dây đồng ken dày) chao đi chao lại trong bể bột dó. Lớp bột dó trên
liềm chính là tờ giấy dó sau khi kết thúc công đoạn ép, phơi, nén hay cán
phẳng. Xơ dó kết lại với nhau, như cái mạng nhện nhiều lớp, tạo nên tờ giấy
dó. Sự kết mạng như vậy đã làm cho tờ giấy xốp. Vì xốp nên giấy rất nhẹ.
Sau cùng là phơi hoặc sấy
Trường đại học bách khoa hà nội
Viện khoa hoc và công nghệ môi trường
Nguyên liệu phụ: kiềm,nhựa thông,chất tẩy…
Sơ đồ công nghệ
Vỏ dó
Khói lò( bụi,
SO 2 ,CO,NO X ..)
Nước thải
Nấu
Than
Ngâm
Nước thải
Nước vôi
đặc
Rửa nước vôi
Nghiền nhỏ
Nước thải
Tiếng ồn
Nước
Nhựa
thong, điện
Đánh tơi( trong
bể xeo)
Nước thải
Xơ sợi rơi vãi
Xeo giấy
Hơi nước
Nước thải
Ép nước
Bóc tờ
Nước thải
Bụi, giấy rách lề
Cán
Bụi
Giấy vụn
Bóc,xếp
Phơi giấy
Bụi
Bụi
Giấy vụn
Trường đại học bách khoa hà nội
Viện khoa hoc và công nghệ môi trường
Sản phẩm
b.Công nghệ sản
Nguyên liệu chính : bìa carton loại,giấy loại ,báo loại
Nguyên liệu phụ : kiềm ,nhựa thông,chất tẩy
Nguyên liệu sau khi được phân loại.giấy ,bìa,báo phế liệu được ngâm trong
nước cho mủn sau đó được nghiền nhỏ , hòa loãng và đánh tơi tạo bột
giấy.Bột giây được xeo thành bìa , sấy và được cuộn thành lô hơi nước được
cấp từ lò đốt than.Trong một số trường hợp javen được sử dụng để tẩy trắng.
Sơ đồ công nghệ :
Bìa Carton vụn
Ghim sắt, băng
dán, nilon, bụi
Phân loại
Nước thải
Tiếng ồn
Ngâm
Nghiền
Nước, hoá chất
Đánh tơi
Xeo
Tiếng ồn
Than
Nước thải
Lò hơi
Tiếng ồn, bụi
Sấy khô
Giấy cuộn
Xỉ than
Tiếng ồn, bụi
Sản phẩm
c.Sơ đồ sản xuất giấy vệ sinh,giấy ăn ,vàng mã
Trường đại học bách khoa hà nội
Viện khoa hoc và công nghệ môi trường
Nguyên liệu chính:bìa carton loại, giấy ăn, báo loại
Nguyên liệu phụ: kiềm, nhựa thông,chất tẩy
Giấy phế liệu sau khi được phân loại, được ngâm vào dung dịch nước cho
mủn sau đó được tẩy bằng nước javen, nghiền nhỏ, pha loãng, và đánh
tơi.giấy ăn sau khi xeo được sấy bằng hơi nước cuộn vào lô cắt thành cuộn
nhỏ và bao gói thành sản phẩm
Giấy vụn các loại
Băng gián,ghim
Kim loại
Phân loại
Bụi…..
Hơi kiềm
Nước thải
NaO
Ngâm kiềm
Ngâm Tẩy
Nước thải
Khí Cl2
Javen
Hơi dung môi
Tiếng ồn
Đánh tơi
Thêm
hóa chất
Nước thải
Bột rơi vãi
Than
Xeo
Hơi
Tiếng ồn ,
bụi
Sấy khô
Cuộn
Lò hơi
Tiếng ồn, bụi
Bụi
khói lò
Xỉ than
Tiếng ồn
Bụi, giấy rách
Giấy lỗi
Cắt
Bụi, giấy rách
Giấy lỗi
Bao gói
Sản Phẩm
Trường đại học bách khoa hà nội
Viện khoa hoc và công nghệ môi trường
2. Nhu cầu sử dụng năng lượng trong công nghệ tái chế giấy
Năng lượng chính được sử dụng trong công nghệ tái chế giấy bao gồm:
Điện, Than, … chúng được sử dụng cho lò hơi, quá trình nghiền rửa xeo cắt
cuộn và một số loại máy móc phục vụ cho sản xuất ví dụ: máy nghiền thủy
lực , bin nghiền , máy xeo loại nhỏ , máy xeo loại vừa , lò hơi , máy nghiền
xay……
Bảng kiểm toán vật chất cho cơ sở sản xuất công suất 4.5 tấn sản
phẩm/ngày
STT Tên công
Nguyên liệu vào
Lượng
Đầu ra
đoạn
Tên
Tên
Giấy bìa đã phân loại
Lượng
(tấn/ngày)
5.00
(tấn/ngày)
1
2
Phân
loại
Giấy
loại
các 5.08
Chất thải rắn ,ghim,bìa nilon 0.08
Băng đinh,nhựa,đất đá…
Nghiền
Rửa
Giấy
đã 5
Dung dịch bột giấy
600
phân loại
Lượng dung dịch bột giấy rơi 0.01%
Phèn
0.42
vãi
Nhựa thông 0.35
Nước 600
3
4
Xeo giấy Dung dịch 600
Cắt cuộn bột giấy
Sản phẩm
4.5
618
Nước chứa bột giấy
Nước ngưng
Phế phẩm
Bay hơi
Bột mất
11.4
0.32
0.83
0.15
12-13
Hơi nước
12
Nước
20
Lò hơi
Than
1.2-1.3
Hơi nước
Khí
thải
lò
hơi:
Nước
12.6-13
CO,SO2 NO2
Bụi
10% than
Xỉ than
Trường đại học bách khoa hà nội
Viện khoa hoc và công nghệ môi trường
Kiểm soát năng lượng tại một số công đoạn chính:
S Tên công
T đoạn
T
Đầu vào
Lượng
Đầu ra
Lượng
Tên
Tên
1
Lò hơi
Than
1.5
Nhiệt lượng cho cung 5
triệu
Tấn/ngày
cấp tạo hơi nước
Kcal/ngày
Nhiệt lượng tổn thất
theo khói lò
3
triệu
Kcal/ngày
Lượng nhiệt tổn thất
theo tường lò
0.4 triệu
Lượng than không Kcal/ngày
cháy hết
Công suất tiêu thụ
40
Kg/ngày
2Kwh/ngà
y
2 Nghiền,
Điện
Công suất tiêu thụ
22-
Rửa
37Kwh/ng
ày
3 Xeo,cắt,
Nhiệt lượng 5
triệu Lượng nhiệt sử dụng
3
triệu
gọt
hơi theo nước Kcal/ngày
Kcal/ngày
Lượng nhiệt theo
nước ngưng
0.5 triệu
Kcal/ngày
Lượng nhiệt tổn thất
theo đường ống
1.5 triệu
Kcal/ngày
Vi dụ về cân băng vật liệu và dòng thải cho 1 tấn sản phẩm:
Trường đại học bách khoa hà nội
Viện khoa hoc và công nghệ môi trường
Nguyên liệu
1200 Kg
Phân loại
1152 Kg
3-4%)
Nước thải 257
Kg (0.4%)
Nhựa thông
57.34 Kg
Bột rơi vãi 6.8
Kg(= 0.5%)
Nghiền
Phèn 52.8 Kg
Phẩm màu 6.8
Ghim 13.8 Kg(=
H2 O 64.200
64.060 Kg
Pha loãng
Bay hơi 220 Kg
(=8%)
Nước ngưng 2531
Kg
H2 O
68.607 Kg
H2 O 4.587
Kg
13.867 Kg
Xeo
(92 %)
Bột mất 45 Kg
Nước thải 135.968
Kg
Hơi 2.752
Kg
1030 Kg
Giấy loại 30
kg
Cuộn
1 Tấn sản phẩm
Hiện nay, ngành công nghiệp giấy nói chung và sản xuất giấy nói riêng
-
nguồn nước. Vì vậy, song song với việc lập kế hoạch phát triển doanh
nghiệp, một bài toán khác đặt ra cho ngành giấy là phải xử lý tốt các chất
thải, giảm bớt ô nhiễm và bảo vệ tài nguyên môi trường
T rường đại học bách khoa hà nội
Viện khoa hoc và công nghệ môi trường
Giấy tái chế là một lựa chọn đúng đắn để bảo vệ môi trường và tiết
kiệm tài nguyên thiên nhiên. Tuy nhiên, ở nước ta sản xuất giấy tái chế
chỉ dừng tại các làng nghề thủ công nên năng xuất không cao và đặc biệt
là gây ô nhiễm môi trường ở chính địa phương có làng nghề.
IV-Giải pháp kỹ thuật giảm thiểu ô nhiễm môi trường cho
ngành công nghiệp giấy tái chế
1. Sản xuất sạch hơn
Là việc sử dụng hiệu quả nguyên liệu và năng lượng cũng như tính độc
hại của tất cả các chất thải ngay tại nguồn thải.
1.1.1 Các giải pháp giảm thiểu chất thải
Giải pháp giảm thiểu chất thải tại nguồn,mục đích là tìm hiểu tận gốc
nguồn phát sinh ô nhiễm nhằm đánh giá ,phân tích tìm hiểu quá trình sản
suất cũng như việc quản lý của cơ sở sản suất tránh phát sinh dòng thải
không nên có
Giải pháp thay đổi công suất cấp khí cho lò hơi: vấn đề tiết kiệm nhiên
liệu chưa thục sự dược quan tâm,hầu hết lượng than được sử dụng không
hiệu quả.do đó tồn tại sự lãng phí nhiên liệu kết quả là làm tăng nồng độ
của các chất ô nhiễm phát sinh trong quá trình đốt .ví vậy kiểm soát được
quá trình đốt,tăng hiệu quả sử dụng lò hơi sẽ rất cần thiết
Nâng công suất cấp khí lò hơi lên 706 m3 /h thì tiết kiệm được 1.470
Kg than/tháng,tương đương với 615.500 đồng /tháng.do đó lượng than
cần sử dụng sẽ giảm khoảng 2-4 % dẫn tới hàm lượng chất ô nhiễm khí
và bụi giảm 2-3 %
Ước tính tải lượng chất thải ô nhiễm sau khi áp dụng
SXSH
T
T
Tác nhân ô
nhiễm
Trước khi
áp dụng
SXSH
Khi
dụng SXSH
áp
1
Xỉ
76.5
74.7
2
3
4
5
Bụi
CO2
SO 2
CO
1.83
1452.04
5.87
0.14
1.7
1419
5.73
0.125
Giả sử tiến hành sử dụng quạt cấp khí với công suất 2Kw
thời gian 3h/ngày
Chi phí cho quạt cấp khí là: 2×3×1000
= 6000 đồng/ngày = 180 000 đ/tháng
Trường đại học bách khoa hà nội
Viện khoa hoc và công nghệ môi trường
1.1.2 Giải pháp tuần hoàn nước ngưng
Giả sử tuần hoàn được 11,09 tấn nước ngưng cho tất cả 2 máy xeo( áp
dụng cho quy mô sản xuất 4.36 tấn/ngày) với định mức là 0.11 Kwh/tuần
nước,ước tính lượng điện tiết kiệm được là do không tuần hoàn được 11.09
tấn nước.với phương pháp này lượng than tiêu thụ sẽ giảm được 3-4 % dẫn
tới giảm lượng bụi và ô nhiễm không khí phát sinh
Bảng ước tính lượng chất thải ô nhiễm khi áp dụng sản
suất sạch
S
T
T
1
2
3
Tác nhân ô
nhiễm
Trước khi chưa
áp dụng SXS
Khi
dụng SXS
áp
Xỉ
Bụi
CO2
76.5
1.83
1452.04
73
1.72
1364.7
4
5
5.87
0.14
5.52
0.13
SO 2
CO
2. Giải pháp khoa học kỹ thuật trong công đoạn xeo giấy
trong quá trình tạo bột của công nghiệp xeo giấy, những chất hữu cơ (có
thể chiếm tới 50% thành phần nguyên liệu như lignin, chất bán sợi, phụ gia
chất khoáng, chất có thể chiết xuất, loại đa đường…) sẽ xuất hiện trong dịch
thải và sẽ gây ô nhiễm nặng đối với môi trường nếu không kịp thời thu hồi
được dịch đen.
Dịch đen, theo thuật ngữ của ngành giấy, là dịch thải chưng nấu, cũng là
nguồn tài nguyên tái sinh trong quá trình tạo bột xeo giấy, bao gồm 70%
chất rắn hữu cơ có thể thu hồi để tái sử dụng và 30% chất rắn vô cơ. Cũng vì
thế, mức độ ô nhiễm từ nước thải công nghiệp xeo giấy tỷ lệ nghịch với khả
năng thu hồi dịch đen.
Ngoài ra, trong quá trình tạo bột xeo giấy, để tạo nên một sản phẩm đặc thù
hoặc những tính năng đặc thù cho sản phẩm, người ta còn sử dụng nhiều hóa
chất và chất xúc tác. Những chất này nếu không được thu hồi hoặc xử lý mà
xả thẳng ra sông ngòi thì sẽ làm ô nhiễm nặng nguồn nước.
Trường đại học bách khoa hà nội
Viện khoa hoc và công nghệ môi trường
Những chất ô nhiễm chủ yếu của ngành tạo bột xeo giấy đối với các nguồn
nước bao gồm:
Vật huyền phù: là những hạt chất rắn không chìm trong nước, bao gồm
chất vô cơ, cát, bụi, quặng…hoặc những chất hữu cơ như dầu, cặn hữu cơ.
Nhiều vật huyền phù xả xuống nguồn nước dần dần sẽ hình thành các “bãi
sợi” và tạo ra quá trình lên men, từ đó tiêu hao oxy hòa tan trong nước, tác
động tới sự sống còn của các sinh vật trong nước, phủ lấp không gian sinh
tồn, gây cản trở các hoạt động bình thường…
Vật hóa hợp dễ sinh hóa phân giải: là những thành phần nguyên liệu với
số lượng tương đương đã tan trong quá trình tạo bột xeo giấy dễ sinh hóa
phân giải, bao gồm các vật có lượng phân tử thấp (chất bán sợi, me-ta-nôn,
a-cết, axit ca-pơ-ríc, loại đường…) Những chất này sẽ bị oxy hóa, do đó
cũng tiêu hao oxy hòa tan trong nước, gây tác hại đối với các sinh vật.
Vật hóa hợp khó sinh hóa phân giải: bắt nguồn chủ yếu từ chất đường
phân tử lớn và lignin trong nguyên liệu sợi. Những chất này thường có màu,
do đó ảnh hưởng đến sự chiếu rọi của ánh sáng vào nguồn nước. Những vật
chất này cũng có thể gây biến dị trong cơ thể sinh vật nếu bị hấp thu.
Các vật chất có độc: rất nhiều vật chất có độc đối với sinh vật hiện diện
trong nước thải của công nghiệp giấy như colophan và axit béo không bão
hòa trong dịch đen, dịch thải của đoạn tẩy trắng, dịch thải đoạn rút xút.
Bên cạnh các vật chất độc hại trên, nước thải của ngành công nghiệp giấy
có thể làm ảnh hưởng trầm trọng đến trị số PH của nguồn nước, hoặc làm
ngăn cản ánh sáng, tác động đến quá trình quang hợp, từ đó làm mất sự cân
bằng sinh thái trong môi trường nước.
Xử lý ô nhiễm công nghiệp trên thế giới thường được chia làm hai phần:
xử lý trong nhà xưởng và xử lý ngoài nhà xưởng. Xử lý ngoài nhà xưởng
gồm 3 cấp, có thể sử dụng vòng tuần hoàn để thu hồi, tái tận dụng, xử lý
các vật chất trước khi xả ra môi trường. Xử lý trong nhà xưởng là có những
biện pháp thiết thực xử lý hoặc làm giảm bớt ô nhiễm phát sinh ngày trong
quá trình sản xuất.
Trường đại học bách khoa hà nội
Viện khoa hoc và công nghệ môi trường
Những biện pháp xử lý trong nhà xưởng nhìn chung có hiệu quả kinh tế rõ
rệt, tiết kiệm năng lượng và nước, thu hồi khá triệt để những thành phần có
ít. Trình độ xử lý chất thải trong nhà trường càng cao thì chi phí xử lý
ngoài nhà xưởng càng thấp (chi phí xử lý cấp II ngoài nhà xưởng gấp 3 lần
chi phí xử lý cấp I). Vì vậy, hướng đi đúng đắn cho công nghiệp xeo giấy
trong việc phòng chống ô nhiễm là tăng cường xử lý trong nhà xưởng bằng
các công nghệ khoa học kỹ thuật tiên tiến.
Theo kết quả nghiên cứu, sản xuất mỗi tấn bột giấy phải thải ra khoảng
10 tấn dịch đen. Xử lý dịch đen thường có ba phương thức: phương pháp
thu hồi kiềm theo công nghệ tiên tiến nhất những năm gần đây, tuy nhiên
hiệu quả rộng rãi không thật sự cao vì vốn đầu tư quá lớn; phương pháp xử
lý sinh hóa bằng hệ thống xử lý nước thải, cũng đòi hỏi hệ thống kỹ thuật
cao và sự chính xác tuyệt đối; và phương pháp thứ ba là thay đổi tính chất
của lignin trong dịch đen.
Lignin là thành phần chính trong dịch đen tạo ra bột giấy, nếu xử lý tốt
có thể trở thành một thứ sản phẩm tái sinh có nhiều đặc tính độc đáo như
không độc, giá rẻ, có thể ứng dụng phổ biến trong công nghiệp, nông lâm
nghiệp, dầu mỏ, luyện kim, thuốc nhuộm, xi-măng và vật liệu cao phân
tử…Với những khoa học công nghệ mới, ngành giấy đã có thể chiết xuất
lignin từ dịch đen tạo bột giấy.
Theo quy trình công nghệ này, dịch đen loãng sẽ được chưng phát màng
mỏng phun dội bằng hơi nước, sau đó thêm chất xúc tác để xử lý biến tính
qua hoàng hóa. Ở bước tiếp theo, khi tiếp tục được cấp nhiệt bằng than
gián tiếp và làm khô bằng ly tâm cao tốc, thoát khí thải không gây ô
nhiễm, lignin hoàng hóa đã được chiết xuất và trở thành bột khô muối
sulfonic lignin, chủ yếu dùng làm chất hút nước bê tông, chất hoạt tính cho
dịch đen gốc, chất đông cứng cát, chất dính, chất phân giải thuốc trừ sâu,
chất dung môi khoan dầu mỏ... Đây là một thiết kế công nghệ mang tính
khả thi, có thể giảm vốn đầu tư cho việc xử lý dịch đen.
Quan trọng hơn, với lưu trình hoàn thiện, không có nước thải thoát ra
(nước nóng thải có thể chuyển sang sử dụng ở công đoạn rửa tẩy), đây là
một công nghệ có khả năng giúp ngành giấy tiến một bước dài trong những
nỗ lực bảo vệ tài nguyên môi trường, nhất là tài nguyên nước.
3. Các biện pháp xử lý ô nhiễm không khí
Đối với công nghệ tái chế giấy ô nhiễm không khí không phải là vấn đề
nghiêm trọng tuy nhiên để sử lý triệt để vấn đề ô nhiễm môi trường chúng
ta cần thực hiện các biện pháp :
Trường đại học bách khoa hà nội
Viện khoa hoc và công nghệ môi trường
- giảm thiểu tiếng ồn cần thiết phải chỉnh và bảo dưỡng tốt các
chi tiết truyền động của các thiết bị( các máy xeo giấy,máy
nghiền…)
- Thiết kế lắp đặt các chụp hút khí tại các vị trí phát sinh chất ô nhiễm
độc hại, nâng chiều cao ống khói lò hơi…
4. Cách biện pháp xử lý ô nhiễm môi trường nước
i. xử lý thu hồi xơ sợi
Nước thải từ các cơ sở tái sinh giấy chứa nhiều xơ sợi và bột giấy có kích
thước nhỏ bị lọt qua nước xeo.chỉ cần tách tận thu xơ sợi này ngay cả tại
tùng cơ sở sản xuất trước khi nhập dòng thải chung để xử lý .để tách xơ sợi
và bột giấy trong nước thải có thể áp dụng các biện pháp sau:
a/ Xây dựng bể lắng : Đơn giản và hiệu quả nhất là xây dựng bể lắng
ngang định kỳ nạo vét tận thu lại lượng xơ sợi lắng ở dưới bể.lựa chọn
thiết kế điển hình bể lắng ngang chiều dài l= 18m,bề rộng b=3m,thời gian
lưu nước thải t= 1h,số ngăn bể lắng N= 1,chiều cao của bể H= 3.5 m.kết
quả là có thể tận thu được 50-60 % lượng bột giấy.
b/ Kết hợp bể lắng và lọc túi: cho dòng nước thải chảy vào túi lọc( bằng
vải hay bao tải xác rắn) và đặt nằn ngang ở ngay bể vào của các bể lắng.xơ
sợi và bột giấy mịn được giữ lại trong túi.khi một túi nào đó đã đầy xơ sợi
thì đóng cửa nước thải vào ngăn đó và thay bằng túi mới .xơ sợi trong túi
sau khi được tách nước sẽ tận thu đem trộn với nguyên liệu đầu ở bể ngâm
kiềm như vậy sẽ giảm được tiêu hao nguyên liệu giấy vụn và giảm chất ô
nhiễm trong dòng thải giảm nhẹ khâu xử lý phía sau.kết quả là 60-65%
lượng xơ sợi nhưng không thuận lợi trong khâu vận hành vì phải thay thế
túi lọc định kỳ và chọn loại giấy bọc phù hợp do bột giấy có thể chứa kiềm
và một số loại hóa chất tẩy…
c/ kết hợp tuyển nổi và lắng:đây là biện pháp tách xơ sợi trong nước thải
triệt để hơn.ở đầu bể lắng được bố trí bộ phận phân phối để cấp khí vào
nước thải có kích thước bột mịn( khoảng 0.2mm) xơ sợi và bọt khí sẽ bám
xung quanh các bọt khí và nổi lên trên bề mặt.trên bề mặt bể lắng có bố trí
bánh xe gạt xơ bột vào máng thu riêng.sau đó định kỳ đưa xơ tận thu về
trộn với nguyên liệu giấy vụn ở bể ngâm kiềm .
Trường đại học bách khoa hà nội
Viện khoa hoc và công nghệ môi trường
Sơ đồ xử lý nước thải của cơ sở giâý
5
1
2
3
4
1.bể lắng cát
4.hồ sinh học
2.bể điều hòa
5.ngăn thu hồi
3.bể tuyển nổi
d/ Phương pháp xử lý bằng hồ sinh học hiếu khí( có thông khí nhân
tạo)
Công nghệ xử lý nước thải trong quá trình sản xuất giấy thường được
chọn là phương pháp sử lý bùn hoạt tính kết hợp với hồ thông khí tức là
phương pháp sử lý hồ sinh học hiếu khí kết hợp với làm thoáng nhân tạovề
cơ bản cũng giống như quá trình sử lý trong bể aeroten nhưng không có
tuần hoàn bùn và thời gian lưu lượng lớn theo phương pháp này hồ ổn định
nước thải hiếu khí phải được thiết kế sao cho có điều kiện thoáng khí tốt
nhất từ bề mặt xuống đáy hồ.có thế tăng cường thoáng khí bằng các thiết
bị sục khí bề mặt,bố trí 1- 2 cách khuấy bề mặt đặt trên 3 phao nổi .thời
gian lưu trung bình khoảng 10 ngày thuy nhiên với ao tăng cường thoáng
khí thời gian có thể ngắn hơn.
Sơ Đồ
Hệ thống khí( bình
Lắng
Bước 1
Lắng cuối
cùng
thường hoặc tăng
cường bùn hoạt
hóa)
chắn rác
bùn xơ sợi
để tận thu
Bộ tiêu hủy
bùn
e/ phương pháp hấp thụ băng bentonit :
Đối với công nghệ tái sản xuất giấy có sử dụng phẩm màu hiệu quả của
quá trình làm sạch dòng thải bằng bentonit phụ thuộc vào thành phần của
nước thải. với mẫu chất thải có COD cao với độ màu cao thì lượng
bentonit thích hợp dao động trong khoảng 1,0-2,1 Kg/m 3 nước thải. sau
khi lọc hiệu quả sử lý đạt 96-98% và có thể thải trực tiếp vào nguồn thải
lượng bùn này có thể sử dụng trong nông nghiệp
Đặc điểm nổi bật trong phương pháp này là sử dụng bentonit là một chất
hấp thụ hữu cơ trong nước thải.Đây là nguyên liệu rất dễ kiếm, có nhiều
trong thiên nhiên, giá thành rẻ và rất phù hợp với điều kiện kinh tế.
Trường đại học bách khoa hà nội
Viện khoa hoc và công nghệ môi trường
Nước thải
Thiết bị hấp thụ
màu
betonit
Khuấy trộn 20 phút
Lọc
bentonit
Lắng 30-60 phút
Thải ra nguồn
6
3
7
Nước thải
5
2
Tải về để xem bản đầy đủ
34 trang
07/10/2024
100
Bạn đang xem 30 trang mẫu của tài liệu "Đề tài Công nghệ sản xuất giấy tái chế", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.
File đính kèm:
- de_tai_cong_nghe_san_xuat_giay_tai_che.pdf
