Luận văn Nghiên cứu thiết bị và công nghệ tái chế chất thải rắn trong công nghệ sản xuất giấy (Phần 1)

Nội dung text: Luận văn Nghiên cứu thiết bị và công nghệ tái chế chất thải rắn trong công nghệ sản xuất giấy (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN VĂN MINH NGHIÊN CỨU THIẾT BỊ VÀ CÔNG NGHỆ TÁI CHẾ CHẤT THẢI RẮN TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GIẤY NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - 60520103 S K C0 0 4 4 4 8 Tp. Hồ Chí Minh, năm 2014
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN VĂN MINH NGHIÊN CỨU THIẾT BỊ VÀ CÔNG NGHỆ TÁI CHẾ CHẤT THẢI RẮN TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GIẤY NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - 60520103 Tp. Hồ Chí Minh, năm 2014
3. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN VĂN MINH NGHIÊN CỨU THIẾT BỊ VÀ CÔNG NGHỆ TÁI CHẾ CHẤT THẢI RẮN TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GIẤY NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - 60520103 Hướng dẫn khoa học: PGS. TS LÊ HIẾU GIANG ThS. GVC DƯƠNG VĂN LINH Tp. Hồ Chí Minh, năm 2014
4. LÝ LỊCH KHOA HỌC I. LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ & tên: NGUYỄN VĂN MINH Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 1984 Nơi sinh: Ninh Bình Quê quán: Gia Thủy – Nho Quan – Ninh Bình Dân tộc: Kinh Chức vụ, đơn vị công tác trƣớc khi học tập, nghiên cứu: Giảng viên khoa cơ khí chế tạo máy trƣờng đại học Sƣ Phạm Kỹ Thuật thành phố Hồ Chí Minh Địa chỉ liên lạc: Gia Thủy – Nho Quan – Ninh Bình Điện thoại cơ quan: Điện thoại riêng: 0976.300.730 E-mail: minhngvan@hcmute.edu.vn II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: 2. Đại học: Hệ đào tạo: Chính Quy Thời gian đào tạo từ 2004 đến 2009 Nơi học: Trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM Ngành học: Cơ khí Chế Tạo Máy Tên luận án tốt nghiệp: thiết kế chế tạo máy bế vỏ hộp giấy Bảo vệ luận án tốt nghiệp: Năm 2009 Ngƣời hƣớng dẫn: Ths.GVC Dƣơng Văn Linh 3. Thạc sĩ: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 2012 đến 2014 Nơi học (trƣờng, thành phố): Trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM Ngành học: Kỹ thuật Cơ khí Tên luận văn: “Nghiên cứu thiết bị và công nghệ tái chế chất thải rắn trong công nghệ sản xuất giấy”. Ngày & nơi bảo vệ luận văn: 11 / 10 /2014. Trƣờng ĐHSPKT.TpHCM Ngƣời hƣớng dẫn: PGS.TS. Lê Hiếu Giang , Ths.GVC Dƣơng Văn Linh 4. Tiến sĩ: Hệ đào tạo: Thời gian đào tạo từ / đến / Tại (trƣờng, viện, nƣớc): Tên luận án: Ngƣời hƣớng dẫn: 5. Trình độ ngoại ngữ: Tiếng Anh, B1 (khung Châu Âu) I
5. 6. Học vị, học hàm, chức vụ kỹ thuật đƣợc chính thức cấp; số bằng, ngày & nơi cấp: III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm Từ 02/2009- 09/2009 Công Ty Nidec Copal Việt Nam supevisor Công ty TNHH Giấy Hƣng 10/2009- 4/2011 Phó trƣởng phòng kỹ thuật Thịnh Đại học Sƣ Phạm Kỹ Thuật 5/2011 - nay Giảng viên thành phố Hồ Chí Minh IV. CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ: Ngày 11 tháng10 năm 2014 XÁC NHẬN CỦA CƠ QUAN CỬ ĐI HỌC Ngƣời khai ký tên II
6. LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 11. tháng 10 năm 2014 (Ký tên và ghi rõ họ tên) Nguyễn Văn Minh „ III
7. LỜI CẢM ƠN Trong thời gian thực hiện luận văn “Nghiên cứu thiết bị và công nghệ tái chế chất thải rắn trong công nghệ sản xuất giấy”, tôi đã nhận đƣợc rất nhiều sự giúp đỡ của quý thầy, cô các chuyên gia, các công ty, bạn bè và gia đình. Vậy nay tôi: Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy PGS. TS. Lê Hiếu Giang , Ths.GVC Dƣơng Văn Linh đã dành nhiều thời gian, tâm huyết truyền đạt những kiến thức khoa học quý báu, hƣớng dẫn, định hƣớng, động viên tôi trong quá trình thực hiện luận văn. Xin chân thành cảm ban giám đốc công ty TNHH Giấy Hƣng Thịnh đã tạo điều kiện và giúp đỡ tôi đƣợc tiếp cận nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất giấy cũng nhƣ hệ thống máy sản xuất giấy trong công ty Xin cảm ơn chú Nguyễn Văn Tánh - quản đốc chi nhánh Nam Tân Uyên công ty TNHH Giấy Hƣng Thịnh đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình làm luận văn. Xin cảm ơn quý thầy, cô Trƣờng ĐHSPKT TP. HCM đã tận tình giảng dạy, truyền đạt những kiến thức nền tảng, chuyên môn cho tôi trong thời gian tôi học tập tại trƣờng. Xin gửi lời cảm ơn đến Ban Giám Hiệu, trƣờng ĐHSPKT TP. HCM, các đồng nghiệp ở các trƣờng bạn, bạn bè đã tạo điều kiện, giúp đỡ, động viên giúp tôi hoàn thành khóa học của mình. Xin cảm ơn gia đình đã luôn động viên và giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn. Xin chân thành cảm ơn IV
8. TÓM TẮT Đề tài nghiên cứu và tiến hành các thí nghiệm cần thiết và sản xuất thử sản phẩm gạch không nung với nguyên liệu chính là chất thải rắn của công nghệ sản xuất giấy và kiểm định chất lƣợng sản phẩm và so sánh với chất lƣợng của gạch không nung hiện sử dụng trên thị trƣờng đồng thời cũng nghiên cứu và thiết kế thiết bị phục vụ cho việc sản xuất sản phẩm nhằm mục đích sớm đƣa sản phẩm ra thị trƣờng nhằm đáp ứng nhu cầu và tạo hƣớng đi cho các công ty sản xuất giấ bởi vì chất thải rắn trong sản xuất giấy hiện nay đang là vấn đề nổi cộm mà các nhà máy sản xuất giấy đang gặp phải vì vấn đề ô nhiễm môi trƣờng và kinh tế . Xử lý chất thải rắn trong công nghệ sản xuất giấy hiện nay chủ yếu vẫn dựa vào các phƣơng pháp cũ nhƣ chôn lấp , đốt gây ô nhiễm môi trƣờng và không tận dụng đƣợc nguồn nguyên liệu chất thải này gây lãng phí nguyên liệu vì thế vấn đề nghiên cứu phát triển sản phẩm dựa vào nguồn nguyên liệu là chất thải rắn có một vai trò quan trọng và đƣợc quan tâm đặc biệt để có thể giải quyết đƣợc bài toán về môi trƣờng và kinh tế. SUMMARY Research projects and conduct the necessary tests and trial production of unbaked bricks with the main raw material is waste of paper manufacturing technology and quality control of products and compare with the quality of the tile unburned currently used in the market and also research and design facilities for the production of products for the purpose of quickly bringing products to market to meet demand and make way for the company export prices because of solid waste in paper production is now emerging issues that the paper factory are facing problems because of environmental pollution and economic. Solid waste treatment technologies in today's paper production mainly based on the old methods such as landfills, burning polluted the environment and do not take advantage of this waste materials, waste materials for research problems that develop products based on raw materials as solid waste has a significant role and is of particular interest to solve the problem of the environment and the economic. V
9. Mục lục LÝ LỊCH KHOA HỌC I Mục lục VI Danh Mục Hình Ảnh VIII CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1 1.1 Chất thải rắn trong công nghệ sản xuất giấy. 1 1.2 Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu. 4 1.3 Các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nƣớc đã công bố 7 1.3.1 Ngoài nƣớc 7 1.3.2 Trong Nƣớc 8 1.3.3 Nghiên cứu quy trình tái chế chất thải rắn trong công nghệ giấy 11 1.4 Tính cấp thiết của đề tài 11 1.5 Mục đích của đề tài 12 1.6 Mục tiêu nghiên cứu hiện nay. 12 1.7 Phƣơng Pháp Nghiên Cứu. 12 CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI 13 2.1 Quy trình sản xuất giấy tái chế 13 2.1.1 Sản Xuất Giấy : 13 2.1.2 Sản xuất giấy từ giấy phế thải ( tái chế giấy ) của công ty TNHH Giấy Hƣng Thịnh. 14 2.2 Sản xuất gạch không nung 26 2.2.1 Gạch không nung 26 2.2.2 Các Loại Gạch Không Nung. 30 2.2.3 Nguyên vật liệu để sản xuất gạch không nung hiện nay 32 2.3 Thiết bị sản xuất gạch không nung 44 2.3.1 Máy trộn nguyên vật liệu 44 2.3.2 Máy trộn theo phƣơng pháp vật liệu rơi tự do 45 2.3.3 Máy trộn cƣỡng bức 45 2.4 Các phƣơng pháp tạo hình trong sản xuất gạch 47 2.4.1 Các phƣơng pháp tạo hình bằng chấn động 47 2.4.2 Máy rung ép tạo hình viên gạch từ chất thải rắn 50 CHƢƠNG 3: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG TỪ CHẤT THẢI RẮN. 52 3.1 Quy trình công nghệ sản xuất gạch không nung từ chất thải giấy 52 VI
10. 3.2 Thí nghiệm các mẫu gạch và kiểm nghiệm mẫu. 55 3.2.1 Mục đích của thí nghiệm 55 3.2.2 Máy móc thiết bị dùng kiểm định mẫu gạch 55 3.3 So sánh kết quả đạt đƣợc với các loại gạch tiêu chuẩn hiện nay 63 3.3.1 So sánh với gạch đặc đất sét nung. 63 3.3.2 So sánh kết quả với gạch rỗng đất sét nung. 65 3.3.3 So sánh kết quả với gạch block bê tông nhẹ 67 3.3.4 Biểu đồ mẫu thí nghiệm đạt đƣợc 68 CHƢƠNG 4: THIẾT KẾ THIẾT BỊ TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG TỪ CHẤT THẢI GIẤY 72 4.1 Các thiết bị chính của quy trình sản xuất 72 4.2 Máy trộn cƣỡng bức hai trục nằm ngang cánh xoắn. 72 4.2.1 Các thông số thiết kê của máy trộn cƣỡng bức cánh xoắn đứt 72 4.2.2 Các bộ phận chính của máy trộn 74 4.3 Máy Ép Rung Tạo Gạch 78 4.3.1 Các thông số thiết kế của máy ép rung tạo gạch 78 4.3.2 Các bộ phận chính của máy ép 78 4.4 Kết quả nghiên cứu thiết bị tái chế chất thải rắn 84 4.4.1 Máy 1 : máy trộn cƣỡng bức hai trục nằm ngang 84 4.4.2 Máy 2 : Máy ép rung tạo gạch 88 CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ 91 Tài Liệu Tham Khảo. 93 VII
11. Danh Mục Hình Ảnh Hình 1-1 : Tuyển nổi khử mực 1 Hình 1-2 : Daf xử lý chất thải 2 Hình 1-3 : Máy xeo nguội tách chất thải 2 Hình 1-4 : Kết quả phân tích kim loại nặng trong chất thải rắn. 4 Hình 1-5 : Chất thải trong ngành giấy 6 Hình 1-6: Gạch đƣợc làm từ thành phần giấy 7 Hình 1-7: Sản phẩm gạch đƣợc làm từ phế thải giấy 8 Hình 1-8: Dây chuyền tái chế vỏ hộp sữa đầu tiên tại Việt Nam 9 Hình 1-9: Gạch không nung làm từ phế phẩm nông nghiệp 10 Hình 2-1: Sơ đồ sản xuất giấy công ty TNHH Giấy Hƣng Thịnh 15 Hình 2-2: Thủy lực nồng độ cao 16 Hình 2-3: Tuyển nổi khử mực 17 Hình 2-4: Giấy sau khi sấy 24 Hình 2-5 : Quy trình tách chất thải rắn. 25 Hình 2-6 : Gạch xi măng cốt liệu. 30 Hình 2-7 : Gạch papanh 31 Hình 2-8 : Gạch bê tông chƣng áp 32 Hình 2-9 : Sản phẩm gạch không nung sản xuất từ rác thải sinh hoạt 33 Hình 2-10 : Sản xuất gạch bê tông khí trƣng áp 44 Hình 2-11 : Máy trộn bê tông dạng vật liệu rơi tự do 45 Hình 2-12 : Máy trộn cƣỡng bức 46 Hình 2-13 : Tỷ số giữa tần số và biên độ dao động 48 Hình 2-14 : Ảnh hƣởng của thời gian chấn động đến cƣờng độ nén 50 Hình 2-15 : Cơ cấu tạo lực rung có hƣớng thẳng đứng 51 Hình 3-1 : Quy trình 1 sản xuất gạch 53 Hình 3-2 : Quy trình 2 sản xuất gạch 54 Hình 3-3: Máy ép hiển thị số 56 Hình 3-4 : Mẫu gạch số 1 56 Hình 3-5 : Kết tủa của lignin màu đen 57 Hình 3-6: Mẫu thí nghiệm 2 57 Hình 3-7 : Mẫu thí nghiệm 3 58 Hình 3-8 : Mẫu thí nghiệm 4 58 Hình 3-9 : Mẫu thí nghiệm 5 59 VIII
12. Hình 3-10 : Mẫu thí nghiệm 6 59 Hình 3-11 : Mẫu thí nghiệm 7 60 Hình 3-12 : Mẫu thí nghiệm 8 60 Hình 3-13 : Mẫu thí nghiệm 9 61 Hình 3-14 : Mẫu thí nghiệm 10 61 Hình 3-15 : Mẫu thí nghiệm 11 62 Hình 3-16 : Biểu đồ cƣờng độ nén gạch đất sét nung 63 Hình 3-17 : Biểu đồ độ hút nƣớc gạch đất sét nung 64 Hình 3-18 : Biểu đồ khối lƣợng/ thể tích gạch đất sét nung 64 Hình 3-19 : Biểu đồ khối lƣợng/ thể tích gạch đất sét nung 65 Hình 3-20 : Biểu đồ độ hút nƣớc gạch rỗng đất sét nung 66 Hình 3-21 : Biểu đồ khối lƣợng/ thể tích max của gạch rỗng đất sét nung 66 Hình 3-22 : Biểu đồ cƣờng độ nén gạch block nhẹ 67 Hình 3-23 : Biểu đồ khối lƣợng/thể tích gạch block nhẹ 68 Hình 3-24 : Biểu đồ cƣờng độ nén của mẫu thí nghiệm 68 Hình 3-25 : Biểu đồ độ hút nƣớc mẫu thí nghiệm 69 Hình 3-26 : Biểu đồ khối lƣợng/ thể tích mẫu thí nghiệm 69 Hình 3-27 : Quy trình công nghệ sản xuất gạch 71 Hình 4-1 : Bản vẽ máy trộn hai trục cƣỡng bức 74 Hình 4-2 : Khung và thùng máy trộn 75 Hình 4-3 : Thùng trộn của máy trộn 75 Hình 4-4 : Hộp giảm tốc 77 Hình 4-5 : Trục giảm tốc và hộp giảm tốc máy trộn 77 Hình 4-6 : Trục máy trộn và cánh máy trộn 78 Hình 4-7 : Sơ đồ mạch thủy lực máy ép 79 Hình 4-8 : Sơ đồ nguyên lý của máy ép giai đoạn 1 80 Hình 4-9 : Sơ đồ nguyên lý máy ép giai đoạn 2 80 Hình 4-10 : Sơ đồ các thân máy ép thủy lực 81 Hình 4-11 : Cơ cấu rung trong máy ép 84 Hình 4-12 : Bản vẽ máy trộn 85 Hình 4-13 : Bản vẽ thùng trộn 85 Hình 4-14 : Bản vẽ nắp thùng trộn 86 Hình 4-15 : Bản vẽ hộp giảm tốc 86 Hình 4-16 : Bản vẽ cánh trộn 87 IX
13. Hình 4-17 : Bản vẽ máy trộn hai trục nằm ngang 87 Hình 4-18 : Bản vẽ máy ép 88 Hình 4-19 : Bản vẽ khung máy ép 89 Hình 4-20 : Bản vẽ bàn rung trên 89 Hình 4-21 : Bản vẽ bàn rung dƣới 90 Hình 4-22 : Bản vẽ máy ép gạch thủy lực 90 X
14. CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Chất thải rắn trong công nghệ sản xuất giấy. Chất thải trong công nghệ sản xuất giấy đƣợc sinh ra từ hầu hết các khâu trong sản xuất giấy , công đoạn sản sinh ra chất thải nhiều nhất là tại khâu khử mực ( sử dụng công nghệ tuyển nổi ) để làm sạch mực in và các tạp chất có trong giấy để đảm bảo chất lƣợng giấy đƣợc sạch và không có tạp chất Hình 1-1 : Tuyển nổi khử mực Tại tuyển nổi chất thải còn lại lẫn với bột giấy đƣợc tuần hoàn liên tục trong tuyển nổi vì thế tại khâu này hầu hết chất thải sẽ đƣợc xử lý . Tuy nhiên tùy thuộc vào các công thức giấy mà công ty sản xuất ( tỷ lệ các loại giấy pha trộn với nhau ) mà chất thải của giấy sẽ có sự khác nhau , và để khắc phục vấn đề này hầu hết các công ty sử dụng bể thu gom chất thải tập trung với khối lƣợng lớn và tập trung chất thải về bể và xử lý từ từ vì thế tỷ lệ các loại chất trong chất thải tƣơng đối ổn định và không biến động quá nhiều Chất thải sau khi về bể thu gom thƣờng đƣợc xử lý bằng các bể lắng để tách nƣớc còn phần chất thải sẽ đƣợc đƣa về daf xử lý chất thải 1
15. Hình 1-2 : Daf xử lý chất thải Tại công đoạn này chất thải sẽ đƣợc trộn với hóa chất Cation để làm keo tụ chất thải và sau đó chất thải sẽ nổi lên bề mặt và đƣợc gàu múc tách khỏi daf và đƣa về bể tập trung sau đó dùng xeo nguội để ép làm khô chất thải và đƣa ra bãi tập trung Hình 1-3 : Máy xeo nguội tách chất thải 2
16. Do có quy trình xử lý chất thải khép kín và tập trung nên lƣợng chất thải và thành phần chất thải của công ty TNHH Giấy Hƣng Thịnh tƣơng đối ổn định và đồng đều. [15]  Hàm lƣợng các chất độc tố có trong chất thải rắn Để thực hiện quá trình nghiên cứu, thí nghiệm nhằm tái sử dụng chất thải rắn trong cộng nghệ sản xuất giấy sử dụng nguyên liệu từ giấy phế thải;đề tài nghiên cứu đã sử dụng hơn 300kg chất thải rắn ở dạng dẻo và khô của Công ty TNHH giấy Hƣng Thịnh. Để có thể tái chế chất thải rắn, việc đầu tiên là xác định trong chất thải rắn ở dạng dẻo có những thành phần gây hại tới môi trƣờng cũng nhƣ nồng độ của chúng. Để thực hiện việc này tôi đã gửi mẫu chất thải rắn tới Trung tâm Kỹ thuật và Công nghệ môi trƣờng của trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh do Sở Khoa học và Công nghệ Tp. Hồ Chí Minh cấp phép. Phân tích xét nghiệm đo mẫu và xét nghiệm các thành phần kim loại nặng có trong chất thải rắn. Kết quả phân tích của Trung tâm nhƣ sau: Bảng 1 – 1: Kết quả phân tích đo mẫu TT Chỉ tiêu Mẫu 1 Mẫu 2 Trung bình 01 Độ pH 7,87 8,31 8,09 02 % lƣợng mất khi nung 72% 82% 77% Bảng 1 – 2: Kết quả phân tích các thành phần kim loại nặng trong chất thải rắn TT Chỉ tiêu Đợn vị Phƣơng pháp đo đạc/ phân tích Kết quả tính 01 Hàm lƣợng Pb mg/lít Phƣơng pháp cực phổ và Von - Ampe 0,045 02 Hàm lƣợng Cu mg/lít Phƣơng pháp cực phổ và Von - Ampe 0,013 03 Hàm lƣợng Zn mg/lít Phƣơng pháp cực phổ và Von - Ampe 0,016 04 Hàm lƣợng Cd mg/lít Phƣơng pháp cực phổ và Von - Ampe 0,005 05 Hàm lƣợng Ni mg/lít Phƣơng pháp cực phổ và Von - Ampe KPH 3
17. 06 Hàm lƣợng Mn mg/lít Phƣơng pháp cực phổ và Von - Ampe KPH 07 Hàm lƣợng As mg/lít Phƣơng pháp cực phổ và Von - Ampe KPH 08 Hàm lƣợng Hg mg/lít Phƣơng pháp cực phổ và Von - Ampe KPH Hình 1-4 : Kết quả phân tích kim loại nặng trong chất thải rắn. Dựa vào kết quả phân tích nhận thấy thành phần chất gây hại trong chất thải rắn rất nhỏ không gây hại đến sức khỏe con ngƣời hay gây ô nhiễm môi trƣờng nên có thể sử dụng để làm nguyên liệu cho sản xuất. [12] 1.2 Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu. Lĩnh vực nghiên cứu là lĩnh vực sản xuất giấy và bột giấy theo Hiệp hội Giấy và Bột giấy Việt Nam. hiện cả nƣớc có 500 doanh nghiệp hoạt động trong ngành giấy, với tổng năng lực sản xuất 2,075 triệu tấn giấy và 437.600 tấn bột giấy mỗi năm. Công suất bột giấy mới chỉ đạt khoảng 21,8%, sản xuất bột giấy mới đáp ứng đƣợc 37% nhu cầu, số bột giấy còn lại đƣợc đảm bảo bởi bột giấy nhập khẩu, Năm 2011, cả nƣớc đã nhập khẩu 132.000 tấn bột giấy, tăng 24% so với năm trƣớc đó. Tổng lƣợng bột giấy sản xuất ở nội địa 353.500 tấn, tăng 2,2%. Nhập khẩu giấy thu hồi 385,568 tấn, tăng 4
18. mạnh 42.9%, trong khi cả nƣớc có khoảng 883,626 tấn, tăng 20.4%. Việt Nam đã sản xuất tổng lƣợng giấy và ván là 1.513 triệu tấn trong năm 2011, tăng 16.5%, nhƣng cũng nhập khẩu gần 1.190 triệu tấn giấy và ván, tăng 3.4%. Theo thống kê của Tổng cục Hải quan, 5 tháng đầu năm 2012 cả nƣớc nhập khẩu 478.803 tấn giấy các loại, trị giá 460,84 triệu USD (tăng 10,8% về lƣợng và tăng 5,4% về kim ngạch so với 5 tháng đầu năm 2011). Trong 5-10 năm tới, Việt Nam vẫn còn phải phụ thuộc vào lƣợng giấy nhập khẩu khá lớn nhƣ giấy bao bì, giấy làm hộp cao cấp, giấy trang trí, ngay nhƣ giấy báo cũng phải nhập khẩu đến 80% nhu cầu. Hiện cả nƣớc còn khoảng 35% doanh nghiệp sản xuất giấy nhỏ lẻ, công nghệ lạc hậu, tiêu hao nhiều năng lƣợng và nƣớc, gây ô nhiễm môi trƣờng. Số doanh nghiệp có quy mô sản xuất lớn rất ít nhƣ Giấy Sài Gòn, An Bình, Chánh Dƣơng, Việt Trì, Tân Mai, Bãi Bằng [1] Việt Nam hiện nay có tốc độ tăng trƣởng hàng năm vào khoảng 15-16%. Giấy đã qua sử dụng hiện là nguyên liệu chính để sản xuất, chiếm tới 70% tổng số nguyên liệu đƣa vào sử dụng để sản xuất giấy. Điều này cho thấy, giấy đã qua sử dụng là nguyên liệu chính và quan trọng hơn cả bột giấy đƣợc sản xuất từ gỗ. Song, hiện ở nƣớc ta, tỉ lệ thu gom và tận dụng nguồn nguyên liệu này còn rất hạn chế, hiện Việt Nam chƣa có chiến lƣợc cụ thể về thu hồi giấy loại. Ƣớc tính, hiện trên cả nƣớc chỉ có khoảng 7% là giấy thu hồi và Việt Nam bị xếp vào danh sách các nƣớc thu hồi, tái chế giấy thấp nhất thế giới. Bình thƣờng, giấy có thể sử dụng và tái chế lại khoảng 6 lần. Việc tái chế giấy giúp giảm khí thải độc hại ra môi trƣờng, tránh phải chặt cây, chi phí chôn lấp [17] Nguồn nguyên liệu chủ yếu hiện nay là các dạng giấy đã qua sử dụng và một phần nguyên liệu giấy đƣợc chế tạo từ nguyên liệu truyền thống (cây gỗ mềm lá kim, gỗ cứng lá rộng, tre, nứa, đay, rơm, , thân bắp, bã mía ) . Xu hƣớng sử dụng giấy tái chế (giấy đã qua sử dụng ) đang rất phổ biến và là xu hƣớng trong tƣơng lai giấy sau khi sản xuất có thể tái chế đƣợc khoảng từ 6 lần trên thế giới việc sử dụng giấy tái chế làm nguyên liệu là rất phổ biến ở Đức sử dụng giấy phế thải làm nguyên liệu sản xuất giấy và bột giấy chiếm từ 50 – 65%; ở Thái Lan, giấy đã qua sử dụng chiếm 65%; còn ở Việt Nam hiện nay, việc sử dụng giấy đã qua sử dụng làm nguyên liệu sản xuất giấy mới chiếm từ 25 – 30%. Năm 2009, ngành giấy đƣa vào vân hành 5 dây chuyền sản xuất mới với tổng công suất 190.000 tấn bột giấy/năm từ giấy phế thải Tuy nhiên trong quá trình sản xuất để có thể tái sử dụng đƣợc nguồn nguyên liệu đã qua sử dụng các công ty sản xuất bắt buộc phải sử dụng các công nghệ nhƣ 5
19. thủy lực nồng độ cao , máy rửa lƣới , sàng áp lực ,tuyển nổi để nghiền giấy , tẩy mực trong các quá trình này thải ra nhiều chất thải và nƣớc thải của ngành giấy (chất thải chủ yếu là bột đá đã đƣợc trộn vào trong quá trình sản xuất giấy trƣớc đó và một số kim loại có thành phần trong mực in và các loại bùn thải ) Lƣợng nƣớc thải ra đối với một nhà máy có công suất khoảng 30 tấn / ngày nhƣ của công ty TNHH Giấy Hƣng Thịnh tại Tân Uyên – Bình Dƣơng khoảng 500 mét khối một ngày đêm đây cũng là một vấn đề gây khó khăn rất lớn cho các doanh nghiệp hiện nay về vấn đề xử lý nƣớc thải. [15] Lƣợng bùn thải và bột đá cũng nhƣ các thành phần kim loại có trong giấy chiếm khoảng 10% đến 15% trong giấy nguyên liệu sở dĩ phải thêm thành phần bột đá trong giấy để bảo đảm chất lƣợng giấy trong quá trình in ấn, vì thế trong quá trình tái chế giấy đã thải ra các loại chất thải ngành giấy. Hình 1-5 : Chất thải trong ngành giấy Một nhà máy sản xuất giấy với quy mô vừa, một ngày thải ra khoảng 10 đến 12 tấn chất thải rắn dạng ẩm uớt tƣơng đƣơng khoảng 3 đến 4 tấn khô , khối lƣợng này đang tạo ra một áp lực rất lớn cho các doanh nghiệp sản xuất giấy trong việc tìm ra các giải pháp cho việc xử lý chất thải rắn. Một trong các giải pháp mà các nhà máy sản xuất giấy hiện đang áp dụng là tăng nguyên liệu sản xuất giấy từ giấy phế thải nhằm giảm lƣợng thải ra môi trƣờng. Song song với việc sử dụng giấy phế thải các nhà máy còn sử dụng tuần hoàn nƣớc thải để thu hồi hóa chất, lắng đọng và tuyển nổi để khử mực và thu hồi tiếp xơ sợi ngắn để sản xuất giấy có chất lƣợng thấp. Nhìn chung, đa số các nhà máy sản xuất giấy chƣa có giải pháp xử lý triệt để chất thải rắn mà chủ yếu sử 6
20. dụng giải pháp tạm thời là chôn lấp với chi cho bên môi trƣờng khoảng 2.500đ/kg chất thải rắn để xử lý bằng phƣơng pháp chôn lấp .[15] Đối với các nƣớc phát triển, để xử lý chất thải rắn (hay còn gọi là bùn đá) có đƣa ra một số giải pháp xử lý nhƣ: - Sử dụng làm nhiên liệu cho nồi hơi đốt bằng than với tỷ lệ 5% chất thải rắn trộn trong than; đây là giải pháp lâu dài và có thể sử dụng tro đốt này vào việc sản xuất gạch không nung. - Sử dụng làm nhiên liệu cho lò cao trong sản xuất xi măng với tỷ lệ rất nhỏ; cần phải sấy khô trƣớc khi sử dụng do độ ẩm của chất thải rắn cao. - Chôn lấp, giải pháp này cần phải thêm đất vào và chi phí cho chôn lấp cao 100USA/tấn; giải pháp này về lâu dài vẫn làm mất cân bằng sinh thái cho môi trƣờng. - Lắp đặt loại máy mới có thể tái sử dụng chất thải rắn để sản xuất giấy có chất lƣợng thấp với tỷ lệ khoảng 30% chất thải và 70% bột giấy.giải pháp này về lâu dài cũng không đƣợc - Kết hợp các giải pháp trên với sử dụng giấy phế thải để giảm lƣợng thải rắn với tỷ lệ khoảng 4%/ tấn giấy. 1.3 Các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nƣớc đã công bố 1.3.1 Ngoài nƣớc  Chế tạo gạch từ giấy thải. Giấy cũ đã đƣợc sử dụng để sản xuất xốp và pin. Mới đây các nhà khoa học của Đại học Jaen tại Tây Ban Nha đã chế tạo giấy thải thành gạch. Họ thu thập giấy vụn, mùn cƣa và các dạng tạp chất khác mà một nhà máy sản xuất giấy thải ra rồi trộn chúng với đất sét và cho vào máy ép để tạo khuôn, Hình 1-6: Gạch đƣợc làm từ thành phần giấy 7
21. Nhóm nghiên cứu cũng cho loại gạch giấy của họ vào lò để nung. Tuy nhiên, họ khẳng định thời gian nung ngắn hơn rất nhiều so với gạch đƣợc làm từ đất do chúng chứa giấy. Đƣơng nhiên, thời gian nung càng ngắn thì chi phí dành cho năng lƣợng (than, điện, củi) càng thấp và thời gian sản xuất càng giảm. Hình 1-7: Sản phẩm gạch đƣợc làm từ phế thải giấy Nếu gạch từ giấy phế thải đƣợc sản xuất với quy mô lớn, chi phí năng lƣợng và chi phí sản xuất sẽ giảm rất mạnh. Ngoài ra, gạch giấy cũng có khả năng giữ nhiệt và cách âm tốt hơn so với gạch thƣờng", nhóm nghiên cứu khẳng định. Điểm yếu lớn nhất của gạch giấy là chúng không cứng và chịu lực tốt nhƣ gạch thƣờng, dù độ cứng của chúng đạt tiêu chuẩn quốc tế. Vì thế nhóm nghiên cứu đang tiếp tục tìm tòi biện pháp để nâng độ cứng của gạch giấy trƣớc khi biến chúng thành sản phẩm thƣơng mại. Một trong những giải pháp mà họ nghĩ tới là thêm chất thải của bia, xăng sinh học và một số loại chất thải hữu cơ khác vào gạch. [17] Theo công trình nghiên cứu đã đƣa ra đƣợc hƣớng mới cho việc xử lý giấy thải và chất thải của ngành giấy tuy nhiên lƣợng chất thải hay bùn thải mới chỉ chiếm tỷ lệ nhỏ trong sản phẩm và chƣa xử lý tốt đƣợc nguồn chất thải của sản phẩm giấy . 1.3.2 Trong Nƣớc  Dây chuyền tái chế vỏ hộp sữa có công suất 50 tấn/ngày tại Công ty Giấy & Bao Bì Đồng Tiến, tỉnh Bình Dƣơng. Dây chuyền tái chế hoàn chỉnh bao gồm 2 thủy lực đặc biệt có tổng công suất 50 tấn, thu hồi bột giấy để sản xuất giấy bề mặt cao cấp cho thùng carton. Ngoài ra, nhôm/nhựa tách ra từ bột giấy sẽ đƣợc sản xuất thành mái lợp cho nhà dân, nhà máy, chuồng trại chăn nuôi. Dây chuyền sản xuất mái lợp có khả năng sản xuất 500 tấm/ngày, 12.000 tấm/tháng. 8
22. S K L 0 0 2 1 5 4