›
›

Tài liệu Sản xuất sạch hơn

pdf 96 trang phuongnguyen 5190
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Tài liệu Sản xuất sạch hơn", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdftai_lieu_san_xuat_sach_hon.pdf

Nội dung text: Tài liệu Sản xuất sạch hơn

  1. Tài liệu SẢN XUẤT SẠCH HƠN
  2. 1 Chương 1 MỞ ĐẦU 1.1. Sự hình thành và phát triển của ý tưởng sản xuất sạch hơn Thực tế cho thấy các quá trình sản xuất công nghiệp luôn gây ra ô nhiễm môi trường do khí thải, nước thải và chất thải rắn: Khí thải (Emisions) Nguyên liệu (Raw materials) Quá trình Nước sản xuất Sản phẩm (Process) (Products) Năng lượng (Energy) Chất thải rắn Nước thải (Solidwaste) (Wastewater) Hình 1.1. Sơ đồ tổng quát một quá trình sản xuất công nghiệp - Trong vòng hơn 40 năm qua, các cách thức ứng phó với sự ô nhiễm công nghiệp gây nên suy thoái môi trường thay đổi theo thời gian: 1. Phớt lờ ô nhiễm (Ignorance of pollution) Không quan tâm đến ô nhiễm do hậu quả do ô nhiễm gây ra chưa thực sự nghiêm trọng, mức độ phát triển của các ngành công nghiệp còn nhỏ lẽ. 2. Pha loãng và phát tán (Dilute and disperse): Pha loãng: dùng nước nguồn để pha loãng nước thải trước khi đổ vào nguồn nhận. Phát tán: nâng chiều cao ống khói để phát tán khí thải. VD: một nhà máy sản xuất bia 1 ngày thải ra 50 m3 nước thải. COD của nước thải là 1000mg/l. Để đáp ứng tiêu chuẩn cho phép ở Việt Nam đối với COD của nước thải công nghiệp loại B (nhỏ hoặc bằng 100 mg/l), nhà máy pha loãng 1 m3 nước thải với 9 m3 nước. Tuy nhiên, đối với pha loãng và phát tán thì tổng lượng chất thải đưa vào môi trường là không đổi. Thủy quyển và khí quyển không phải là một bãi rác cho mọi chất thải: các kim loại nặng, PCB (polychlorinated biphenyls: bền và độc hại có trong biến thế, tụ điện ) đã tuần hoàn và tích lũy trong trầm tích, sinh khối. 3. Xử lý cuối đường ống (EOP = end-of-pipe treatment) Lắp đặt các hệ thống xử lý nước thải, khí thải ở cuối dòng thải để phân hủy hay làm giảm nồng độ các chất ô nhiễm nhằm đáp ứng yêu cầu bắt buộc trước khi thải vào môi trường. Phương
  3. 2 pháp này phổ biến vào những năm 1970 ở các nước công nghiệp để kiểm soát ô nhiễm công nghiệp. Tuy nhiên, xử lý cuối đường ống thường nảy sinh các vấn đề như: - Gây nên sự chậm trễ trong việc tìm ra giải pháp xử lý; - Không thể áp dụng với các trường hợp có nguồn thải phân tán như nông nghiệp; - Đôi khi sản phẩm phụ sinh ra khi xử lý lại là các tác nhân ô nhiễm thứ cấp; - Chi phí đầu tư và sản xuất sẽ tăng thêm do chi phí xử lý. 4. Phòng ngừa phát sinh chất thải (Waste prevention) Ngăn chặn phát sinh chất thải ngay tại nguồn nguồn bằng cách sử dụng năng lượng và nguyên vật liệu 1 cách có hiệu quả nhất, nghĩa là có thêm một tỷ lệ nguyên vật liệu nữa được chuyển vào thành phẩm thay vì phải loại bỏ. Tiếp cận này bắt đầu xuất hiện từ những năm 1980 với những cách gọi khác nhau như "phòng ngừa ô nhiễm" (pollution prevention), "giảm thiểu chất thải" (waste minimization). Ngày nay, thuật ngữ "sản xuất sạch hơn" (SXSH) được sử dụng phổ biến trên thế giới để chỉ cách tiếp cận này, mặc dù các thuật ngữ tương đương vẫn còn ưa thích vài nơi. Trước đây, lối suy nghĩ của chúng ta trong việc giải quyết ô nhiễm môi trường vẫn tập trung sử dụng các phương pháp truyền thống xử lý chất thải mà không chú ý đến nguồn gốc phát sinh của chúng. Do vậy, chi phí quản lý chất thải ngày càng tăng nhưng ô nhiễm ngày càng nặng. Các ngành công nghiệp phải chịu hậu quả nặng nề về mặt kinh tế và mất uy tín trên thị trường. Để thoát khỏi sự bế tắc này, cộng đồng công nghiệp càng ngày càng trở nên nghiêm túc hơn trong việc xem xét cách tiếp cận SXSH. Sản xuất sạch hơn (Cleaner production) Xử lý cuối đường ống (End of pipe treatment) Pha loãng và phát tàn (Dillute and Disperse) Hình 1.2. Sự phát triển logic của tiến trình ứng phó với ô nhiễm Như vậy, từ phớt lờ ô nhiễm, rồi pha loãng và phát tán chất thải, đến kiểm soát cuối đường ống và cuối cùng là SXSH là 1 quá trình phát triển khách quan, tích cực có lợi cho môi trường và kinh tế cho các doanh nghiệp nói riêng và toàn xã hội nói chung. Ba cách ứng phó đầu là những tiếp cận quản lý chất thải bị động trong khi cách ứng phó sau cùng là tiếp cận quản lý chất thải chủ động. Như vậy, SXSH là tiếp cận “nhìn xa, tiên liệu và phòng ngừa”. Nguyên tắc “phòng bệnh hơn chữa bệnh” bao giờ cũng là chân lý. Tuy nhiên, điều này không có nghĩa là xem nhẹ biện pháp xử lý cuối đường ống. Phòng ngừa và ngăn chặn ô nhiễm là nguyên tắc chủ đạo và phải kết hợp với xử lý ô nhiễm. Vào năm 1989, UNEP khởi xướng “Chương trình sản xuất sạch hơn” nhằm phổ biến khái niệm SXSH và đẩy mạnh việc áp dụng chiến lược SXSH trong công nghiệp, đặc biệt ở các nước đang phát triển. Hội nghị chuyên đề đầu tiên của UNEP về lĩnh vực này được tổ chức tại
  4. 3 Canterbury (Anh). Sau đó các hội nghị tiếp theo đã được tổ chức cứ 2 năm một: tại Paris (Pháp, 1992); Warsaw (Ba Lan, 1994); Oxford (Anh, 1996); Phoenix (Hàn Quốc, 1998); Montreal (Canada, 2000), v.v. . . Năm 1998, thuật ngữ SXSH được chính thức sử dụng trong "Tuyên ngôn Quốc tế về sản xuất sạch hơn" (International Declaration on Cleaner Production) của UNEP. Năm 1999, Việt Nam đã ký tuyên ngôn Quốc tế về SXSH khẳng định cam kết của Việt Nam với chiến lược phát triển bền vững. “Chiến lược Bảo vệ môi trường quốc gia 2001-2010” của Việt Nam đã xác định “lấy phòng ngừa và ngăn chặn ô nhiễm là nguyên tắc chủ đạo kết hợp với xử lý ô nhiễm, cải thiện môi trường và bảo tồn thiên nhiên; ”. Một trong 13 nội dung chủ yếu của Chiến lược nói trên là SXSH. 1.2. Định nghĩa sản xuất sạch hơn Theo Chương trình Môi trường LHQ (UNEP, 1994): “Sản xuất sạch hơn là sự áp dụng liên tục một chiến lược phòng ngừa môi trường tổng hợp đối với các quá trình sản xuất, các sản phẩm và các dịch vụ nhằm làm giảm tác động xấu đến con người và môi trường. - Đối với các quá trình sản xuất, SXSH bao gồm việc bảo toàn nguyên liệu, nước và năng lượng, loại trừ các nguyên liệu độc hại và làm giảm khối lượng, độc tính của các chất thải vào nước và khí quyển. - Đối với các sản phẩm, chiến lược SXSH nhắm vào mục đích làm giảm tất cả các tác động đến môi trường trong toàn bộ vòng đời của sản phẩm, từ khâu khai thác nguyên liệu đến khâu thải bỏ cuối cùng. - Đối với các dịch vụ, SXSH là sự lồng ghép các mối quan tâm về môi trường vào trong việc thiết kế và cung cấp các dịch vụ. - SXSH đòi hỏi áp dụng các bí quyết, cải tiến công nghệ và thay đổi thái độ.” (Lưu ý: Trong định nghĩa năm SXSH 1992 của UNEP chưa đề cập đến các dịch vụ) Như vậy, SXSH không ngăn cản sự phát triển, SXSH chỉ yêu cầu rằng sự phát triển phải bền vững về mặt môi trường sinh thái. Không nên cho rằng SXSH chỉ là 1 chiến lược về môi trường bởi nó cũng liên quan đến lợi ích kinh tế. Trong khi xử lý cuối đường ống luôn tăng chi phí sản xuất thì SXSH có thể mang lại lợi ích kinh tế cho doanh nghiệp thông qua việc giảm thiểu sự tiêu thụ năng lượng và nguyên liệu hoặc phòng ngừa và giảm thiểu rác thải. Do vậy có thể khẳng định rằng SXSH là 1 chiến lược “một mũi tên trúng hai đích” (win-win outcome). 1.3. Các khái niệm và thuật ngữ liên quan 1.3.1. Công nghệ sạch (Clean technology) Bất kỳ biện pháp kỹ thuật nào được các ngành công nghiệp áp dụng để giảm thiểu hay loại bỏ quá trình phát sinh chất thải hay ô nhiễm tại nguồn và tiết kiệm được nguyên liệu và năng lượng đều được gọi là công nghệ sạch. Các biện pháp kỹ thuật này có thể được áp dụng từ khâu thiết kế để thay đổi quy trình sản xuất hoặc là các áp dụng trong các dây chuyền sản xuất nhằm tái tận dụng phụ phẩm để tránh thất thoát (OCED, 1987).
  5. 4 1.3.2. Công nghệ tốt nhất hiện có (Best available technology - BAT) Là công nghệ sản xuất có hiệu quả nhất hiện có trong việc bảo vệ môi trường nói chung, có khả năng triển khai trong các điều kiên thực tiễn về kinh tế, kỹ thuật, có quan tâm đến chi phí trong việc nghiên cứu, phát triển và triển khai bao gồm thiết kế, xây dựng, bảo dưỡng, vận hành và loại bỏ công nghệ (UNIDO, 1992). BAT giúp đánh giá tiềm năng SXSH. Bảng 1.1. Mức tiêu thụ nước & điện trong các nhà máy bia theo công nghệ Việt Nam và BAT Việt Nam * BAT Tiềm năng tiết kiệm ở VN Tiêu thụ nước 16 -24 m3/ m3 bia 4 -6 m3/ m3 bia 60-75% Tiêu thụ điện 200-285 kWh/ m3 bia 120 kWh/ m3 bia 40-60% * Kết quả đánh giá của dự án UNIDO năm 1998-2000 Kết quả đánh giá SXSH trong sản xuất bia của UNDP năm 1999 1.3.3. Hiệu quả sinh thái (Eco-efficiency) Hiệu quả sinh thái (HQST) chính là sự phân phối hàng hoá và dịch vụ có giá cả rẻ hơn trong khi giảm được nguyên liệu, năng lượng và các tác động đến môi trường trong suốt cả quá trình của sản phẩm và dịch vụ (WBCSD, 1992). Hai khái niệm SXSH và HQST được xem như là đồng nghĩa. Tuy nhiên, có một sự khác biệt nhỏ giữa hai thuật ngữ: HQST bắt nguồn từ các vấn đề liên quan đến hiệu quả kinh tế mà những hiệu quả này có tác dộng tích cực đến MT. Trong khi đó, SXSH khởi đầu từ ý tưởng hiệu quả sinh thái mà những hiệu quả này có tác động tích cực đến kinh tế. 1.3.4. Phòng ngừa ô nhiễm (Pollution prevention) Hai thuật ngữ SXSH và phòng ngừa ô nhiễm (PNÔN) thường được sử dụng thay thế nhau. Chúng chỉ khác nhau về mặt địa lý. Thuật ngữ PNÔN được sử dụng ở Bắc Mỹ trong khi SXSH được sử dụng ở các khu vực còn lại trên thế giới. 1.3.5. Giảm thiểu rác thải (waste minimisation) Khái niệm về giảm thiểu rác thải (GTRT) được đưa ra vào năm 1988 bởi Cục Bảo vệ Môi trường của Hoa Kỳ (US. EPA). Hai thuật ngữ GTRT và PNÔN thường được sử dụng thay thế nhau. Tuy nhiên, GTRT tập trung vào việc tái chế rác thải và các phương tiện khác để giảm thiểu lượng rác bằng việc áp dung nguyên tăc 3P (Polluter Pay Principle) và 3R (Reduction, Reuse, Recycle). 1.3.6. Năng suất xanh (Green productivity) Năng suất xanh (NSX) là thuật ngữ được sử dụng vào năm 1994 bởi Cơ quan năng suất Châu Á (APO) để nói đến thách thức trong việc đạt được sản xuất bền vững. Giống như SXSH, năng suất xanh là 1 chiến lược vừa nâng cao năng suất vừa thân thiện với môi trường cho sự phát triển kinh tế - xã hội nói chung. 1.3.7. Kiểm soát ô nhiễm (Pollution control)
  6. 5 Sự khác nhau cơ bản của kiểm soát ô nhiễm (KSÔN) và SXSH là vấn đề thời gian. KSÔN là 1 cách tiếp cận từ phía sau (chữa bệnh), giống như xử lý cuối đường ống, trong khi SXSH là cách tiếp cận từ phía trước, mang tích chất dự đoán và phòng ngừa. 1.3.8. Sinh thái công nghiệp (Industrial ecology) Việc quảng bá và nâng cao nhận thức về SXSH đã đạt được nhiều tiến bộ đáng kể ở nhiều nơi trên thế giới. Tuy nhiên các nỗ lực về SXSH thường chỉ tập trung vào các quá trình sản xuất đơn lẻ, các sản phẩm cụ thể hoặc các vật liệu độc hại mang tính cách cá nhân hơn là một bức tranh toàn cảnh về các tác động môi trường do một hệ thống sản xuất công nghiệp gây ra. Do vậy, song song với sự phát triển của SXSH, các nhà khoa học, các kỹ sư và các nhà quản lý công nghiệp đã nhận ra rằng cần phải xây dựng một hệ thống sản xuất công nghiệp mang tính chất tuần hoàn dẫn đến việc tất cả các đầu ra của quá trình sản xuất này trở thành các đầu vào của các quá trình sản xuất khác để giảm thiểu tối đa lượng chất thải. Chính các mối quan hệ phức tạp giữa các sinh vật và vật chất trong các hệ sinh thái tự nhiên đã cung cấp cho con người một bài học giá trị về việc làm thế nào để thiết kế tốt hơn các hệ thống công nghiệp. Tương tựa như các hệ sinh thái trong tự nhiên mà ở đó chất thải của một sinh vật này trở thành nguồn thức ăn của một sinh vật khác, con người cần phải phát triển các hệ thống sản xuất mà trong đó không còn chất thải. Chính ý tưởng này đã dẫn đến khái niệm về sinh thái công nghiệp (STCN). Điều này có nghĩa là tất cả các đầu ra của một quá trình sản xuất sẽ là các đầu vào của các quá trình sản xuất khác theo một vòng tuần hoàn. a. Case study: Khu công nghiệp sinh thái Kalundborg (Hà Lan) H2O H2O Sulfua Nông trại Nhà máy Hồ Tisso lọc dầu Sinh khối H2O N.máy SX H SO Insulin và 2 4 enzym Hơi nước Khí đốt Nhà máy Hơi nước điện Nhà máy tấm vứa Tro bay Nhiệt thừa Nhà máy xi măng Thị trấn Thạch cao Kalundborg Hình 1.2. Sơ đồ rút gọn của khu công nghiệp sinh thái Kalundborg
  7. 6 - Hồ nước Tisso: cung cấp nước cho nhà máy điện, các nông trại và nhà máy lọc dầu. - Nhà máy sản xuất điện bằng than cung cấp phụ gia (tro bay) cho nhà máy xi măng, cung cấp hơi nước cho nhà máy sản xuất insulin và enzyme công nghiệp và nhà máy lọc dầu, cung cấp thạch cao cho nhà máy sản xuất tấm vữa bằng cách lắp 1 hệ thống chiết xuất lưu huỳnh từ khói thải nhà máy để tạo ra CaSO4 (thạch cao), cung cấp nhiệt thừa cho thị trấn dùng để đun nước nóng. - Nhà máy lọc dầu cung cấp lưu huỳnh cho nhà máy sản xuất H2SO4 - Nhà máy sản xuất insulin và enzyme công nghiệp cung cấp sinh khối thừa để làm phân bón cho các nông trại. b. Mối quan hệ giữa SXSH và STCN - Tương tự như SXSH, mục tiêu của STCN là nâng cao hiệu quả sinh thái và giảm thải nguy cơ rủi ro đối với môi trường và sức khỏe con người, nâng cao hiệu quả kinh tế. - Tuy nhiên STCN có 1 tầm nhìn rộng hơn vượt qua khỏi ranh giới của 1 công ty. • Ở mức độ trong cùng 1 công ty, STCN liên kết các qúa trình sản xuất với nhau và với các quá trình tự nhiên để xác định các cơ hội sử dụng chất thải của 1 quá trình này cho 1 quá trình khác. • Ở mức độ khu công nghiệp, STCN cố gắng cực đại hoá năng suất và hiệu quả chung của cả khu công nghệp hơn là tính đến hiệu quả của từng công ty đơn lẻ. Ví dụ như các cơ hội của việc thu gom rác thải, việc mua kết hợp các vật liệu sản xuất, xử lý và loại bỏ rác thải, v.v c. Các lợi ích của STCN • Giá thành sản xuất giảm nhờ hiệu quả sử dụng năng lượng và nguyên vật liệu. Nhờ vậy sản phẩm sẽ mang tính cạnh tranh hơn, • Giảm thiểu ô nhiễm và các yêu cầu về sử dụng tài nguyên thiên nhiên, • Việc tận dụng rác thải giúp các doanh nghiệp tránh được bị phạt về gây ô nhiễm môi trường, • Sự phân chia về các chi phí liên quan đến cơ sở hạ tầng, các nghiên cứu và phát triển (R & D), việc duy trì các hệ thống thông tin việc mua kết hợp các vật liệu sản xuất. d. Các mặt hạn chế của STCN • Các kế hoạch kinh doanh của công ty không được bảo mật, • Khả năng bị lệ thuộc vào các cơ sở sản xuất khác. VD: Nếu 1 công ty chuyển đi nơi khác thì các công ty phụ thuộc sẽ gặp rắc rối, • Các vấn đề về luật pháp và trách nhiệm. VD: 1 sản phẩm có sự cố thì khó hậu quả sẽ do công ty nào chịu trách nhiệm. 1.4. Các giải pháp kỹ thuật để đạt được sản xuất sạch hơn
  8. 7 Các giải pháp (hay cơ hội) để đạt được SXSH bao gồm các nhóm sau: 1.4.1. Quản lý nội vi tốt (Good housekeeping) Quản lý nội vi là một loại giải pháp đơn giản nhất của sản xuất sạch hơn. Quản lý nội vi thường không đòi hỏi chi phí đầu tư và có thể được thực hiện ngay sau khi xác định được các giải pháp SXSH. Quản lý nội vi chủ yếu là cải tiến thao tác công việc, giám sát vận hành, bảo trì thích hợp, cải tiến công tác kiểm kê nguyên vật liệu và sản phẩm. Ví dụ: − Phát hiện rò rỉ, tránh các rơi vãi, − Bảo ôn tốt đường ống để tránh rò rĩ, − Đóng các van nước hay tắt thiết bị khi không sử dụng để tránh tổn thất Mặc dù quản lý nội vi là dơn giản nhưng vẫn cần có sự quan tâm của ban lãnh dạo cũng như việc đào tạo nhân viên. 1.4.2. Thay thế nguyên vật liệu (Raw material substitution) Là việc thay thế các nguyên liệu đang sử dụng bằng các nguyên liệu khác thân thiện với môi trường hơn. Thay dổi nguyên liệu còn có thể là việc mua nguyên liệu có chất lượng tốt hơn để đạt được hiệu suất sử dụng cao hơn. Ví dụ: − Thay thế mực in dung môi hữu cơ bằng mực in dung môi nước, − Thay thế acid bằng peroxit (VD: H2O2, Na2O2) trong tẩy rỉ 1.4.3. Tối ưu hóa quá trình sản xuất (Process optimization) Để dảm bảo các điều kiện sản xuất được tối ưu hoá về mặt tiêu thụ nguyên liệu, sản xuất và phát sinh chất thải, các thông số của quá trình sản xuất như nhiệt độ, thời gian, áp suất, pH, tốc độ cần được giám sát, duy trì và hiệu chỉnh càng gần với điều kiện tối ưu càng tốt, làm cho quá trình sản xuất đạt được hiệu quả cao nhất, có năng suất tốt nhất. Ví dụ: − Tối ưu hóa tốc độ băng chuyền và hiệu chỉnh nhiệt độ thích hợp của máy màng co, − Tối ưu hóa quá trình đốt nồi hơi Cũng như quản lý nội vi, việc kiểm soát quá trình tốt hơn dòi hỏi các quan tâm của ban lãnh dạo cũng như việc giám sát ngày một hoàn chỉnh hơn. 1.4.4. Bổ sung thiết bị (Equipment modification): Lắp đặt thêm các thiết bị để đạt được hiệu quả cao hơn về nhiều mặt. Ví dụ: − Lắp đặt máy ly tâm để tận dụng bia cặn, − Lắp đặt các thiết bị cảm biến (sensor) để tiết kiệm điện, nước. VD: thiết bị cảm biến thời gian (time sensor), thiết bị cảm biến chuyển động (motion sensor), v.v 1.4.5. Thu hồi và tái sử dụng tại chỗ (On-site recovery and reuse) Tận dụng chất thải để tiếp tục sử dụng cho quá trình sản xuất hay sử dụng cho một mục đích khác. Ví dụ:
  9. 8 − Sử dụng siêu lọc để thu hồi thuốc nhuộm trong nước thải, − Thu hồi nước ngưng để dùng lại cho nồi hơi 1.4.6. Sản xuất các sản phẩm phụ hữu ích (Production of useful by-products) Tận dụng chất thải để tiếp tục sử dụng cho một mục đích khác. Ví dụ: − Sản xuất cồn từ rỉ đường phế thải của nhà máy đường, − Sử dụng lignin trong nước thải sản xuất giấy làm phụ gia pha chế thuốc trừ sâu, 1.4.7. Thiết kế sản phẩm mới (New product design) Thay đổi thiết kế sản phẩm có thể cải thiện quá trình sản xuất và làm giảm nhu cầu sử dụng các nguyên liệu độc hại. Ví dụ: − Sản xuất pin không chứa kim loại độc như Cd, Pb, Hg , − Thay nắp đậy kim loại có phủ sơn bằng nắp đậy nhựa cho một số sản phẩm nhất dịnh sẽ tránh được các vấn đề về môi trường cũng như các chi phí để sơn hoàn thiện nắp đậy đó. 1.4.8. Thay đổi công nghệ (Technology change) Chuyển đổi sang một công nghệ mới và hiệu quả hơn có thể làm giảm tiêu thụ tài nguyên và giảm thiểu lượng chất thải và nước thải. Thiết bị mới thường đắt tiền, nhưng có thể thu hồi vốn rất nhanh. Ví dụ: − Rửa cơ học thay vì rửa bằng dung môi, − Thay công nghệ sơn ướt bằng sơn khô (sơn bột) Giải pháp này yêu cầu chi phí đầu tư cao hơn các giải pháp sản xuất sạch khác, do dó cần phải dược nghiên cứu cẩn thận. Mặc dù vậy, tiềm năng tiết kiệm nguyên liệu và cải thiện chất lượng sản phẩm có thể cao hơn so với các giải pháp khác. Tài liệu đọc thêm chương 1 1.1. INFOTERRA Việt Nam. Sản xuất sạch. Tổng luận, số 10-2001 (164): Bảng Copy 1.2. Các bài đọc thêm về công nghệ sạch (Xem các bài đọc thêm của chương 1)
  10. 9 Chương 2 PHƯƠNG PHÁP LUẬN ĐÁNH GIÁ SXSH 2.1. Tổng quan Để áp dụng được SXSH cần phải có phân tích một cách chi tiết về trình tự vận hành của quá trình sản xuất cũng như thiết bị sản xuất hay còn gọi là đánh giá về SXSH (Cleaner Production Assessment: CPA). Đánh giá SXSH là một công cụ hệ thống có thể giúp nhận ra việc sử dụng nguyên liệu không hiệu quả, việc quản lý chất thải kém, và các rủi ro về bệnh nghề nghiệp bằng cách tập trung chú ý vào các khía cạnh môi trường và các tác động của các quá trình sản xuất công nghiệp. Hiện nay, có một số thuật ngữ tương đương hiện đang được sử dụng để thể hiện phương pháp luận SXSH như: Kiểm toán giảm thiểu chất thải (Waste Minimization Audit), Đánh giá giảm thiểu chất thải (Waste Minimization Assessment), Hướng dẫn phòng ngừa ô nhiễm (Pollution Prevention Guide), Đã có nhiều cẩm nang, hướng dẫn đánh giá SXSH với các mức độ chi tiết khác nhau được đề xuất và áp dụng bởi các tổ chức quốc tế, quốc gia và cơ sở nghiên cứu. Tuy nhiên, tất cả đều có chung ý nghĩa: đó là "con đường" để đến SXSH; ý tưởng và khái niệm cơ bản là hầu như giống nhau. Dưới đây là một số ví dụ về các cẩm nang, hướng dẫn được sử dụng phổ biến: (1). Đánh giá cơ hội giảm thiểu chất thải, US EPA 1988. (Waste Minimization Opportunity Assessment, US EPA 1988) (2). Hướng dẫn phòng ngừa ô nhiễm, US. EPA 1992. (Facility Pollution Prevention Guide, US. EPA 1992) (3). Tài liệu hướng dẫn cho các Trung tâm Quốc gia SXSH - Cẩm nang đánh giá SXSH. (Bản thảo) UNEP/UNIDO 1995. (Guidance Material for the UNEP/UNIDO National Cleaner Production Centres. Cleaner Production Assessment Manual. Draft 1995) (4). Cẩm nang PREPARE cho phòng ngừa chất thải và phát thải. Bộ Kinh tế Hà Lan 1991. (PREPARE Manual for the Prevention of Waste and Emissions, Dutch Ministry of Economic Affairs 1991) (5). Cẩm nang kiểm toán và giảm thiểu các chất thải và phát thải công nghiệp. Báo cáo kỹ thuật số 7, UNEP/UNIDO 1991. (Audit and Reduction Manual for Industrial Emissions and Waste, Technical Report Series No 7, UNEP/UNIDO 1991) (6). Quy trình kiểm toán chất thải DESIRE. UB Năng suất Quốc gia Ấn Độ, 1994. (DESIRE Procedure for waste audit. India NPC, 1994) Nhìn chung, các cẩm nang-hướng dẫn tuy khác nhau về thuật ngữ, độ dài ngắn, nội dung cụ thể nhưng có cùng ý tưởng chính: tổng quan toàn bộ quy trình sản xuất của 1 nhà máy để nhận ra những chỗ, những công đoạn có thể làm giảm được sự tiêu thụ tài nguyên, các nguyên liệu độc hại và sự phát sinh chất thải. Trong chương này sẽ giới thiệu chi tiết quy trình DESIRE (sơ đồ cho ở hình 2.1).
  11. 10 Giai đoạn 1: Khởi đầu Nhiệm vụ 1: Thành lập nhóm SXSH (hay kiểm toán giảm thiểu chất thải) Nhiệm vụ 2: Liệt kê các công đoạn của quá trình sản xuất Nhiệm vụ 3: Xác định và chọn ra các công đoạn gây lãng phí Giai đoạn 2: Phân tích các công đoạn Nhiệm vụ 4: Chuẩn bị sơ đồ dòng của quá trình Nhiệm vụ 5: Lập cân bằng vật chất và năng lượng Nhiệm vụ 6: Xác định chi phí cho các dòng thải Nhiệm vụ 7: Thẩm định quá trình để xác định nguyên nhân sinh ra chất thải Giai đoạn 3: Đề xuất các cơ hội giảm thiểu chất thải Nhiệm vụ 8: Xây dựng các cơ hội giảm thiểu chất thải Nhiệm vụ 9: Lựa chọn các cơ hội có thể thực hiện được Giai đoạn 4: Lựa chọn các giải pháp giảm thiểu chất thải Nhiệm vụ 10: Đánh giá tính khả thi về kỹ thuật Nhiệm vụ 11: Đánh giá tính khả thi về kinh tế Nhiệm vụ 12: Đánh giá khía cạnh môi trường Nhiệm vụ 13: Lựa chọn giải pháp sẽ thực hiện Giai đoạn 5 : Thực hiện các giải pháp giảm thiểu chất thải Nhiệm vụ 14: Chuẩn bị thực hiện Nhiệm vụ 15: Thực hiện giải pháp giảm thiểu chất thải Nhiệm vụ 16: Giám sát và đánh giá kết quả Giai đoạn 6: Duy trì giảm thiểu chất thải Nhiệm vụ 17: Duy trì các giải pháp giảm thiểu chất thải Nhiệm vụ 18: Xác định và chọn ra các công đoạn gây lãng phí mới Hình 2.1. Sơ đồ các bước kiểm toán giảm thiểu chất thải DESIRE
  12. 11 CHUẨN BỊ KIỂM TOÁN Bước 1: Chuẩn bị nhân lực và tổ chức nhóm kiểm toán GIAI ĐOẠN 1 Bước 2: Chia quá trình sản xuất thành các công đoạn Bước 3: Xây dựng sơ đồ khối kết nối các công đoạn CÁC ĐẦU VÀO CỦA qtsx CÁC ĐẦU ra CỦA qtsx Bước 4: Xác định các đầu vào Bước 7: Định lượng các sản phẩm/ Bước 5: Ghi số liệu sử dụng nước sảnphẩm phụ Bước 6: Đo mức độ tái sử dụng/tuần Bước 8: Tính toán lượng nước thải hoàn chất thải hiện tại Bước 9: Tính toán lượng khí thải Bước 10: Tính toán chất thải rắn lẬp cân bẰng vẬt chẤt Bước 11: Tổng hợp thông tin đầu vào và đầu ra GIAI ĐOẠN 2 Bước 12: Lập cân bằng vật chất sơ bộ Bước 13: Đánh giá cân bằng vật chất Bước 14: Hiệu chỉnh cân bằng vật chất xác đỊnh các phương án giẢm chẤt thẢi Bước 15: Kiểm tra các giải pháp giảm chất thải Bước 16: Định mục tiêu và đặc trưng hóa các chất thải có vấn đề Bước 17: Tách riêng các nguồn thải Bước 18: Xây dựng các giải pháp giảm chất thải lựa chọn lâu dài đánh giá các phương án giảm chẤt thẢi Bước 19: Đánh giá về mặt môi trường và kinh tế các phương án giảm chất thải kế hoẠch hành đỘng giẢm chẤt thẢi GIAI ĐOẠN 3 Bước 20:Thiết kế và thực hiện kế hoạch hành động giảm chất thải để đạt hiệu quả cho quá trình cải tiến Hình 2.2. Sơ đồ kiểm toán giảm thiểu chất thải của UNEP/UNIDO (1991) 2.2. Quy trình DESIRE Năm 1993, Ủy ban Năng suất quốc gia Ấn Độ thực hiện dự án "Trình diễn giảm chất thải tại các ngành công nghiệp nhỏ" (DESIRE = Desmontration in Small Industries of Reducing
  13. 12 Waste). Quy trình kiểm toán chất thải đã được phát triển trong khuôn khổ Dự án và đã được áp dụng rộng rãi. Phương pháp luận DESIRE gồm 6 giai đoạn - 18 nhiệm vụ như sơ đồ ở hình 2.1. Các giai đoạn của đánh giá SXSH theo DESIRE được trình bày chi tiết như dưới đây. 2.2.1. Giai đoạn 1 - Khởi động Mục đích của giai đoạn này là lập kế hoạch và tổ chức kiểm toán SXSH. Nhiệm vụ 1: Thành lập nhóm SXSH (hay nhóm kiểm toán giảm thiểu chất thải) − Thành phần điển hình của một nhóm công tác SXSH nên bao gồm đại diện của: . Cấp lãnh đạo doanh nghiệp (Ban Giám đốc công ty, nhà máy), . Các bộ phận sản xuất (xí nghiệp, phân xưởng), . Bộ phận tài chính, vật tư, bộ phận kỹ thuật, . Các chuyên gia SXSH (tùy yêu cầu, có thể mời các chuyên gia SXSH bên ngoài). − Quy mô và thành phần của nhóm công tác phù hợp với cơ cấu tổ chức của doanh nghiệp. − Cần phải có một nhóm trưởng để điều phối toàn bộ chương trình kiểm toán và các hoạt động cần thiết khác. − Mỗi thành viên trong nhóm công tác sẽ được chỉ định một nhiệm vụ cụ thể, nhưng tổ chức của nhóm càng linh hoạt càng tốt để việc trao đổi thông tin được dễ dàng. − Nhóm công tác phải đề ra được các mục tiêu định huớng lâu dài cho chương trình SXSH. Định ra tốt các mục tiêu sẽ giúp tập trung nỗ lực và xây dựng được sự đồng lòng. Các mục tiêu phải phù hợp với chính sách của doanh nghiệp, có tính hiện thực. Nhiệm vụ 2: Liệt kê các công đoạn của quá trình sản xuất − Cần tổng quan tất cả các công đoạn bao gồm sản xuất, vận chuyển, bảo quản, − Chú ý đặc biệt đến các hoạt động theo chu kỳ, ví dụ các quá trình làm sạch, − Thu thập số liệu để xác định định mức (công suất, tiêu thụ nguyên liệu, nước, NLượng, ) Nhiệm vụ 3: Xác định và chọn ra các công đoạn gây lãng phí − Ở nhiệm vụ này, nhóm công tác không cần đi vào chi tiết mà phải đánh giá diện rộng tất cả các công đoạn của quá trình sản xuất về lượng chất thải, mức độ tác động đến môi trường, các cơ hội SXSH dự kiến, các lợi ích dự đoán, Những đánh giá như vậy là hữu ích để đặt trọng tâm vào một hay một số công đoạn sản xuất (trọng tâm kiểm toán) sẽ phân tích chi tiết hơn. − Ở bước này, việc tính toán các định mức (benchmark) là rất cần thiết như: Tiêu thụ nguyên liệu: tấn nguyên liệu/tấn sản phẩm Tiêu thụ năng lượng: kWh/tấn sản phẩm Tiêu thụ nước: m3 nước/tấn sản phẩm Lượng nước thải: m3 nước thải/tấn sản phẩm Lượng phát thải khí: kg/tấn sản phẩm,
  14. 13 − Các định mức thu được khi so sánh sơ bộ với các công ty khác và với công nghệ tốt nhất hiện có (BAT = Best Available Technology) sẽ cho phép ước tính tiềm năng SXSH của đơn vị kiểm toán. − Các tiêu chí xác định trọng tâm kiểm toán: . Gây ô nhiễm nặng (định mức nước thải/phát thải cao), . Tổn thất nguyên liệu cao, tổn thất hóa chất, . Định mức tiêu thụ nguyên liệu/năng lượng cao, . Có sử dụng các hóa chất độc hại, . Được lựa chọn bởi đa số các thành viên trong nhóm SXSH. 2.2.2. Giai đoạn 2 - Phân tích các công đoạn Nhiệm vụ 4: Chuẩn bị sơ đồ dòng của quá trình sản xuất − Lập ra một sơ đồ dòng giới thiệu các công đoạn của quá trình đã lựa chọn (trọng tâm kiểm toán) nhằm xác định tất cả các công đoạn và nguồn gây ra chất thải. Sơ đồ này cần liệt kê và mô tả dòng vào - dòng ra đối với từng công đoạn. Việc thiết lập sơ đồ chính xác thường không dễ, nhưng lại là nhiệm vụ rất quan trọng quyết định đến sự thông suốt của quá trình. − Trong hình 2.3 mô tả một khuôn mẫu điển hình cho sơ đồ dòng của quá trình sản xuất. Nguyên liệu: kg m3 Dòng vào Dòng ra (Input) (Output) Nước thải m3 Nước m3 Các thành phần: Công đoạn 1 kg kg Công đoạn 2 Năng lượng kW Phát thải kg Nhiệt thải kW Các phụ gia: kg Công đoạn n Chất thải rắn: kg kg kg kg kg Sản phẩm: kg m3 Khách hàng
  15. 14 Hình 2.3. Mẫu điển hình của một sơ đồ dòng quá trình sản xuất Hình 2.4. cho ví dụ về một sơ đồ công nghệ cụ thể - sơ đồ công nghệ thuộc da. Da (ướp muối bảo quản) Na CO , H O, chất 2 3 2 Ngâm, rửa hồi tươi NT chứa bụi bẩn, diệt khuẩn muối H S 2 Vôi, Na S, H O Loại bỏ lông, ngâm vôi 2 2 NT có tính kiềm, chứa lông, bụi, muối hữu cơ, vôi, Na S 2 Nạo thịt và xẻ Thịt và da rẻo Lactic acid, NH Cl, NH 4 Khử vôi, làm mềm 3 H O 2 NT có tính kiềm Muối, H SO , H O 2 4 2 Làm xốp (ngâm acid) NT acid loãng, chứa muối Cr (SO ) , Syntan, muối, 2 4 3 NT có tính acid, HCOONa, Na CO , cất Thuộc da chứa Cr3+, syntan, 2 3 chống vi khuẩn muối Ép nước Dịch ép Bào Mảnh da bào chứa Cr Dịch chiết tannin, Thuộc lại, nhuộm NT có tính acid, chứa syntan, chất màu, và ăn dầu Cr3+, dịch chiết tannin, (HCOO)2Ca, TiO2, syntan, chất màu, chất dầu, keo, H2O béo Sấy, xén mép Mẩu da xén chứa Cr và phân loại Chất làm bóng bề Hoàn tất Hơi dung môi mặt Nước thải Da thành phẩm Chất thải rắn Khí thải
  16. 15 Hinh 2.4. Sơ đồ dòng quá trình thuộc da Nhiệm vụ 5: Lập cân bằng vật chất và năng lượng Cân bằng vật chất và năng lượng là cần thiết để định lượng sơ đồ dòng và nhận ra các tổn thất cũng như chất thải trong quá trình sản xuất. Ngoài ra, cân bằng vật chất còn sử dụng để giám sát việc thực hiện các giải pháp SXSH sau này. − Cân bằng vật chất (CBVC) có thể là: cân bằng cho toàn bộ hệ thống hay cân bằng cho từng công đoạn thậm chí từng thiết bị; cân bằng cho tất cả vật chất hay cân bằng cho từng thành phần nguyên liệu (ví dụ như cân bằng nước trong công nghiệp giấy, cân bằng dầu trong công nghiệp dầu cọ, cân bằng crom trong công nghiệp thuộc da). Tuy nhiên, CBVC sẽ dễ dàng hơn, có ý nghĩa hơn và chính xác hơn khi nó được thực hiện cho từng khu vực, các hoạt động hay các quá trình sản xuất riêng biệt. Dựa trên những cơ sở này, CBVC của toàn bộ nhà máy sẽ được xây dựng nên. − Để thiết lập cân bằng vật chất và năng lượng, các nguồn số liệu sau là cần thiết: . Báo cáo sản xuất . Báo cáo tác động môi trường . Các báo cáo mua vào và bán ra . Các đo đạc trực tiếp tại chỗ. − Những điều cần lưu ý khi lập cân bằng vật chất và năng lượng: . Các số liệu đòi hỏi phải có độ tin cậy, độ chính xác và tính đại diện. . Không được bỏ sót bất kỳ dòng thải quan trọng nào như phát thải khí, sản phẩm phụ, . Phải kiểm tra tính thống nhất của các đơn vị đo sử dụng . Nguyên liệu càng đắt và độc hại, cân bằng càng phải chính xác . Kiểm tra chéo có thể giúp tìm ra những điểm mâu thuẩn. . Trong trường hợp không thể đo dược, hãy ước tính một cách chính xác nhất. − Dưới đây là 2 ví dụ đơn giản về cân bằng vật chất cho toàn bộ quá trình sản xuất và cho một thiết bị. Các ví dụ tương tự và chi tiết sẽ được đề cập trong chương 3 và bài tập. Ví dụ 2.1. Cân bằng vật chất cho toàn bộ quá trình sản xuất 1 kg xi măng: CO : 600 g (404 g từ nguyên liệu, 196 g từ nung) Phát thải: 2 N : 1566 g 2 O : 262 g 2 H O : 169 g + độ ẩm nguyên liệu 2 không khí 1150g nguyên liệu 63 g nhiên liệu 750 g 1000 g xi măng Nung 984 g không khí Nghiền (khô) clinker + độ ẩm nguyên liệu thạch cao không khí 1050 g không khí 250 g chất độn xỉ lò
  17. 17 Ví dụ 2.2. Cân bằng vật chất trên 1 hl beer của một nhà máy bia tiêu thụ ít điện và nước Khí thải: chưa tính được Bia đóng chai: 1 hl Nước: 5 hl Bã bia: 14 kg Malt/Phụ gia: 15 kg Nhà máy bia tiêu thụ ít năng lượng Dầu: 7 lít và nhiên liệu Men dư: 3 kg (Tính cho 1 hl bia) Điện: 12 KWh Nước thải: 3.5 hl BOD trong nước thải: 0.8 kg Ví dụ 2.3. Cân bằng năng lượng của nồi hơi Bức xạ ra bên ngoài khói 17,144 kcal 309,222 kcal Nước 161.280 kcal Nồi hơi Gas Hơi 2.7 Gcal 4 T/h 2.526.720 kcal Định kỳ xả đáy 8.064 kcal 1 Gcal = 109cal Năng lượng cung cấp: 2.861.280 kcal Năng lượng hữu ích: 2.526.720 kcal Tổn thất năng lượng: 334.430 kcal. → hiệu suất nồi hơi: 88,3% tổn thất 11,7% . Nhiệm vụ 6: Xác định chi phí cho các dòng thải − Một ước tính sơ bộ có thể tiến hành bằng cách tính toán chi phí nguyên liệu và các sản phẩm trung gian mất theo dòng thải (ví dụ mất mát sợi trong sản xuất giấy và bột giấy). Phân tích chi tiết hơn có thể tìm ra chi phí bổ sung của nguyên liệu tạo ra chất thải, chi phí của sản phẩm nằm trong chất thải, chi phí thải bỏ chất thải, thuế chất thải, Ví dụ: các mục chi phí cho nước thải trong sản xuất giấy: Thành phần Cơ sở tính toán Hóa chất nấu bột còn dư giá mua hóa chất Mất mát sợi giá sợi trung gian Mất mát nhiệt giá năng lượng (tính từ giá trị calo)
  18. 18 Lượng nước giá nước Lượng COD chi phí xử lý và thải bỏ (nếu có) − Việc xác định chi phí cho dòng thải hay tổn thất giúp tạo ra khả năng xếp hạng các vấn đề theo tầm mức kinh tế và chỉ ra cần đầu tư bao nhiêu để giải quyết hay giảm nhẹ vấn đề. . Nhiệm vụ 7: Thẩm định quá trình để xác định nguyên nhân sinh ra chất thải − Mục đích của nhiệm vụ này là qua phân tích tìm ra các nguyên nhân thực tế hay ẩn gây ra các tổn thất và từ đó có thể đề xuất các cơ hội tốt nhất cho các vấn đề thực tế. Không cần phân tích nguyên nhân đối với các vấn đề đã có giải pháp ngay và hiệu quả. − Để tìm ra nguyên nhân, cần đặt ra các câu hỏi “Tại sao ?”, ví dụ:  Tại sao tồn tại dòng chất thải này?  Tại sao tiêu thụ nguyên liệu, hóa chất và năng lượng cao như vậy?  Tại sao chất thải được tạo ra nhiều ? Tình trạng của Lựa chọn thiết bị? Thiết kế và bố công nghệ? trí thiết bị? Lựa chọn và chất lượng của nguyên Chất thải sinh ra có Đặc tính của liệu vào? phải vì: sản phẩm? Kế hoạch quản lý và hệ thống thông Vận hành và Kỹ năng của bảo dưỡng? tin? công nhân? 2.2.3. Giai đoạn 3 - Đề xuất các cơ hội (giải pháp) giảm thiểu chất thải . Nhiệm vụ 8: Xây dựng các cơ hội giảm thiểu chất thải (GTCT) − Các cơ hội GTCT được đưa ra trên cơ sở:  Sự động não, kiến thức và tính sáng tạo của các thành viên trong nhóm,  Tranh thủ ý kiến từ các cá nhân bên ngoài nhóm (người làm việc ở các dây chuyền tương tự, các nhà cung cấp thiết bị, các kỹ sư tư vấn, ),  Khảo sát công nghệ và thu thập thông tin về các định mức từ các cơ sở ở nước ngoài. − Phân loại các cơ hội GTCT cho mỗi quá trình/dòng thải vào các nhóm: (1). Thay thế nguyên liệu (5). Thay đổi công nghệ (2). Quản lý nội vi tốt hơn (6). Thu hồi và tuần hoàn tại chỗ (3). Kiểm soát quá trình tốt hơn (7). Sản xuất sản phẩm phụ hữu ích (4). Cải tiến thiết bị (8). Cải tiến sản phẩm
  19. 19 . Nhiệm vụ 9: Lựa chọn các cơ hội có thể thực hiện được − Các cơ hội SXSH đề ra ở trên được sàng lọc để loại đi các trường hợp không thực tế. Quá trình loại bỏ phải đơn giản, nhanh và dễ hiểu, thường chỉ cần định tính.
  20. 20 − Các cơ hội sẽ được phân chia thành:  Cơ hội khả thi thấy rõ, có thể thực hiện ngay,  Cơ hội không khả thi thấy rõ, loại bỏ ngay,  Các cơ hội còn lại - sẽ được nghiên cứu tính khả thi chi tiết hơn. 2.2.4. Giai đoạn 4 - Lựa chọn giải pháp giảm thiểu chất thải . Nhiệm vụ 10: Đánh giá tính khả thi về kỹ thuật − Để thực hiện nhiệm vụ này, cần phải đánh giá tác động của cơ hội SXSH dự kiến đến quá trình sản xuất, sản phẩm, tốc độ sản xuất, độ an toàn, Ngoài ra, cũng cần phải liệt kê ra những thay đổi kỹ thuật để thực hiện cơ hội SXSH này. − Danh mục các yếu tố kỹ thuật để đánh giá:  Chất lượng sản phẩm  Công suất  Yêu cầu về diện tích  Thời gian ngừng sản xuất để lắp đặt  Tính tương thích với các thiết bị đang dùng  Các yêu cầu về vận hành và bảo dưỡng  Nhu cầu huấn luyện kỹ thuật  Khía cạnh an toàn và sức khỏe nghề nghiệp . Nhiệm vụ 11: Đánh giá tính khả thi về kinh tế − Đối với các doanh nghiệp vừa và nhỏ, tính khả thi về kinh tế là thông số quan trọng nhất để đánh giá các cơ hội SXSH. Cần ưu tiên trước hết các cơ hội có chi phí thấp. − Các công việc cần làm:  Thu thập số liệu về:  Các chi phí đầu tư (thiết bị, xây dựng/ lắp đặt, huấn luyện/đào tạo, khởi động, ngừng sản xuất, )  Chi phí vận hành  Các khoản tiết kiệm/thu lợi (về tiêu thụ nguyên liệu, công lao động, tiêu thụ năng lượng/nước, bán các sản phẩm, )  Lựa chọn các tiêu chí đánh giá về kinh tế: được đề cập đến sau.  Tính toán kinh tế. − Về tiêu chí đánh giá: Trước hết cần làm quen với khái niệm dòng tiền và thời gian của dòng tiến qua các ví dụ sau:
  21. 21 Ví dụ 1 về dòng tiền: Dòng ra (Tiền tiêu đi) Dòng vào (Tiền thu về) Một lần Chi phí đầu tư ban đầu Giá trị còn lại của thiết bị Hàng năm Chi phí vận hành và thuế Doanh thu và tiết kiệm khi vận hành Khác Vốn lưu động Vốn lưu động Ví dụ 2 về thời gian của các dòng tiền: Kết thúc dự án Giá trị còn lại Doanh thu/tiết kiệm hàng năm Thời gian Năm 1 Năm 2 Năm 3 Chi phí/lãng phí hành năm Năm 0: Đầu tư ban đầu Ví dụ 3 về dòng tiền bằng bảng: Năm 0 Năm 1 Năm 2 Năm Năm n Dòng ra I C1 C2 Cn Dòng vào 0 B1 B2 Bn Dòng tiền ròng CFo = - I CF1 = B1 – CF2 = B2 – CFn = Bn – Cn hàng năm C1 C2 Lưu ý: Khi chúng ta đầu tư cho một giải pháp SXSH hay một dự án, chúng ta có: 1. Một khoản đầu tư ban đầu – HÔM NAY
  22. 22 2. Một loạt dòng tiền (vào ra) trong TƯƠNG LAI, dự tính sẽ bù lại khoản đầu tư hiện tại - Trước khi có thể so sánh các dòng tiền ở các năm khác nhau, chúng ta cần quy đổi chúng về cùng một mặt bằng giá trị tại một năm duy nhất. - Cách đơn giản nhất là quy đổi các dòng tiền của dự án về thời điểm hiện tại khi bắt đầu thực hiện dự án thông qua phương pháp chiết khấu. Công thức chiết khấu: FVt PV = (1 + r)t PV (Present Value): Giá trị dòng tiền ở thời điểm gốc, tức là lúc bắt đầu dự án FVt (Future Value): Giá trị dòng tiền trong năm t r: Tỷ lệ chiết khấu (thường tính theo lãi suất ngân hàng) t: Số năm từ khi bắt đầu dự án 1) Với các giải pháp có chi phí thấp hay trung bình a. Thời gian hoàn vốn (payback period) * Có thể sử dụng tiêu chí đơn giản là “thời gian hoàn vốn” để đánh giá. Thời gian hoàn vốn là thời gian cần thiết để các dòng tiền tương lai dự tính có thể hoàn lại được dòng tiền đầu tư ban đầu. * Thời gian hoàn vốn được sử dụng chủ yếu để đánh giá các đầu tư về thiết bị khi thời gian hoàn vốn ngắn (1-3 năm) và không cần thiết phải dùng đến các phương pháp đánh giá chi tiết hơn. Thời gian hoàn vốn giản đơn: * Nếu các dòng tiền tương lai ước tính cố định bằng nhau, thì thời gian hoàn vốn giản đơn sẽ là: Vốn đầu tư ban đầu Thời gian hoàn vốn vố (nă ) = n m Dòng tiền ròng một năm Trong đó: Vốn đầu tư bao gồm: Thiết bị, lắp đặt, huấn luyện, đào tạo, khởi động, v.v. . . Tiết kiệm chi phí thực hàng năm: bán sản phẩm, nhân công, vật liệu thô, nước, năng lượng, v.v * Nếu các dòng tiền tương lai của các năm ước tính không bằng nhau thì sử dụng phương pháp cộng dồn. * Gọi là thời gian hoàn vốn đơn giản vì không tính đến chiết khấu của các dòng tiền tương lai. * Thời gian hoàn vốn càng ngắn thì cơ hội SXSH xem xét càng khả thi.
  23. 23 Thời gian hoàn vốn chiết khấu: * Thời gian hoàn vốn có thể được tính bằng cách dựa trên những dòng tiền tương lai đã được chiết khấu. Cách tính này chính xác hơn bởi vì nó nhìn nhận giá trị thời gian của đồng tiền. * Có thể sử dụng phương pháp cộng dồn để tính Thời gian hoàn vốn chiết khấu. * Thời gian hoàn vốn chiết khấu có chiết khấu của một dự án sẽ dài hơn Thời gian hoàn vốn giản đơn của nó. 2) Với các giải pháp có chi phí cao Với các giải pháp có chi phí cao, cần phải chi tiết hơn - tức là phải tính đến lãi suất/chiết khấu. Khi đó người ta thường dùng 3 tiêu chí sau: a. Giá trị hiện tại ròng của đầu tư cho SXSH (NPV = Net Present Value). - Khi tiến hành so sánh giữa lợi ích và chi phí đầu tư SXSH, để phản ánh đúng bản chất của nó người ta đưa tất cả các giá trị lợi ích cũng như chi phí về một thời điểm để so sánh. Thời điểm để so sánh thường tính là năm dự án bắt đầu hoạt động. Các giá trị về lợi ích và chi phí khi đưa về thời điểm so sánh phải được chiết khấu thông qua lãi suất chiết khấu (r) thường bằng với lãi suất ngân hàng. - Hiệu số của hiện giá lợi ích và chi phí được gọi là giá trị hiện tại ròng của dự án (NPV). Giá trị hiện tại ròng NPV cho chúng ta biết quy mô của khoản thu nhập ròng mà đầu tư cho SXSH có thể mang lại sau khi đã hoàn đủ vốn đầu tư ban đầu tính theo thời giá hiện tại. Do vậy NPV = hiện giá lợi ích - hiện giá chi phí phải lớn hơn 0 thì giải pháp đầu tư SXSH xem xét mới là khả thi về kinh tế. - Khi có sự lựa chọn giữa các giải pháp SXSH khác nhau, giải pháp nào có NPV cao nhất sẽ được chọn để thực hiện. n B n C t − + t NPV = ∑ t (Co ∑ t ) > 0 t = 1 (1 + r) t = 1 (1 + r) Trong đó: Bt: Lợi ích năm thứ t Ct: Chi phí năm thứ t Co : Chi phí đầu tư ban đầu t: thời gian tính từ năm gốc n: Vòng đời dự án r: tỷ suất chiết khấu (hay lãi suất ngân hàng r) Ví dụ về thẩm định tài chính dự án đầu tư SXSH: tính giá trị hiện tại ròng NPV Năm 0 1 2 3 4 5 Đầu tư ban đầu - 1.700 $ Chi phí vận hành - 100 $ - 100 $ - 100 $ - 100 $ - 100 $
  24. 24 Năm 0 1 2 3 4 5 Chi phí khác 600 $ 600 $ 600 $ 600 $ 600 $ Tiết kiệm chi phí ròng 500 $ 500 $ 500 $ 500 $ 500 $ Tiết kiệm chi phí ròng 463 $ 429 $ 379 $ 368 $ 340 $ đã chiết khấu (r=8%) Tổng chi phí ròng đã 1.996 $ chiết khấu Giá trị hiện tại ròng 296 $ NPV Chỉ số sinh lợi 17,41% (NPV/I) b. Tỷ số thu hồi vốn nội tại hay hệ số hoàn vốn nội tại (IRR = Internal Rate of Return) IRR chính là lãi suất chiết khấu (r) mà ứng với nó tổng giá trị hiện tại của các khoản thu lợi bằng tổng hiện giá vốn đầu tư hay: n B n C t − + t NPV = ∑ t (Co ∑ t ) = 0 t = 1 (1 + r) t = 1 (1 + r) IRR phải lớn hơn lãi suất ngân hàng r thì giải pháp SXSH mới được thực hiện và IRR càng cao thì giải pháp SXSH càng dễ chấp nhận. c. Tỷ số lợi ích-chi phí (BCR = Benefits Cost Ratio) Tỷ số này cho biết mối tương quan giữa giá trị hiện tại của thu nhập (doanh thu) và giá trị hiện tại của chi phí (giá thành). Tổng hiện giá thu nhập n B n Ct ∑ t : (Co + ∑ ) BCR = = NPV = + t + t Tổng hiện giá chi phí t = 1 (1 r) t = 1 (1 r) → Nếu BCR > 1 thì giải pháp xem xét là khả thi về kinh tế. . Nhiệm vụ 12: Đánh giá khía cạnh môi trường − Trong đa số trường hợp, nhất là với các cơ hội SXSH liên quan đến quản lý nội vi và cải tiến hiệu quả, các lợi ích về môi trường là khá rõ (giảm chất thải). Tuy nhiên, với những trường hợp phức tạp như thay đổi nguyên liệu, sản phẩm hay quá trình thì việc đánh giá các khía cạnh môi trường cần được quan tâm. Cần chú ý các khía cạnh môi trường:  Ảnh hưởng lên số lượng và độc tính của các dòng thải
  25. 25  Nguy cơ chuyển sang môi trường khác  Tác động môi trường của các nguyên liệu thay thế  Tiêu thụ năng lượng. − Những tiêu chí cải thiện môi trường thực sự là:  Giảm tổng lượng chất ô nhiễm  Giảm độc tính của dòng thải hay phát thải còn lại  Giảm sử dụng nguyên liệu không tái tạo hay độc hại  Giảm tiêu thụ năng lượng. . Nhiệm vụ 13: Lựa chọn giải pháp sẽ thực hiện − Kết hợp các kết quả đánh giá khả thi về kỹ thuật, kinh tế, môi trường để lựa chọn giải pháp SXSH cho việc thực hiện tiếp sau. − Một trong các phương pháp để lựa chọn sơ bộ các cơ hội GTCT là phương pháp “Lấy tổng có trọng số” (Xem tài liệu đọc thêm). 3.2.5. Giai đoạn 5 - thực thi giải pháp giảm thiểu chất thải Một số các giải pháp có thể thực hiện ngay sau khi được xác lập (ví dụ sửa chữa các chỗ rò rỉ và buộc tuân thủ các quy trình công tác), trong khi một số khác đòi hỏi phải có một kế hoạch hệ thống để thực hiện. . Nhiệm vụ 14: Chuẩn bị thực hiện − Để bảo đảm thực hiện tốt các cơ hội SXSH, một kế hoạch hành động (action plan) phải được xây dựng. Một kế hoạch hành động phải gồm:  Các hoạt động gì sẽ được tiến hành?  Các hoạt động phải tiến hành như thế nào?  Các nguồn tài chính và các nhu cầu về nhân lực để tiến hành các hoạt động?  Ai sẽ chịu trách nhiệm quản lý các hoạt động?  Giám sát các cải tiến bằng cách nào?  Thời gian biểu? − Ví dụ với giải pháp thay đổi thiết bị, các nội dung chuẩn bị cụ thể gồm :  Ghi ra các tính năng kỹ thuật chi tiết của thiết bị  Chuẩn bị một kế hoạch xây dựng chi tiết  So sánh và lựa chọn thiết bị từ các nhà cung cấp khác nhau  Lập kế hoạch thích hợp để giảm thiểu thời gian lắp đặt − Dĩ nhiên kế hoạch hành động phải được cấp quản lý thông qua trước khi thực hiện. . Nhiệm vụ 15: Thực hiện giải pháp giảm thiểu chất thải − Cần chú ý rằng để đạt được kết quả tối ưu thì việc đào tạo nguồn nhân lực nội bộ (cán bộ, công nhân) không được phép bỏ qua mà phải xem là một công tác quan
  26. 26 trọng. Nhu cầu đào tạo phải được xác định trong khi đánh giá jhả thi về mặt kỹ thuật. − Để có thể áp dụng SXSH một cách hiệu quả và tự duy trì được thì cần phải thực hiện phương pháp được thiết kế phù hợp với cơ sở, ngành đó. Thực hiện trên cơ sở từng phần một có thể đạt được ngay các kết quả ngắn hạn nhưng sẽ không duy trì được lâu. . Nhiệm vụ 16: Giám sát và đánh giá kết quả − Việc giám sát và đánh giá nhằm tìm ra các nguyên nhân làm sai lệch (nếu có) của kết quả đạt được so với kết quả dự kiến và thông tin đến cấp quản lý để duy trì sự cam kết của họ với SXSH. − Việc giám sát và đánh giá đạt được bằng cách so sánh kết quả trước và sau khi thực hiện giải pháp SXSH về tiêu thụ nguyên liệu, năng lượng, sự phát sinh chất thải, 3.2.6. Giai đoạn 6 - Duy trì giải pháp giảm thiểu chất thải Nhóm công tác SXSH vẫn còn trách nhiệm sau khi đã thực hiện các giải pháp SXSH nhằm duy trì giải pháp và tiếp tục làm giảm chất thải, tăng lợi nhuận trong tương lai. . Nhiệm vụ 17: Duy trì các giải pháp giảm thiểu chất thải − Thông thường trong các lĩnh vực như quản lý nội vi hay tối ưu hóa quá trình, người lao động thường hay có xu hướng quay trở lại với các hoạt động và gây lãng phí nếu không thường xuyên tạo ra động cơ duy trì các hoạt động đã cải tiến. Một số biện pháp có thể bảo đảm cho người lao động tiếp tục tham gia và các thành tựu đã đạt được như tiền thưởng, bằng khen, . Nhiệm vụ 18: Tiếp tục xác định và chọn ra các công đoạn gây lãng phí − Trong khi đang cải thiện hoạt động môi truờng của quá trình lãng phí đã lựa chọn, phải lựa chọn quá trình mới để làm trọng tâm cho quá trình kiểm tóan SXSH tiếp theo. Trọng tâm kiểm toán mới lựa chọn sẽ lại là đối tượng của các nhiệm vụ bắt đầu từ giai đoạn 2. Tài liệu đọc thêm chương 2: 2.1. Car Duisberg Gesellschaft (Bangkok office), EE Program (AIT). Project Casework on Integrated Pollution Prevention and Control. Bangkok. 1995 (Phân tích tình hình tài chính của việc phòng ngừa ô nhiễm ở nhà máy sản xuất polypropylen) 2.2. Phương pháp tính tổng trọng số.
  27. 25 Chương 3. MỘT SỐ NGHIÊN CỨU ĐIỂN HÌNH VỀ ÁP DỤNG SXSH 3.1. Áp dụng SXSH trong công nghiệp sản xuất bia 3.1.1. Tổng quan về quá trình sản xuất − Bia là 1 loại nước giải khát lên men bổ dưỡng, có độ rượu nhẹ (hàm lượng etanol C2H5OH khoảng 3-6%), có gas (CO2: 3-4g/l) có bọt mịn, xốp, hương vị thơm ngon. − Các nguyên liệu chính để sản xuất bia gồm: malt (đại mạch, tiểu mạch ); nguyên liệu thay thế (gạo, lúa mì, ngô); hoa houblon; men và một lượng nước rất lớn. Malt Nguyên liệu thay thế Nước Xay, nghiền Nước thải Nước Đường hóa (nấu nha) Nước thải Phụ gia Nước thải Lọc dịch đường Bã malt Hoa houblon Nấu sôi dịch nha với hoa Nước thải Tách bã Bã hoa Làm lạnh Nước thải Men giống Lên men chính, phụ Nước thải Bã men Phục hồi men Nước thải Lọc bia Chất trợ lọc Bã lọc Bão hòa CO 2 Nước Xút Chai Rửa chai Chiết chai, đóng nắp Nước thải Thanh trùng Nước thải Kiểm tra, dán nhãn Thành phẩm Hình 3.1. Sơ đồ công nghệ sản xuất bia chai
  28. 26 - Các công đoạn của công nghệ sản xuất bia được mô tả ở hình 3.1. Các công đoạn chính là: đường hóa, nấu sôi dịch nha với hoa houblon, lên men bia, lọc và đóng chai 3.1.2. Các vấn đề môi trường − Nước thải là vấn đề quan tâm chính - sản xuất bia sinh ra một lượng nước thải rất lớn với hàm lượng chất hữu cơ cao, pH, nhiệt độ cao (xem ví dụ NM Bia Sài Gòn cho ở bảng 3.1.) − Tiêu thụ nhiều nước và khá nhiều năng lượng. − Mùi từ nhà lên men và phát thải khí từ nồi hơi. − Các chất thải rắn bao gồm hèm (cặn sinh khối + men dư), chất trợ lọc, Bảng 3.1. Một số đặc trưng nước thải nhà máy bia Sài Gòn TCVN 5945-1995 Thông số, đơn vị Giá trị A B C pH 4,5 - 5,0 6 - 9 5,5 - 9 5 - 9 BOD5, mg/L 1700 ÷ 2700 20 50 100 COD, mg/L 3500 ÷ 4000 50 100 400 SS, mg/L 250 ÷ 300 50 100 200 3 Tổng PO4 , mg/L 20 ÷ 40 4 6 8 NH3-N, mg/L 12 ÷ 15 0,1 1 10 (Nguồn: CEFINEA, ĐHQG Tp.HCM) Ghi chú: Loại A - khi thải vào nguồn dùng cho xử lý nước cấp sinh hoạt. Loại B - khi thải vào nguồn nước dùng cho các mục đích khác. Loại C - nước thải có nồng độ lớn hơn cột C thì không được phép thải vào môi trường Bảng 3.2. Các định mức tiêu thụ nguyên liệu và phát sinh chất thải của sản xuất bia đóng chai Định mức nguyên liệu/Chất thải Công nghệ Công nghệ BAT truyền thống trung bình Nước (m3 /m3 bia) 20-35 7-15 4 Nhiệt (MJ/100 L bia) 390 250 150 Điện (kWh/100 L bia) 20 16 8-12
  29. 27 Định mức nguyên liệu/Chất thải Công nghệ Công nghệ BAT truyền thống trung bình Malt/ng.liệu thay thế malt (kg/100 L bia) 18 16 15 NaOH (kg/100 L bia) 0.5 0.25 0.1 Chất trợ lọc Kieselguhr (g/100 L bia) 570 255 80 Nước thải (m3 /m3 bia) 18-28 5.5-12 2.5 (Nguồn: UNEP, 1998 và Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga, 1999) Các nguồn chất thải ở 4 công đoạn chính được chỉ ra ở hình 3.2 Malt, Nước Ngũ cốc thay malt Mùi Hoa houblon Nấu mạch nha Bã bột Nước, kiềm Nước thải CO Men 2 Lên men Nước, kiềm Men thừa Nước thải CO 2 Bột trợ lọc Bột trợ lọc và men Lọc bia Tấm lọc Tấm lọc Nước , kiềm Nước thải Chai, két, nắp Chai vỡ Nhãn, Keo Đóng chai Bia thừa Sô đa, Nước Nước thải Bia chai Hình 3.2. Các vấn đề môi trường quan tâm ở các công đoạn chính sản xuất bia 3.1.3. Các cơ hội SXSH a. Các cơ hội SXSH tổng quát - Quản lý nội vi tốt − Công nghiệp sản xuất bia được đặc trưng bởi sự tiêu thụ nhiều nước và nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao. Chỉ có rất ít các nguyên liệu và hóa chất nguy hại được tiêu thụ. Các cơ hội SXSH trong sản xuất bia tập trung vào việc giảm tiêu thụ nguyên liệu, cải tiến hiệu suất quá trình và xử lý thích hợp các chất thải và sản phẩm phụ. − Quản lý nội vi tốt có thể giúp tiết kiệm nguyên liệu và giảm các tác động môi trường ở tất cả các bộ phận. Dưới đây là một số ví dụ tổng quát liên quan đến quản lý nội vi tốt.  Giám sát lượng nước sử dụng − Từ chỗ phân tích kỹ việc sử dụng nước (bằng cách lắp đặt đồng hồ nước trên các tuyến ống cấp nước đến các thiết bị hay công đoạn tiêu thụ nước; định kỳ ghi lại
  30. 28 lượng nước sử dụng trong thời gian làm việc bình thường, trong thời gian làm vệ sinh nhà xưởng và những giờ không làm việc) sẽ tìm ra những nơi sử dụng nước không cần thiết, ví dụ để vòi chảy liên tục không nhằm mục đích gì cả. Ngừng các lãng phí như vậy bằng cách lắp các thiết bị tự động như sensor, bộ hẹn giờ,  Công tác vệ sinh − Các vòi nước dùng vệ sinh sàn và thiết bị nên lắp vòi phun tia để giảm lượng nước tiêu thụ. Bằng cách này có thể giảm 20-30% lượng nước tiêu thụ. Phải bố trí sao cho nước khử trùng phải dùng được cho một số bồn hay ống thay vì thải bỏ sau khi vô trùng chỉ 1 bồn.  Bảo dưỡng − Một phần quan trọng của quản lý nội vi tốt là công tác bảo dưỡng. Có thể tổn thất nhiều nước, hơi, bia nếu bảo dưỡng không thích hợp.  Cân đối nước nóng − Liên quan đến tiết kiệm năng lượng. Để tối ưu hoá việc sử dụng nước nóng, phải tính cân bằng cho toàn bộ quá trình sản xuất bia; phải làm rõ cần dùng nước nóng chỗ nào, khi nào và bao nhiêu; nơi nào cần trộn nước lạnh với hơi để thay nước nóng (ví dụ rửa, thanh trùng, súc chai). − Từ cân bằng có thể tính toán kích thước thích hợp của bể nước nóng. Nếu bể quá to, sẽ cần nhiều hơi để đun nóng lại sau khi nghỉ cuối tuần. Nếu bể quá nhỏ, sẽ mất nước nóng do chảy tràn. Mất 1m3 nước nóng (85oC) tương ứng với mất 8,7 kg dầu.  Sử dụng hơi − Phải bảo đảm tất cả các bề mặt ấm hay nóng (ống, bể) đều được bảo ôn tốt và phần nước ngưng được hồi lưu về nồi hơi. Nồi hơi phải đuợc điều chỉnh để bảo đảm sinh hơi tối ưu và ô nhiễm không khí ít nhất.  Sử dụng điện − Tất cả thiết bị và đèn chiếu sáng phải được tắt khi không cần đến, và các cửa ở khu vực lạnh phải được đóng kín để giảm tổn thất nhiệt. − Việc lắp đặt một mô tơ mới và hiệu suất cao hơn sẽ làm giảm tiêu thụ điện năng. Các bộ biến tần tạo khả năng kiêm soát các mô tơ tốt hơn, ví dụ làm giảm tốc độ các băng tải đến tối ưu. b. Cơ hội SXSH ở các công đoạn chính (1). Nấu sôi dịch nha với hoa houblon Dịch nha Hơi Hơi Điện Nấu dịch nha Mùi Dịch kiềm (soda) Nước thải Hoa houblon Dịch nha nóng
  31. 29 Mô tả tóm tắt: Dịch nha được bơm từ thùng chứa vào buồng nấu (trực tiếp hay qua đun sơ bộ), rồi được đun sôi với hoa houblon. Trong quá trình sôi, các protein sẽ keo tụ và lắng xuống cùng với bã hoa và các chất chát (tannin). Mục đích đun sôi là vô trùng dịch nha; tạo ra vị cho bia sau này; chiết chất đắng từ hoa houblon; tăng nồng độ dịch nha. Các vấn đề môi trường: − Tiêu thụ năng lượng cao và ô nhiễm không khí. Đây là công đoạn tiêu thụ năng lượng nhiều nhất. Nếu nồi hơi đun bằng than đá hay dầu thì sử dụng nhiều hơi sẽ dẫn đến phát thải nhiều khí carbonic (CO2), oxít lưu huỳnh (SO2), các oxit nitơ (NOx) và các hydrocarbon thơm đa vòng (PAH). − Mùi: Quá trình nấu dịch nha sẽ sinh ra mùi đặc trưng có thể gây khó chịu cho những người sống gần đó. Các cơ hội SXSH − Làm giảm sự bay hơi.của dịch nha: Giảm bay hơi từ 8 - 15% bình thường xuống 5 - 8% sẽ làm giảm đáng kể tiêu thụ năng lượng. − Cải tiến sự truyền nhiệt. Làm vệ sinh định kỳ các ống dẫn hơi để tránh tạo cắn trên các ống hơi. − Tận thu nhiệt từ hơi dịch nha. Sử dụng nhiệt từ hơi của dịch nha bằng cách ngưng nó trong một bộ trao đổi nhiệt (để đun nóng nước). Có thể lắp một vòi hơi để tái sử dụng hơi của dịch nha trở lại đun sôi dịch nha. (2). Lên men Dịch nha được thông khí Khí CO Lên men 2 Điện Hèm (sinh khối men) Bia tươi Tóm tắt quá trình: Trong thời gian lên men, nấm men sẽ phát triển và chuyển hoá dịch chiết thành etanol và CO2. Do sự sinh truởng của nấm men (6-7 lần), sẽ có một lượng hèm (sinh khối men) đáng kể từ thiết bị lên men. + Lên men chính: thực hiện ở nhiệt độ: 280 - 300. Tế bào nấm men phát triển mạnh, phân huỷ nhiều cơ chất để biến thành etanol, CO2, H2O. Kết thúc cho ra sản phẩm là bia non còn đục, có mùi đặc trưng. + Lên men phụ: thực hiện trong các thiết bị kín, nhiệt độ: 0 - 50 C. Quá trình lên men chậm, ủ chín bia, có thể kéo dài vài tuần tuỳ theo từng loại bia. Các vấn đề môi trường − Phần hèm đóng góp hàm lượng chất hữu cơ vào nước thải. Huyến phù men (gồm men và bia) có BOD rất cao (120.000-140.000 mg/L). Khi thải vào nước cống sẽ gây ô nhiễm nặng và tạo mùi khó chịu khi bắt đầu phân huỷ.
  32. 30 − Quá trình lên men sinh ra CO2 đóng góp vào hiệu ứng nhà kính. Các cơ hội SXSH − Tận dụng nhiệt từ dịch nha nóng. VD: dùng nước lạnh làm nguội dịch nha trước khi lên men, sau đó nước nóng thu được sẽ dùng trong các công đoạn khác. − Sử dụng hèm làm sản phẩm hữu ích. Hèm (chứa nhiều protein, vitamin, chất béo và khoáng) có thể sử dụng vào mục đích làm thức ăn gia súc, thức ăn nuôi cá; ở dạng tươi hay sấy khô. − Ly tâm hèm. Để giảm tổn thất bia và tận dụng sinh khối men, có thể lắp một máy ly lâm để tách sinh khối men và bia tươi. Sau đó hồi lưu bia tươi về thiết bị lên men còn sinh khối men thì được sử dụng lại hoặc sấy khô để bán làm thức ăn gia súc. − Tái sử dụng CO2. Lắp đặt nhà máy tinh chế CO2, sử dụng CO2 ở các công đoạn khác (3). Công đoạn lọc Tóm tắt quá trình: Thông thường, bia được lọc bằng vật liệu trợ lọc là kieselguhr (một loại khoáng sét). Khi trở kháng cao, thiết bị lọc được rửa ngược bằng nước. Các thiết bị lọc khác được sử dụng như tấm lọc cao áp, dĩa lọc, Bia lạnh Điện Giấy lọc Giấy lọc đã sử dụng Lọc Bột trợ lọc Nước thải với hàm Nước lượng chất hữu cơ cao Bia tươi Các vấn đề môi trường quan tâm − Nước thải Khi rửa ngược thiết bị lọc, vật liệu lọc đã sử dụng và men bị giữ lại sẽ theo vào nước thải, làm tăng hàm lượng chất hữu cơ, độ đục, tạo mùi hôi. − Sức khoẻ nghề nghiệp Thao tác với kieselguhr có thể gây ra bệnh nghề nghiệp do các hạt bụi mịn, có thể dẫn đến các bệnh phổi. Các cơ hội SXSH − Cải thiện hiệu năng lọc (Tăng lượng bia được lọc trước khi trở kháng lọc cao) Có thể tăng hiệu năng lọc bằng: • Giảm hàm lượng men và protein trong bia bằng cách cải tiến quá trình lắng trong buồng lên men và buồng ủ bia, ví dụ thêm chất trợ lắng. Chất lượng malt xấu cũng có thể làm • quá trình lắng kém trong buồng lên men, có thể phải mua malt chất lượng tốt hơn. • Lắp thiết bị ly tâm để loại men trước khi lọc.
  33. 31 • Tối ưu hoá quá trình lọc nhờ kỹ thuật nhồi vật liệu trợ lọc vào thiết bị. • Thay kieselguhr bằng perlite (một loại khoáng khác) có ưu điểm là có thể tái chế và tái sử dụng được. (4). Súc rửa chai Chai mới hay cũ NaOH Súc chai Nước thải có pH cao Nước và nhiều chất bẩn Khí nén Thuỷ tinh vỡ Chai đã rửa Mô tả tóm tắt Chai cũ hay mới được súc rửa qua hệ thống rửa; đầu tiên rửa bằng nước nóng → rửa với dung dịch kiềm nóng → phun và tráng bằng nước nóng → tráng bằng nước lạnh. Các vấn đề môi trường quan tâm − Nước thải Nước thải từ khâu rửa chai chứa bụi, bia, giấy vụn (nhãn bóc ra), đặc biệt có tính kiềm mạnh với pH có thể lên tới 12. − Tiêu thụ nước Tiêu thụ nước rửa, tráng và ngâm chai rất cao, đến 3-4 lít nước/lít thể tích chai cũ. Các cơ hội SXSH − Giảm tiêu thụ kiềm (NaOH) • Sửa chữa và bảo dưỡng thích hợp máy bóc nhãn cũ sẽ giúp kéo dài thời gian sử dụng bể xút (lâu thải hơn). • Lắp 1 bể thu hồi kiềm. Trong những ngày nghỉ cuối tuần, dung dịch kiềm được bơm vào một bể lắng kín để tách các bụi và vật rắn. Sau đó tái sử dụng dung dịch kiềm này. Giải pháp này có thời gian hoàn vốn rất ngắn. • Khống chế nồng độ kiềm khoảng 2-3% đủ để rửa. − Giảm tiêu thụ nước Tối ưu hoá khu vực rửa để tiết kiệm nước: • Lắp đặt van tự động để ngắt vòi nước khi gián đoạn sản xuất. • Lắp đặt các loại vòi rửa hiệu quả hơn • Nước tráng ở 2 vòng sau cùng có thể dùng lại cho vòng đầu tiên. 3.2. Áp dụng SXSH trong công nghiệp dệt nhuộm 3.2.1. Tổng quan về quá trình sản xuất
  34. 32 − Về cơ bản, công nghệ dệt-nhuộm có 3 giai đoạn chủ yếu: kéo sợi thành chỉ; dệt vải và xử lý (nấu tẩy); nhuộm và hoàn thiện vải. Trong số đó các công đoạn “ướt” như hồ sợi, giặt, nhuộm vải, hoàn tất là đáng quan tâm về môi trường. Sơ đồ công nghệ dệt-nhuộm cho ở hình 3.3. − Nguyên liệu đầu có thể là sợi thiên nhiên (sợi bông) hay tơ nhân tạo (polyester, visco, ). Các hóa chất sử dụng trong dệt-nhuộm khá phong phú, gồm hồ (tinh bột hay PVA), chất tẩy trắng (NaOCl, H2O2, ); NaOH, H2SO4; đặc biệt là các thuốc nhuộm và phụ gia. Kéo sợi, chải, ghép, Nguyên liệu đầu đánh ống H O, tinh bột, phụ Nước thải chứa hồ tinh 2 Hồ sợi gia bôt, hóa chất Dệt vải Nước thải chứa hồ tinh Enzyme, NaOH Giũ hồ bôt bị thủy phân, NaOH NaOH, hóa chất Nấu Hơi nước Nước thải H SO 2 4 H O Xử lý acíd, giặt Nước thải 2 Chất tẩy giặt H O , NaOCl, hóa 2 2 Tẩy trắng Nước thải chất H SO 2 4 Giặt Nước thải H O , chất tẩy giặt 2 2 NaOH, hóa chất Làm bóng Nước thải Dung dịch nhuộm Nhuộm, in hoa Dịch nhuộm thải H SO 2 4 Giặt Nước thải H O , chất tẩy giặt 2 2 Hơi nước Hoàn tất, văng khổ Nước thải Hồ, hóa chất Sản phẩm Hình 3.3. Sơ đồ dòng công nghệ dệt nhuộm hàng sợi bông
  35. 33 3.2.2. Các vấn đề môi trường Các vấn đề môi trường đối với ngành dệt-nhuộm gồm: − sử dụng nhiều nước và hoá chất ⇒ tạo ra nước thải có lưu lượng lớn và chứa nhiều chất ô nhiễm, đặc biệt là có màu mạnh − tiêu thụ nhiều năng lượng, sử dụng một số dung môi hữu cơ và hoá chất ⇒ tạo ra khí thải a. Tiêu thụ nước − Công nghiệp dệt nhuộm tiêu thụ nhiều nước cho các công đoạn “ướt” và rửa. Ước tính cần khoảng 50 ÷ 300 lít nước/kg hàng dệt cho khâu xử lý hoàn tất. Tiêu thụ nhiều nước cũng có nghĩa là lượng nước thải cũng lớn. b. Tiêu thụ năng lượng − Năng lượng được sử dụng chủ yếu để đun nóng nước và sấy khô sản phẩm nhuộm. Tiêu thụ năng lượng làm giảm tài nguyên và đóng góp vào ô nhiễm không khí. c. Nước thải chứa nhiều hóa chất − Do có nhiều hóa chất khác nhau sử dụng trong các công đoạn, nên thành phần nước thải cũng thay đổi đáng kể và khó xử lý. Thuốc nhuộm gây màu mạnh khi thải nước thải gây sự chú ý đặc biệt. Một số hóa chất trong nước thải độc hại với cá và các thủy sinh vật khác. − Các thành phần không mong muốn trong nguyên liệu như dầu mỡ và bụi, hồ, đóng góp vào sự ô nhiễm hữu cơ của nước thải. d. Sức khỏe và an toàn nghề nghiệp − Vấn đề sức khỏe nghề nghiệp cũng quan trọng không kém các vấn đề tác động môi trường. Nhiều hóa chất phụ trợ cho thuốc nhuộm có thể gây nguy hiểm khi thao tác. Một số có nguy cơ cháy nếu bảo quản không tốt. Các hóa chất có tính oxy hóa (chất tẩy trắng) hay kiềm mạnh có tính ăn mòn hay độc tính cấp. Một số dung môi và chất màu có thể gây nguy cơ mạn tính nếu tiếp xúc lâu dài. Bảng 3.3. Các quan tâm về môi trường của một số công đoạn lựa chọn trong dệt-nhuộm Các công đoạn Tiêu thụ/chất thải Các vấn đề môi trường Giũ hồ (Desizing) Nước thải có hàm lượng chất Gây ra phú duỡng cho sông, hồ, biển và tác hữu cơ cao động xấu đến đa dạng sinh học. Giặt Nước thải chứa các nhiều Tương tự như trên và nguy cơ gây ô nhiễm (Washing/Scouring) hoá chất và phức chất nước ngầm do kim loại nặng Các dung môi Các hợp chất hữu cơ bay hơi độc và gây ra Tiêu thụ nhiều năng lượng sương mù quang hoá ảnh hưởng xấu đến hệ hô hấp và gây ra các bệnh về phổi Làm cạn kiệt tài nguyên và gây ra ô nhiễm môi trường. Đặc biệt góp phần gia tăng sự nóng lên toàn cầu do phát thải CO2
  36. 34 Các công đoạn Tiêu thụ/chất thải Các vấn đề môi trường Nhuộm (Dyeing) Nước thải chứa nhiều chất Gây ra sự phú dưỡng và nguy cơ ảnh hưởng nhuộm và các chất lắng của xấu đến đa dạng sinh học các thủy vực do các các hoá chất phụ độc tố. Nguy cơ ô nhiễm kim loại nặng và ảnh Có thể tiêu thụ nhiều năng hưởng xấu đến con người lượng cho việc làm khô Làm cạn kiệt tài nguyên và gây ra ô nhiễm môi trường. Đặc biệt góp phần gia tăng sự nóng lên toàn cầu do phát thải CO2 Hoàn tất (Finishing) Hoá chất làm mềm nước Một số hoá chất làm mềm nước rất độc Formôn Formôn độc và có khả năng gây ung thư Cân bằng vật chất Trong hình 3.4. sau đây mô tả cân bằng vật chất cho một công nghiệp dệt-nhuộm trung bình. Khí thải: chưa tính được Vải: 1 tấn Nước: 220 m3 Hoá chất: 360 kg Vải dệt: 1 tấn Chất hoạt tính bề mặt: 32 kg Công nghiệp dệt Chất nhuộm: chưa tính được 3 Chất trợ nhuộm: 29 kg tiêu thụ ít năng Nước thải: 216 m Chất trợ in: 58 kg lượng và nhiên liệu Chất trợ ở giai đoạn hoàn tất: (Tính cho 1 tấn sản Chất thải: chưa tính 157 kg phẩm) được Năng lượng: chưa tính được Hình 3.4. Cân bằng vật chất cho một công nghiệp dệt nhuộm trung bình Lưu ý: Thông thường, mức tiêu thụ nước tiết kiệm vào khoảng 100-200 lít/kg vải dệt. Trong các ngành dệt sử dụng công nghệ tốt nhất hiện có, mức tiêu thụ nước có thể chỉ khoảng 50-100 lít/kg vải dệt. Trong nhiều trường hợp, việc tiêu thụ các hoá chất cơ bản thấp hơn 360kg/ tấn vải dệt. − Nước thải dệt nhuộm thường dao động lớn về lưu lượng và hàm lượng các chất ô nhiễm, tùy thuộc loại sản phẩm, chất lượng sản phẩm, Đặc điểm chung của nước thải dệt nhuộm là độ kiềm cao, có màu mạnh, hàm lượng chất hữu cơ và tổng chất. Xử lý NT dệt nhuộm thường rất khó, chủ yếu sử dụng các phương pháp hoá-lý và sinh học. − Nước thải một số cơ sở dệt nhuộm ở Việt Nam (mẫu hỗn hợp) được cho ở bảng 3.4. Bảng 3.4. Đặc tính nước thải của một số xí nghiệp dệt nhuộm ở Việt Nam Sản phẩm, Thông số Hàng bông Hàng pha Dệt len Sợi dệt thoi dệt kim Nước thải, m3/tấn vải 394 264 114 236 pH 8 - 11 9 - 10 9 9 - 11 Tổng chất rắn, mg/L 400 - 1000 950 - 1380 420 800 - 1300 BOD5, mg/L 70 - 135 90 - 220 120 - 130 90 - 130
  37. 35 Sản phẩm, Thông số Hàng bông Hàng pha Dệt len Sợi dệt thoi dệt kim COD, mg/L 150 - 380 230 - 500 400 - 450 210 - 230 Độ màu, Pt-Co 350 - 600 250 - 500 260 - 300 (Nguồn: Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga - Giáo trình CN xử lý nước thải) 3.2.3. Các cơ hội SXSH 3.2.3.1. Các cơ hội SXSH chung - Quản lý nội vi tốt 1 Giảm tiêu thụ nước, năng lượng và hóa chất với các biện pháp: 2 Kiểm tra các đơn pha chế − Việc kiểm tra toàn diện các đơn pha chế nhằm làm giảm liều dùng quá mức nước và các hóa chất. Không chỉ tập trung vào các thuốc nhuộm và hóa chất đắt tiền, mà cả các muối và chất trợ nhuộm khác. Dùng đúng “toa” không những giảm được tiêu thụ hóa chất mà còn cải thiện được chất lượng sản phẩm nhuộm. − Các giải pháp đơn gián ít tốn kém như lắp đặt các van tự động tắt, lắp đồng hồ nước, bảo dưỡng tốt các ống nước và các thiết bị đo, lắp các vòi phun để làm vệ sinh. Tự động hóa pha chế hóa chất − Tự động hóa sẽ dẫn giúp giảm tiêu thụ nguyên liệu, cải thiện độ lặp lại và giảm thiểu nguy cơ mắc sai sót. Thiết bị để tự động hóa việc pha chế đắt tiền, nhưng các lợi ích về kinh tế và môi trường là dễ thấy. Các thiết bị bán tự động rẻ hơn và có thể cho kết quả tốt tương tự. Tiêu thụ năng lượng − Kết hơp các công đoạn (giặt, tẩy trắng, nhuộm) có thể làm giảm tiêu thụ năng lượng và nước. − Bảo ôn tất cả các bề mặt ấm và nóng (ống, bể) để tránh lãng phí năng lượng. Giảm dung tỷ nhuộm (Liquor ratio) − Dung tỷ nhuộm - số lít nước trên 1 kg vải trong máy nhuộm từng mẻ (kg : l), ví dụ: tỷ lệ 1:10 có nghĩa là 10 l nước trên 1kg vải. − Giảm nước tiêu thụ có thể bằng cách: Tránh rửa chảy tràn; thay bằng rửa nhiều lần Làm các rãnh thu nước giữa các bước rửa tách biệt (hay vắt, hút) Sợi chỉ 3.2.3.2. Các cơ hội SXSH trong một số công đoạn lựa chọn (1). Hồ sợi (Sizing) Hồ Khí thải Điện Hồ sợi Hồ dư Nước (Sấy khô) Sợi chỉ đã được hồ
  38. 36 Đặc điểm: − Hồ sợi được tiến hành trước khi dệt để tăng độ bền cho chỉ và bảo vệ chỉ khỏi bị mòn cơ học trong khi dệt. Hồ sợi tiến hành bằng cách cho chỉ nhúng qua một bể chứa dung dịch nước của hoá chất hồ, sau đó sấy khô và xe cuộn. − Các hoá chất dùng hồ sợi có thể là tinh bột (khoai tây, ngô, gạo, sắn) hay tinh bột biến tính; carboxymetylcellulose (CMC) hay các polymer tổng hợp như polyvinyl alcol (PVA), polyvinyl acrylate (PAC), polyester (PES). Các chất phụ trợ khác như mỡ bôi trơn, chất diệt khuẩn, chất hút ẩm, tác nhân chống tạo bọt, chất làm mềm, chất nhũ hoá, − PVA và PAC dùng khá phổ biến đối với các sợi tổng hợp, trong khi tinh bột được dùng chủ yếu với các sợi gốc cellulose. Các mối quan tâm môi trường − Lượng hồ dùng dư và tiêu thụ năng lượng là các vấn đề môi trường chính từ quá trình hồ sợi. − Các mẻ hồ dư chứa hàm lượng lớn các chất hữu cơ, vì vậy chúng gây ra ô nhiễm hữu cơ nặng khi thải ra sông, hồ, Các cơ hội SXSH − Trong một số trường hợp có thể tái sử dụng hồ dư cho mẻ tiếp. Tuy nhiên, vì tinh bột dễ bị phân huỷ nên khả năng sử dụng nhiều lần tinh bột là hạn chế. − Tiêu thụ năng lượng để sấy có thể giảm qua việc kiểm soát nhiệt độ chính xác và thu hồi nhiệt. (2). Giũ hồ (Desizing) Vải đã dệt Hoá chất Khí thải Điện Giũ hồ Nước thải Nước (Sấy khô) Vải đã giũ hồ
  39. 37 Đặc điểm − Giũ hồ chỉ tiến hành với vật liệu đã dệt. Do các hoá chất hồ sợi làm cho vật liệu không thấm nước nên cần phải loại bỏ trước khi nhuộm, in và hoàn tất. Hồ từ tinh bột và tinh bột biến tính thường được loại bằng các enzym (amylase), chúng phân huỷ tinh bột và làm cho nó tan trong nước. Cũng có thể loại hồ tinh bột bằng sự oxy hoá với K2S2O8. − Các chất hồ PVA, PAC và CMC là tan được trong nước. PVA hơi nhạy với kiềm và các peroxid làm cho khó rửa trôi. Một số chất hồ PAC không bền nhiệt nên có thể biến thành khó tan khi đun nóng. − Các chất hồ được rửa ra bằng nước. Với các chất hồ dễ tan trong nước thì có thể rửa loại trực tiêp hay ngâm nước cho trương lên trước khi bị rửa trôi. Thường tiến hành thao tác với máy giũ có một số ngăn, dòng nước ngược với dòng vật liệu. Các vấn đề môi trường − Cả các loại hồ tinh bột và tổng hợp đều có thể gây ô nhiễm hữu cơ cao. Thường các chất hồ đóng góp 50 ÷ 90% vào tải lượng hữu cơ cuả nước thải dệt nhuộm. − Các chất hồ tinh bột và tinh bột biến tính dễ bị phân huỷ sinh học hơn hồ tổng hợp. Các cơ hội SXSH − Thay thế các chất ôxy hoá để giũ hồ nhóm tinh bột bằng enzym amylase. − Lọc qua màng các bể giũ hồ để có thể tái sử dụng nước có chứa kiềm và chất tẩy rửa. Chất thải được làm đặc cần được tách riêng để xử lý bằng thiêu đốt hay ủ phân. − Có thể thu hồi các chất hồ tổng hợp bằng cách siêu lọc (ultrafiltration), có thể cho phép thu hồi 40 ÷ 80% hồ. Tuy nhiên, cơ hội này chỉ thực tế ở các phân xưởng tổng hợp cả hồ sợi và giũ hồ. (3). Giặt (Washing/scouring) Vải thô Hoá chất Khí thải Hơi Giặt Nước thải Điện (Sấy khô) Nước Vải thô đã giặt
  40. 38 Đặc điểm − Quá trình gồm xử lý kiềm (dùng NaOH, Na2CO3), tác nhân làm thấm, chất tẩy rửa, chất chống kết tủa. Lượng hoá chất tuỳ thuộc vào lượng bẩn, dạng máy sử dụng. − Tác nhân làm thấm sử dụng để chất tẩy rửa có thể hoạt động tốt. Các tác nhân làm thấm thông thường là tổ hợp của các chất hoạt động bề mặt anionic và không sinh ion. − Các chất tẩy rửa nhũ tương hoá các dầu khoáng và phân tán các chất màu không hoà tan. Một số ví dụ các chất tẩy rửa: • Nhóm anionic - Natri palmitate, Natri stearate, Alkylarylsulfonates, alkanolamides sulfat hoá, • Nhóm cationic- các dẫn xuất Alkylaminammonium, Benzyldimethylalkylammonium chloride, Cetyl pyridinium chloride, • Nhóm non-ionic: Alkylphenol ethoxilates, Ethylene oxides kết hợp với alcol béo, các acid béo, − Các chất chống kết tủa (EDTA, NTA, polyphosphates or phosphonates) thêm vào để ngăn xà phòng kết tủa. Tiền xử lý với dung môi − Các sợi bông và len hoặc sợi pha (với sợi nhân tạo) được tiền xử lý bằng dung môi hữu cơ thay vì nước. Dung môi chính được sử dụng là perchloroethylene (PER). Mục đích tiền xử lý là loại chất dầu mỡ và sáp khỏi sợi bông hay len, chất chuốt ống và bôi trơn sợi khỏi sợi nhân tạo và sợi bông. Các vấn đề môi trường − Nước thải từ quá trình giặt - nhất là với các nguyên liệu bông và len - chứa dư lượng các hoá chất và phụ gia sử dụng, có tác động lớn đến môi trường. Nước thải có thể chứa một số hóa chất khác. − NTA và EDTA sử dụng để tạo phức có ảnh hưởng xấu lên môi trường và sức khỏe. NTA có khả năng gây ung thư, EDTA phân hủy sinh học chậm và có thể gây quái thai.
  41. 39 − Một vấn đề môi trường và sức khỏe khác là sử dụng dung môi trong tiền xử lý: dung môi PER có thể gây ung thư và độc với hệ thần kinh. Các cơ hội SXSH Không sử dụng quy trình giặt có dùng dung môi. Tránh sử dụng các hóa chất độc hại như các chất hoạt động bề mặt nhóm alkylphenol etoxilates (APEO); thay các alkylbenzene sulfonates mạch thẳng (LAS) bằng các alkyl sulfonates, alkyl sulfates hay các ethoxilates của alcol béo. Sử dụng các phosphates/polyphosphates thay cho EDTA, NTA và phosphonates. Giảm thiểu tiêu thụ nước ở nơi nào có thể, nên áp dụng dòng nước ngược. Thu hồi và tái sử dụng nước làm lạnh. (4). Tẩy trắng (Bleaching) Vải thô Hoá chất Khí thải Hơi Nước thải Điện Tẩy trắng Nước Vải thô đã tẩy trắng Đặc điểm − Thường chỉ tẩy trắng đối với sợi tự nhiên. Có thể tiến hành tẩy trắng kết hợp với giặt trong cùng bể hay tiến hành tẩy trắng riêng. − Với sợi bông, các chất tẩy trắng sử dụng là NaOCl, NaClO2 hay H2O2 trong môi trường kiềm. − Ít khi tiên hành tẩy trắng sợi len, nếu có thì thường sử dụng NaHSO3. − Sợi tẩy trắng với các tác nhân chứa clo có mùi của clo. Mùi này sẽ được loại bằng các tác nhân khử mùi là các hợp chất khử chứa lưu huỳnh như Na2SO3 hay NaHSO3. Các vấn đề môi trường quan tâm − Các tác nhân tẩy trắng chứa clo như NaOCl và NaClO2 có thể gây các vấn đề về sức khỏe nghề nghiệp, chủ yếu do phát thải ClO2 có mùi hôi. − Tất cả các tác nhân tẩy có clo sẽ tạo ra các hợp chất cơ-clo dễ hấp thụ (AOX = Absorbable Organo Halogens) trong nước thải. Các dẫn xuất clo này rất bền trong môi trường, độc đối với các sinh vật dưới nước và trên cạn.
  42. 40 − Trong môi trường acid (pH<4), NaClO2 có tính ăn mòn mạnh thiết bị, nên phải phủ thép chịu aciđ hay thêm chất chống ăn mòn như NaNO3. − Tiêu thụ năng lượng cũng là một vấn đề của công đoạn tẩy. Các cơ hội SXSH − Cân nhắc nhu cầu tẩy trắng (ví dụ, không cần tẩy nếu màu nhuộm sau này là màu sẩm) − Thay thế NaOCl, NaClO2 bằng H2O2 nơi nào có thể do H2O2 bị phân hủy bởi nhiệt độ cao, có mặt các kim loại nặng hay bị chiếu sáng thành oxy và nước. − Peracetic acid là một chất thay thế khác cho các hợp chất clo. − Sau khi tẩy bằng H2O2, thay vì dùng các acid (như CH3COOH) để loại chất tẩy dư, có thể dùng enzyme catalase. Sử dụng quá trình có enzyme này sẽ tạo ra nước thải ít ô nhiễm và giảm được tiêu thụ nước so với các phương pháp thông thường. − Kết hợp giặt và tẩy nếu có thể để tiết kiệm nước và năng lượng. (5). Nhuộm (Dyeing) Vải trước khi nhuộm Hoá chất nhuộm Khí thải Hơi Nước thải chứa Điện Nhuộm thuốc nhuộm dư Nước Vải đã nhuộm Đặc điểm − Có thể nhuộm ở giai đoạn sợi, chỉ, vải hay sản phẩm may. Các thuốc nhuộm (Dyes) − Thuốc nhuộm được phân loại thành nhiều nhóm khác nhau. Trong bảng 3.5 tóm tắt một số thông tin liên quan các nhóm thuốc nhuộm phổ biến. Bảng 3.5. Tóm tắt một số loại thuốc nhuộm phổ biến Loại thuốc Đặc tính Dùng cho sợi Phương pháp nhuộm nhuộm Acid anion, tan tốt trong nylon, len ngâm sợi trong dd.acid (pH 3-5), thêm nước thuốc nhuộm, nâng nhiệt độ 50 - 110oC Phức kim anion, tan ít trong nylon, len giống thuốc nhuộm acid, pH 5-7 loại (Cr, nước
  43. 41 Co) Trực tiếp anion, tan tốt trong cotton, visco ngâm sợi trong kiềm nhẹ, thêm thuốc nước nhuộm và chất điện ly (NaCl, Na2SO4) Basic hay cation, tan tốt trong acrylic ngâm sợi trong dd. acid (pH 4-6), thêm cationic nước thuốc nhuộm, nhiệt độ 100-105oC Phân tán phân tán dạng keo, polyester, nylon, ngâm sợi trong dd.acid (pH 4-5), thêm tan rất kém trong acrylic, cellulose thuốc nhuộm, nhiệt độ 130oC nước acetat Hoạt tính anion, tan tốt trong cotton, visco, len ngâm sợi trong dd. thuốc nhuộm, thêm nước muối để đẩy thuốc nhuộm vào sợi, thêm kiềm để tạo phản ứng giữa sợi với thuốc nhuộm Lưu huỳnh không tan trong cotton, visco cho sợi vào bể, thuốc nhuộm được hòa nước tan trong natri sulfur/kiềm, đẩy thuốc nhuộm bằng chất điện ly, kết tủa thuốc nhuộm mới sinh bằng không khí hay peroxid Vat tương tự thuốc cotton, visco tương tự thuốc nhuộm lưu huỳnh nhuộm lưu huỳnh Azo tương tự thuốc cotton, visco đưa tác nhân ghép lên sợi, thêm phần nhuộm lưu huỳnh mang màu của thuốc nhuộm, đun sôi để kết tủa Mordant anion, tan trong len sợi ngâm trong bể acid, thêm Na2Cr2O7, hay crom nước thêm thuốc nhuộm ở 98oC Các vấn đề môi trường  Các thuốc nhuộm trong nước thải Các thuốc nhuộm gây ung thư − Các thuốc nhuộm gốc benzidin được xem là gây ung thư. Các thuốc nhuộm azo và pigment azo có thể bị khử thành các arylamines có tác dụng gây ung thư. Vấn đề màu − Phần thuốc nhuộm dư không gắn vào vải, đi vào nước thải phụ thuộc vào nhiều yếu tố như loại thuốc nhuộm, công nghệ nhuộm, loại vải, độ màu yêu cầu, các chất phụ trợ, Bảng 3.7. Mức độ không gắn màu của một số loại thuốc nhuộm Loại thuốc nhuộm Mức độ không gắn màu (%) Trực tiếp 10 – 30 Phân tán 1 -10
  44. 42 Acid 5 - 15 Bazơ 1 - 5 Hoạt tính 15 - 40 Hoàn nguyên, vat 5 -15 (Nguồn: Cục Môi trường - Công nghệ môi trường, 1998) − Như vậy , thuốc nhuộm hoạt tính là loại gây màu nuớc thải chính. Ước tính nếu nhuộm với tỷ lệ 3% thuốc nhuộm hoạt tính ở dung tỷ nhuộm 1:10, dù đã tận dụng thuốc nhuộm tới 80% thì sau khi giặt trong nước thải cũng vẫn còn 60mg/L thuốc nhuộm hoạt tính thuỷ phân. Để đạt giới hạn 0,3 mg/L thì cần phải pha loãng 200 lần! − Màu đậm của nước thải cản trở hấp thụ oxy và bức xạ mặt trời, do đó cản trở quá trình quang hợp của các sinh vật trong nước khi thải vào các vực nước.  Các hóa chất phụ trợ trong nước thải − Một số hóa chất phụ trợ trong hỗn hợp nhuộm có thể có hại đối với sức khỏe. Đó là các chất gây kích ứng như formic acid, sulfuric và acetic acid hay các dung môi hữu cơ có tác động đến hệ thần kinh.  Các kim loại nặng trong nước thải − Kim loại nặng có trong nước thải khi sử dụng các thuốc nhuộm như hoàn nguyên, hoạt tính, trực tiếp, cation, hay từ nhiễm bẩn trong hoá chất khác. Một phần kim loại nằm trong nước thải sẽ tích lũy trong bùn của xử lý nước thải, phần kim loại nằm trong sản phẩm. sẽ phát thải ở cuối vòng đời của sản phẩm. 2- − Hợp chất crôm (thường là muối Cr2O7 ) được sử dụng để oxy hoá trong nhuộm cotton và visco, hay để cố định hoá học trong nhuộm len. Dạng Cr(VI) này rất độc, bên cạnh đó sản phẩm khử của nó là Cr(III) cũng khá độc.  Khí NO2 − Để nhuộm một số màu yêu cầu độ bền cao người ta dùng thuốc nhuộm hoàn nguyên tan Indigosol. Trong công đoạn hiện màu, khí NO2 thoát ra gây ô nhiễm không khí hay ảnh hưởng công nhân trực tiếp thao tác. Các cơ hội SXSH − Thay thế các thuốc nhuộm/pigment gây ung thư, độc hại bằng các chất không có các tác hại này: . Sử dụng thuốc nhuộm acid thay cho thuốc nhuộm chứa kim loại nặng cho nhuộm len và nylon. . Tránh sử dụng các tác nhân phân tán trên cơ sở dung môi có chứa halogen. . Sử dụng các thuốc nhuộm/pigment có mức độ tận dụng cao như các thuốc nhuộm hoạt tính kép (bireactive dyestuffs). . Sử dụng các hệ thống pigment tan trong nước thay cho loại nhũ tương nước-dầu. Nếu không thể thay thế, thì phải tách riêng nước thải để xử lý.
  45. 43 . Thay thế chất tẩy rửa nhóm alkylphenolethoxylates (APEO) bằng các chất tẩy rửa ít độc và dễ phân huỷ sinh học như LAS hay alkyl sulfonate. . Tìm khả năng làm sạch thuốc nhuộm khỏi dịch nhuộm, ví dụ lọc bằng màng hay hấp phụ bằng than hoạt tính, sau đó tái sử dụng nước và các chất phụ trợ. . Trong công nghệ nhuộm theo mẻ, tìm cách tái sử dụng dịch nhuộm có nồng độ cao. . Tối ưu hoá sử dụng nước cho rửa băng tải cao su, lưới, xô, Nước rửa trong một số trường hợp có thể tái sử dụng có qua hay không qua xử lý. . Hạn chế rửa tràn; áp dụng rửa dòng ngược trong rửa liên tục. Đưa thêm bước vắt hay hút nước giữa các bước tách biệt nếu có thể. − Thực tế với công đoạn nhuộm, các cơ hội SXSH cho phép làm giảm lượng nước thải, nồng độ các hoá chất và thuốc nhuộm dư, và tải lượng hữu cơ (COD). Tuy nhiên vẫn cần xử lý nước thải để đáp ứng yêu cầu về các nồng độ cho phép. (6). In hoa (Printing) Vải trước khi in hoa Hoá chất Khí thải Năng lượng In hoa Nước thải Nước (Sấy khô và ủ) Vải đã in hoa Đặc điểm − Có thể in bằng các chất màu hay một số thuốc nhuộm - chủ yếu là vat và hoạt tính. − Chất màu là các hạt không tan, có thể phân tán trong hồ in. Đa số là các chất màu là các chất hữu cơ, một số là các chất vô cơ (như carbon black, TiO2, Fe2O3, bột nhôm) − Hồ in có thể ở các dạng: nhũ tương dầu-nước với 70% xăng trắng hay dầu hoả; nhũ tương một phần với 10-15% xăng trắng; hoàn toàn trong nước. Ví dụ công thức pha chế điển hình cho hồ in trên cơ sở nước: Chất kết dính: 10 - 18% Chất làm đặc: 4% Chất bôi trơn/làm mềm: 2% Chất gắn màu: 1% Chất màu: 0 - 6%
  46. 44 Chất nhũ hoá: 0.2% Nước: đến đủ 100%. − Sau khi in là quá trình sấy và ủ. Thường trong công đoạn in không giặt vải, nhưng nước được tiêu thụ để rửa các băng tải cao su, lưới, trục ru lô, xô chậu, − Nếu in bằng thuốc nhuộm, các hoá chất như urê và kiềm (NaHCO3) được thêm vào hồ in. Sau khi sấy và ủ, lượng thuốc nhuộm và các hoá chất dư sẽ được giặt để loại. Các vấn đề môi trường − Phát thải khí khi sấy khô vải đã in - khí phát thải có thể chứa NH3 từ chất làm đặc hay formaldehyd từ tác nhân gắn màu. Các chất bay hơi khác như dung môi hữu cơ để duy trì nhũ tương (xăng trắng, dầu hoả , ) Các cơ hội SXSH − Sử dụng các chất thay thế trong hồ in có dung môi để không phát thải formaldehyd. − Tái sử dụng hồ in dư nếu có thể. − Thay thế các chất làm đặc từ dầu khoáng bằng các polymer không bay hơi. (7). Hoàn tất (Finishing) Vải trước khi hoàn tất Khí thải Hoá chất Hoàn tất Nước thải (Sấy khô và ủ) Nước Vải hoàn tất Đặc điểm − Có 2 dạng hoàn tất: cải biến thủ công (hand-modifying) và hoàn tất chức năng (functional finishes). Dạng đầu nhằm thay đổi hình dạng và xử lý vải bằng cách làm mềm hay làm cứng. Hoàn tất chức năng nhằm làm cho vật liệu có các chức năng xác định như chống thấm, hay chịu nhiệt. Hand-Modifying Finishes − Các chất làm mềm thuộc các nhóm: . Nhóm anionic - như dầu sulfonat hoá; dầu sulphat hoá; các alcol hay eter béo; các nhũ tương dầu; sáp hay paraffin với chất nhũ hoá anion. . Nhóm không ion (non-ionic) - như các nhũ tương dầu; sáp hay paraffin với chất nhũ hoá không ion; ethoxilate của stearic acid ; nhũ tương polysiloxane.
  47. 45 . Nhóm cationic - như các hợp chất ammonium bậc 4; các muối Dioctadecyldimethyl ammonium chloride − Các chất làm cứng gồm tinh bột, polyvinyl chloride (PVC) hay polyvinyl alcohol (PVA). Functional Finishes − Chất chống nhăn: dimethylol-dihydroxy-ethylene urea (DMDHEU); alkyl- or hydroxyalkyl ether của N-methylol-hydroxy-ethylene urea; dimethylol carbamates; các dẫn xuất glyoxalmonourea − Chất chống thấm nước: nhũ tương silicone-, sáp hay paraffine; − Chống xù lông (Anti-felting): polyamides, polyacrylates; các chất oxy hoá như NaOCl, H2SO5 − Chống cháy: các dẫn xuất của phosphoric acid, tetrahydroxyphosphoniumchloride; antimony oxide, borates; các muối titanium- and zirconium − Chống vi khuẩn : đồng naphtenate, đồng oxychinolate; cadmiumselenide, pentachlorophenol; dimethyldithiocarbamate; các hợp chất cơ thuỷ ngân; các muối ammonium bậc 4. Các vấn đề môi trường − Vấn đề phát thải formaldehyd gây ảnh hưởng sức khoẻ nghề nghiệp. Các hợp chất nhóm hoàn tất chống nhăn, ức chế vi khuẩn giải phóng ra formaldehyde khi sử dụng. − Các chất làm mềm có độc tính cao: bis(hydrogenated tallow alkyl) dimethyl ammonium chloride (DTDMAC), distearyl dimethyl ammonium chloride (DSDMAC) Các cơ hội SXSH − Sử dụng các hợp chất không hay ít giải phóng ra formaldehyd. − Thay thế các chất làm mềm cationic như DTDMAC, DSDMAC và DHTDMAC bằng các chất làm mềm anion hay không phải ion. − Làm mềm trong bể riêng thay vì trong bể rửa cuối của nhuộm. − Tránh sử dụng các chất chống khuẩn gốc thuỷ ngân, đồng và arsen; các chlorophenol. − Thu hồi và tái sử dụng các dịch hoàn tất đã cô đặc. − Tối ưu hoá quá trình sấy và ủ, tránh sấy quá mức dẫn đến bay hơi nhiều. 3.3. Áp dụng SXSH trong các dịch vụ khách sạn Trên diễn đàn trực tuyến quảng bá về Du lịch bền vững và Du lịch xanh, Tổ chức Môi trường Quốc tế (UNEP) đã nhấn mạnh đến việc cần thiết phải áp dụng SXSH trong các nhà hàng và khách sạn. Tính đến thời điểm hiện nay, đã có rất nhiều doanh nghiệp trên thế giới áp dụng thành công SXSH trong các dịch vụ khách sạn của họ. Đã có rất nhiều trường hợp điển hình về SXSH trong các dịch vụ nhà hàng và khách sạn được quảng bá trên các website như Sau đây
  48. 46 là một số ví dụ điển hình về áp dụng sản xuất sạch hơn trong các dịch vụ khách sạn trên thế giới: 1. Khu nhà trọ hạng sang Apple Farm ở California, Hoa Kỳ sử dụng nước thải lần sau cùng từ các máy giặt để dùng cho nhà vệ sinh, giảm được 15.900 lít nước sử dụng hàng ngày, ước tính tiết kiệm được khoảng 5.000 đôla Mỹ trong một năm. 2. Khu nghỉ mát Le Sport ở St. Lucia xử lý nước thải trong 3 hồ nối liền nhau thông qua một hệ thống lọc có sự tham gia của thủy sinh vật. Nước sau lọc được khử trùng bằng tia cực tím và được dùng để tưới các vùng đất trong khu nghỉ mát. Cá được nuôi trong các hồ nhằm hạn chế sự phát triển của tảo và ấu trùng muỗi. Trong năm hoạt động đầu tiên, phương pháp xử lý mới này tiết kiệm được 3,8 triệu lít nước và hàng ngàn đôla. 3. Tại nhiều khách sạn trong khu nghỉ mát đảo Great Keppel ở Úc, rác thải hữu cơ được xén vụn thành những mảnh nhỏ, được phân huỷ vi sinh trong một vài tuần và sau đó dùng làm thức ăn cho giun ở trại nuôi giun của khu nghỉ mát. Từ giun sẽ cho ra các sản phẩm giàu chất hữu cơ sử dụng làm phân bón cho các khu vườn thay cho phân vô cơ. Hệ thống này giảm được chất thải và chi phí vận chuyển rác thải ra khỏi hòn đảo. 4. Khách sạn Vancouver tại British Columbia, Canada thay thế Clo bằng Natri Cacbonat và dung dịch muối sử dụng trong các hồ bơi giúp giảm thiểu được các hóa chất độc hại và tiết kiệm được gần 1.500 đôla Mỹ trong một năm. Mặc dù SXSH đã và đang đem lại rất nhiều lợi ích về mặt kinh tế lẫn môi trường, tuy nhiên các nhà quản lý cũng như các nhân viên kỹ thuật trong các khách sạn thường ít có thời gian và cơ hội để tìm hiểu các biện pháp tiết kiệm điện, nước cũng như các biện pháp và sáng kiến giảm thiểu việc phát sinh chất thải. Do vậy, Hiệp Hội Khách Sạn Xanh ("Green" Hotels Association) đã ra đời vào năm 1994 nhằm phổ biến các kiến thức liên quan đến SXSH trong ngành công nghiệp khách sạn. Khi tham gia Hiệp Hội này, các thành viên sẽ nhận được một tập tài liệu hướng dẫn về các ý tưởng, các biện pháp kỹ thuật và các phương pháp để tiết kiệm điện, nước cũng như việc giảm thiểu các tác động có hại của khách sạn lên môi trường tự nhiên của khu du lịch. Trong vòng 10 năm qua, Hiệp Hội Khách Sạn Xanh cũng đã đưa ra các hướng dẫn về việc sử dụng các tấm thẻ yêu cầu thay khăn tắm và ra trải giường. Mục đích của việc sử dụng tấm thẻ này nhằm kêu gọi sự hợp tác của khách lưu truatrong việc sử dụng lại khăn tắm và ra trải giường thay vì thay mới hàng ngày. Yêu cầu rất lịch sự này hiện nay đã được áp dụng tại hàng ngàn khách sạn ở khắp nơi trên thế giới. Nếu chỉ tính riêng lượng điện và nước tiêu thụ, việc áp dụng biện pháp đơn giản này có thể tiết kiệm được 5% tổng lượng điện và nước sử dụng hàng tháng ở các khách sạn. Theo điều tra của Hiệp Hội Khách Sạn Xanh, có đến 70% khách lưu trú tích cực hưởng ứng và tham gia ý tưởng thân thiện với môi trường này. 3.3.1. Áp dụng SXSH ở khách sạn Inter Continental Sydney 3.3.1.1. Vài nét về Khách sạn Inter Continental Sydney là 1 trong những khách sạn thành viên thuộc tập đoàn khách sạn Inter Continental. Đây là 1 khách sạn 5 sao với 498 phòng khách và 500 nhân viên, 4 nhà hàng, các tiện nghi phục vụ các buổi tiệc lớn và dịch vụ phòng phục vụ 24 trên 24. Việc chuẩn bị các bữa ăn, giặt ủi và chùi rửa là những hoạt động diễn ra thường xuyên hàng ngày. Khách sạn đi vào hoạt động vào năm 1985. Ngay từ khi bắt đầu hoạt động, Ban quản lý khách sạn đã cân nhắc về các vấn đề môi trường. Đầu năm 1991, khách sạn đã chính thức hoá một chính sách về môi trường. Một nhóm nhân viên đại diện đã được bầu ra để xúc tiến các hành động về môi trường cho tất cả các khách sạn thành viên. Các hoạt động của nhóm thành
  49. 47 viên này đã cho ra đời 1 sổ tay hướng dẫn về các bước tiến hành liên quan đến môi trường. Căn cứ theo sổ tay hướng dẫn này, khách sạn Inter Continental Sydney đã đưa ra 1 chính sách nhằm: • Chủ động tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên và năng lượng, • Sử dụng tài nguyên hiệu quả hơn, • Giảm thiểu tối đa các sản phẩm bị loại thải, • Sử dụng các sản phẩm và các vật liệu có ảnh hưởng tiêu cực ít nhất đến môi trường, • Thực hiện các chương trình hành động đem lại các lợi ích về môi trường tại cộng đồng đại phương, • Tăng cường giáo dục về nhận thức môi trường ở trong lẫn ngoài khách sạn. 3.3.1.2. Tiến trình thực hiện Ở bất kỳ khách sạn lớn nào, có những sự kiện mang tính cá nhân không quan trọng, nhưng lại góp phần làm phát sinh ra các chi phí và lãng phí không cần thiết, ví dụ như các bóng đèn và máy điều hoà không khí ở các phòng không có khách lưu trú, việc sử dụng nước và năng lượng ở phòng giặt ủi, và việc vứt bỏ rác thải có thể tái chế được. Khách sạn đã xác định 12 lĩnh vực ưu tiên, trong đó bao gồm: • Quản lý chất thải, • Bảo tồn năng lượng, • Mua sắm sản phẩm, • Sử dụng nước, • Hành động liên quan đến cộng đồng, • Giặt ủi và giặt khô. 3.3.1.3. Các ý tưởng về sản xuất sạch hơn Một ủy ban về môi trường đã được thành lập và 1 cuộc kiểm tra về việc quản lý chất thải được tiến hành. Sau đó 1 kế hoạch hành động đã được soạn thảo dựa trên bản báo cáo kiểm tra. Bản báo cáo này đề cập đến nhiều loại rác thải bao gồm giấy loại, các tạp chí, giấy carton, thủy tinh, nhựa, hộp đựng sữa bằng nhựa, kim loại, thức ăn, nút chai, tấm ra trải giường cũ, dầu, pin, xốp, các vật dụng vệ sinh, bao bì, các loại rác khác và thậm chí có cả nến (đèn cầy). Giấy và văn phòng phẩm là lĩnh vực quan trọng để tiết kiệm chi phí. Tất cả các văn phòng trong khách sạn đều có thùng đựng giấy loại (thường thì thùng màu vàng dùng để đựng giấy đã được dùng 1 mặt có thể tận dụng mặt còn lại, thùng màu đen đựng giấy loại bỏ). Giấy đã được sử dụng hai mặt được thu gom về tái chế bởi 1 doanh nghiệp tư nhân, trong khi đó giấy có thể tái sử dụng thì lại được sử dụng trong nội bộ để photocopy những văn bản nháp, ghi chép nháp, v.v Những mảnh giấy không còn nguyên vẹn thì được dùng để gói đồ. Việc vận chuyển rác thải cũng tiêu tốn nhiều chi phí và được thực hiện ba lần 1 tuần. Năm 1992, khách sạn đã mua 1 máy nén giấy carton với giá 5.000 đôla. Giấy carton hiện được nén thành các kiện nữa mét khối và được buộc dây chặt để giảm thể tích. Do vậy việc thu gom rác đã đuợc giảm xuống hai lần 1 tuần thay vì 3 như trước đây tiết kiệm được cho khách sạn hơn 25.000 đôla trong 1 năm.
  50. 48 Một lượng rượu lớn được tiêu thụ tại khách sạn đã làm phát sinh thêm rắc rối về rác thải, hơn 6.000 nút chai cần phải được vứt bỏ hàng tháng. Những nút chai này hiện được tái chế thành các quả bóng cricket, các miếng đệm xe hơi, gạch lót sàn nhà. Khách sạn đã tặng không tất cả các nút chai cho làng hội cựu chiến binh để tái chế chúng và họ sử dụng tiền thu đuợc để mua 1 số vật dụng như xe lăn, phương tiện hỗ trợ di chuyển cho các bệnh nhân, v.v Khách sạn đã và đang thực hiện cam kết giảm thiểu tiêu thụ năng lượng. Chỉ tiêu giảm thải năm 1997 là 2% so với năm 1996. Khách sạn cũng đã đưa ra một số biện pháp về việc giảm thiểu sử dụng năng lượng và nước mà không ảnh hưởng đến tiện nghi của khách lưu trú và các công việc của nhân viên. Những biện pháp này bao gồm:  Các định mức về thắp sáng: xem xét lại các thời gian hoạt động và cường độ thắp sáng. Các loại bóng đèn gắn trên trần nhà là quá sáng, do vậy các bóng đèn 150 W được đổi thành bóng 100W. Tương tự như vậy, các khu vực dịch vụ cũng được đo đạc về cuờng độ chiếu sáng. Tháo bỏ bớt 1 bóng đèn tube ở 1 số khu vực cố định để chỉ duy trì mức ánh sáng cần thiết. Lắp đặt hệ thống tắt điện tự động mỗi khi khách khoá cửa ra khỏi phòng. Sử dụng cảm biến ánh sáng (cell-photo sensor) ở các lối đi bên ngoài khách sạn. Những thay đổi này đã tiết kiệm hàng năm 1 khoản đáng kể về sử dụng năng lượng và chi phí.  Sử dụng máy điều hoà cũng tiêu phí năng lượng đáng kể. Nhiều biện pháp đã được áp dụng để khắc phục vấn đề này như: xem xét lại các khâu kiểm soát và các yêu cầu làm lạnh, các kiểm soát tổng thể để điều chỉnh nhiệt trong toàn khách sạn, nhiều đơn vị được lắp bộ phận khởi động theo thời gian, và mức điều hoà nhiệt độ được giảm xuống. Tiếp sau đó, vào năm 1995, 1 hệ thống quản lý khách sạn (điều khiển bằng vi tính) được lắp đặt đã kết hợp rất tốt việc cung cấp các tiện nghi cho khách và việc giảm bớt các lãng phí. Nhờ chi phí tiết kiệm được từ hệ thống này mà lương của nhân viên đã được tăng lên và việc bảo trì bảo dưỡng dựa trên thời lượng sử dụng các thiết bị thay vì định kỳ theo kế hoạch.  Nhiệt độ của nước nóng được phát hiện là quá cao trong toàn bộ khách sạn. Ở khu vực giặt ủi, việc giặt các tấm ra trải giường được tiến hành ở nhiệt độ 96 độ C. 1 qui trình mới đã được áp dụng chỉ cần nhiệt độ khoảng 60 độ C nhờ sử dụng một loại bột giặt mới của P&G (super compact detergent). Do vậy đã tiết kiệm được 1 lượng năng lượng đáng kể chỉ đơn giản bằng cách hạ nhiệt độ nước nóng xuống.  Các vòi sen ở phòng tắm của khách tiêu thụ quá nhiều nước, do vậy các thiết bị hạn chế nước ở vòi sen đã được lắp đặt. Các thiết bị này đã giảm lượng nước tiêu thụ từ 22 xuống còn 12 lít trên 1 phút. Để đánh giá các thiết bị hạn chế nước có ảnh hưởng đến chất lượng nước sử dụng hay không, người ta lắp thử thiết bị này trong phòng giám đốc mà không báo cho ông ta biết nhằm thử xem phản ứng của ông ta thế nào. Sau đó chúng mới được lắp đặt trong các phòng khách.  Giặt ủi cũng sử dụng nước phung phí, bởi vậy 1 bộ phận tái sử dụng nước được thiết kế và lắp đặt với giá 20.000 đôla nhằm phục hồi nước từ các giai đoạn xả áo quần sau cùng và sử dụng nước này cho lần giặt đầu tiên.  Các biện pháp khác bao gồm: • Huấn luyện cho các nhân viên quản lý nội vi, • Thay thế các toa lét cũ 1 nút xả bằng các toa lét hai nút xả để tiết kiệm nước (dual flush), • Lắp bộ cảm biến tự xả nước ở các các chổ đi tiểu,
  51. 49 • Trên 50 đồng hồ đo phụ được lắp đặt trước đây để kiểm soát việc tiêu thụ nước, gas và điện được nối với hệ thống quản lý khách sạn. Hiện khách sạn đang thiết lập các định mức và chế độ báo động. Nếu vượt quá các định mức về sử dung nước điện và gas thì hệ thống báo động sẽ làm việc, • Chính sách về mua sắm cũng được áp dụng để cải thiện việc bảo vệ môi trường. Giá cả và chất lượng là tiêu chí hàng đầu của mua sắm, tuy nhiên các nhà cung cấp hàng hoá đã được khách sạn yêu cầu giảm bớt các bao bì không cần thiết, sử dụng các sản phẩm có dễ bị phân huỷ sinh học hoặc có thể tái sử dụng và cung cấp các sản phẩm ít gây ô nhiễm môi trường. Sử dụng các loại bình xịt cố định để cung cấp dầu gội đầu và xà phòng để giảm bớt lượng rác thải bao bì của dầu gội đầu và xà phòng. Sự liên đới với cộng đồng cũng là trung tâm của các cam kết bảo vệ MT của khách sạn. Hiện khách sạn đang hợp tác với 1 cơ quan địa phương tham gia 1 chương trình trồng cây. Cây giống bản địa được chứa trong các hộp bằng xốp tận dụng do khách sạn cung cấp. Các cây giống được trồng trong nhà kính do khách sạn thiết kế, xây dựng và biếu tặng. Cây non sau đó được các nhân viên khách sạn trồng dọc theo lưu vực sông Neapan. Hơn 1.500 cây giống địa phương đã được trồng trong chương trình này. Khách sạn cũng đã trợ giúp cho trên 50 sinh viên trong các thực tập liên quan đến môi trường. Nhiều tours tham quan đã được tổ chức cho các trường trung học và cao đẳng tham quan và học tập các chương trình về môi trường của khách sạn. Bếp trưởng của khách sạn đã lập nên 1 vườn rau trên sân thượng của khách sạn trồng các loại rau như ngò tây, rau thơm, rau quế, thảo. Các loại rau này được trồng trong các hộp bằng xốp tận dụng ở khách sạn. Vườn rau hoàn toàn không sử dụng hoá chất và các loại rau này dùng để trang trí và thêm hương vị cho các món ăn của khách sạn. Vào mùa hè, vườn rau có thể cung cấp 40% nhu cầu về rau thơm của khách sạn. Hiên tại, khách sạn cũng đang chăm sóc 1 vườn nuôi giun. Giun được nuôi trong các hộp bằng xốp tận dụng và cho ăn bằng các thức ăn thừa của nhà bếp. Chất thải lỏng từ giun được sử dụng để bón phân cho vườn rau. 3.3.1.4. Các lợi ích của việc áp dụng sản xuất sạch hơn trong khách sạn Các sáng kiến về môi trường của khách sạn đã tạo ra được: • Giảm thiểu lượng dioxit carbon thải vào khí quyển hàng năm là 1.581.749 kilôgam do giảm được sự tiêu thụ gas và điện, • Giảm thiểu được 24.950 mét khối nước thải hàng năm • Tiết kiệm được 279.588 đôla 3.4. Áp dụng SXSH cho sản phẩm bột giặt P&G - Loại bột giặt compact mới có thể cắt giảm được một nữa các tác động môi trường Xuất hiện vào những năm đầu của thập niên 1990, bột giặt compact đã giảm được từ 20-50% các tác động có hại đối với môi trường so với loại bột giặt truyền thống trước đó. Như vậy là đã có một tiến bộ lớn về công tác bảo vệ môi trường trong các loại bột giặt mà chúng ta sử dụng để giặt quần áo. Trong thập niên vừa qua, công ty P&G đã đưa ra cho chúng ta nhiều sự lựa chọn khác nhau về các loại bột giặt. Các loại bột giặt compact xuất hiện trên thị trường vào năm 1992 và năm 1998, loại bột giặt compact mới được tung ra thị trường giúp cho khách hàng thoải mái lựa chọn loại bột giặt tiện lợi nhất.
  52. 50 Sử dụng các loại bột giặt compact mang lại nhiều ích lợi cho khách hàng. Để thấy rõ những lợi ích này, công ty P&G đã so sánh các loại bột giặt thông thường và các loại bột giặt compact mới bằng cách sử dụng các phương pháp đánh giá vòng đời và đánh giá rủi ro môi trường. Kết quả như sau: • Các loại bột giặt compact mới giảm thiểu được từ 20-50% các tác động lên môi trường • Các chất hóa học hiệu quả hơn được sử dụng trong bột giặt compact mới sẽ giúp sử dụng ít bột giặt hơn cho mỗi lần giặt, đồng thời nước nóng sử dụng cho giặt áo quần có thể dùng ở nhiệt độ thấp hơn • Bột giặt compact và siêu compact cần sử dụng ít năng lượng hơn, có nghĩa là CO2 sẽ thải ra môi trường ít hơn. Do sử dụng bao bì it hơn nên chất thải rắn cũng ít hơn • Nước thải của bột giặt compact và siêu compact ít gây ô nhiễm môi trường hơn do các chất hóa học thải ra ít hơn. Tài liệu đọc thêm chương 3 3.1. Sản xuất sạch hơn trong công nghiệp sản xuất bia: 3.2. Eco-efficiency & Cleaner Production Case Studies by Industry Type: /industry/corporate/eecp/industry.html
  53. 50 Chương 4. ĐÁNH GIÁ VÒNG ĐỜI, HỆ THỐNG QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG VÀ ISO 14000. 4.1. Đánh giá vòng đời (LIFE CYCLE ASSESSMENT = LCA) 4.1.1. Định nghĩa − Các sản phẩm, dich vụ hay quá trình đều có vòng đời (life cycle). Vòng đời của một sản phẩm bắt đầu từ khi khai thác/thu hoạch nguyên liệu, qua các công đoạn chế biến thành sản phẩm, phân phối đến người sử dụng, sau đó sản phẩm được thải bỏ hay tái sử dụng (cradle to grave). Vòng đời sản phẩm được minh họa như sau: Phát triển Tiếp thị sản phẩm Tác động qua lại Sản xuất/Chế Bán, phân Khách hàng Nguyên liệu Đóng gói phối, vận Thải bỏ biến chuyển sử dụng Các tác động môi trường − Có nhiều cách định nghĩa khác nhau về phân tích vòng đời, tuy nhiên được chấp nhận rộng rãi là định nghĩa sau đây của SETAC (Society for Environmental Toxicology and Chemistry): “Đánh giá vòng đời là 1 quá trình đánh giá các tác động lên môi trường liên quan đến một sản phẩm, một quá trình hay một hoạt động bằng cách xác định và lượng hóa năng lượng, nguyên liệu sử dụng và các chất thải ra môi trường; và nhận diện, đánh giá các cơ hội cải thiện môi trường. Công việc đánh giá bao gồm toàn bộ vòng đời của sản phẩm, qúa trình hay hoạt động, xuyên suốt từ khi khai thác và xử lý nguyên liệu; sản xuất vận chuyển và phân phối; sử dụng, tái sử dụng, bảo hành, tái chế và thải bỏ sau cùng” − LCA đã được tiêu chuẩn hoá trong 2 tiêu chuẩn của bộ ISO 14000 (xem phần sau). 4.1.2. Các giai đoạn phân tích vòng đời − LCA bao gồm 4 giai đoạn: (1). Xác định mục tiêu và phạm vi đánh giá − Các lý do tiến hành LCA ?
  54. 51 − Sản phẩm, quá trình hay dịch vụ được tiến hành LCA ? − Đường biên của hệ thống sẽ đánh giá? − Đơn vị chức năng đối với sản phẩm được lựa chọn ? a. Các biên của hệ (System bouderies) Việc lựa chọn các biên của hệ để đánh giá có thể ảnh hưởng đầu ra của LCA. Ví dụ: đánh giá vòng đời của 2 sản phẩm bóng đèn tròn và bóng huỳnh quang liên quan đến việc thải thủy ngân ra môi trường. Nhiên liệu → Nhà máy điện → Lưới điện → Bóng đèn huỳnh quang → Bãi chôn lấp Nhiên liệu → Nhà máy điện → Lưới điện → Bóng đèn tròn → Bãi chôn lấp Nếu biên của hệ chỉ là khâu thải bỏ bóng đèn sau sử dụng thì bóng huỳnh quang sẽ gây ô nhiễm thủy ngân hơn là bóng tròn. Tuy nhiên nếu biên của hệ mở rộng đến cả khâu phát điện thì kết quả sẽ khác: thủy ngân là một chất nhiễm bẩn vết trong than, khi đốt cháy than để phát điện sẽ thải thủy ngân vào môi trường; vì bóng đèn tròn tiêu thụ điện năng nhiều hơn nên trong cả vòng đời của mình, bóng đèn tròn sẽ làm thải nhiều thủy ngân hơn bóng huỳnh quang. Hình 4.1. Biên của hệ là khâu thải bỏ sau cùng
  55. 52 Hình 4.2. Biên của hệ tính từ khâu phát điện đến khi thải bỏ sau cùng b. Đơn vị chức năng Lựa chọn đơn vị chức năng là rất quan trọng để so sánh các sản phẩm. Ví dụ: khi so sánh giữa túi chất dẻo và túi giấy đựng hàng tạp hóa, sẽ không thích hợp nếu so sánh giữa 1 túi chất dẻo với 1 túi giấy, thay vào đó phải so sánh dựa trên thể tích hàng hóa mà túi chứa được (đơn vị chức năng = thể tích chứa hàng của túi). Nếu 1 túi giấy chứa được gấp đôi hàng so với 1 túi chất dẻo, thì khi tiến hành LCA phải so sánh 2 túi chất dẻo với1 túi giấy. (2). Phân tích kiểm kê (Inventory analysis) hay kiểm kê vòng đời (life-cycle inventory) − Kiểm kê các đầu vào (nguyên liệu, năng lượng), các đầu ra (sản phẩn, sản phẩm phụ, chất thải, phát thải, ) trong suốt vòng đời sản phẩm. Ví dụ dữ liệu kiểm kê vòng đời đối với trưòng hợp sản xuất 1 kg ethylen (bảng 3.1) Bảng 3.1. Các thống kê cho việc sản xuất 1 kg ethylen (Boustead, 1993)
  56. 53 Kiểm kê vòng đời Đầu vào Thu nhận nguyên vật liệu Đầu ra NWaterước thải effluents Sản xuất, chế biến vào tạo sản phẩm Năng Khí thải lượng Vận chuyển và phân phối Chất thải rắn Vật liệu thô Sử dụng/Tái sử dụng/Bảo dưỡng Các vấn đề môi trường khác Tái chế Sản phẩm Quản lý chất thải Biên của hệ thống
  57. 54 Hình 4.3. Các kiểm kê vòng đời tính cho việc sử dụng nguyên vật liệu, năng lượng, các chất thải và các sản phẩm phụ qua tất cả các giai đoạn vòng đời của một sản phẩm. (3). Phân tích tác động (Impact analysis) hay đánh giá tác động vòng đời (Life-cycle impact assessment) − Đánh giá các tác động môi trường của các đầu vào và đầu ra, thuờng chia 3 bước: * Bước 1: Phân loại đầu vào và đầu ra theo nhóm tác động môi trường, ví dụ: CO2, CH4, CFCs sẽ vào nhóm khí nhà kính. Sau đây là một ví dụ về các nhóm tác động đến môi trường: + Nóng lên toàn cầu + Suy thoái tầng ôzôn + Sương mù quang hoá + Gây ung thư cho con người + Mưa acid + Gây ô nhiễm dưới nước + Gây ra ô nhiễm trên cạn + Hủy diệt môi trường sống + Cạn kiệt các nguồn tài nguyên không tái tạo. + Phú dưỡng. * Bước 2: Đặc trưng hóa cường độ tác động của các yếu tố đầu vào và ra, ví dụ khả năng gây hiệu ứng nhà kính tương đối của các khí như CO2, CH4, CFCs. * Bước 3: Lượng giá mức độ quan trọng tương đối của mỗi nhóm tác động môi trường, sử dụng chỉ số riêng rẽ chỉ thị cho hiệu quả về môi trường. (4). Đánh giá việc cải thiện (Improvement analysis) − Công đoạn này dùng để diễn giải các kết quả của việc đánh giá tác động, đưa ra các cải tiến có thể được áp dụng. Nếu LCA được áp dụng để so sánh các sản phẩm thì công đoạn này có thể bao gồm việc lựa chọn sản phẩm thân thiện với môi trường nhất. Trong trường hợp LCA dùng để phân tích cho 1 sản phẩm mà thôi thì có thể đưa ra các cải tiến về thiết kế có khả năng giảm tác động đến môi trường. 4.1.3. Lợi ích của LCA • Hiểu biết hơn về sản phẩm và quá trình sản xuất, • So sánh các tác động môi trường và các chi phí kinh tế cho các giải pháp thay thế, • Giảm lượng chất thải và kiểm soát rủi ro, • Thiết kế lại sản phẩm để giảm nguyên liệu sử dụng,