Các tác động môi trường trong ngành sản xuất Giấy, bột Giấy và đề xuất giải pháp quản lý

KS. Võ Thị Cẩm Bình
Trung tâm Môi trường Công nghiệp, Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim

1. Mở đầu                                                           
Ngành công nghiệp sản xuất giấy và bột giấy là một trong những ngành rất quan trọng đối với chiến lược phát triển kinh tế, xã hội của các quốc gia. Công nghiệp giấy được coi là một trong những ngành mũi nhọn góp phần xóa đói giảm nghèo, chuyển dịch cơ cấu kinh tế, phát triển kinh tế vùng sâu vùng xa. Bên cạnh những ảnh hưởng tích cực mà ngành sản xuất giấy mang lại, với đặc điểm của ngành công nghiệp này là sử dụng nhiều năng lượng, nguyên nhiên liệu và hóa chất, có khả năng phát thải độc hại, thì đây cũng là một trong những ngành sản xuất gây ô nhiễm môi trường đáng kể. Thời gian gần đây, các vấn đề bức xúc, nổi cộm về ô nhiễm môi trường xảy ra dưới nhiều hình thức, quy mô và mức độ khác nhau, nhiều vụ việc vi phạm kéo dài, gây hiệu quả nghiêm trọng đến môi trường và sức khỏe của người dân, chất lượng môi trường tiếp tục bị xuống cấp ở nhiều nơi, nhiều điểm nóng về môi trường đã và đang ảnh hưởng tiêu cực đến các khu vực dân cư. Vì vậy, việc dự báo đánh giá các tác động môi trường trong sản xuất giấy, bột giấy và đề xuất giải pháp quản lý là việc làm cần thiết trong quản lý và phát triển doanh nghiệp.

2. Khái quát công nghệ sản xuất giấy và bột giấy
Giấy được sản xuất từ bột gỗ, nguồn nguyên liệu thô chính là gỗ. Với rất nhiều chủng loại, các nhà sản xuất có thể kết hợp các loại gỗ khác nhau và xử lí trong quá trình sản xuất để cho ra các loại giấy với các đặc tính kĩ thuật khác nhau. Bên cạnh đó, việc sử dụng nguồn nguyên liệu tái sinh từ các sản phẩm đã qua sử dụng càng ngày càng phổ biến, hiện đang trở thành một xu hướng cho ngành công nghiệp giấy và bột giấy ngày nay.
Thành phần chính của giấy là xenlulo, một loại polyme mạch thẳng và dài có trong gỗ, bông và các loại cây khác. Trong gỗ, xenlulo bị bao quanh bởi một mạng lignin cũng là polyme. Để tách xenlulo ra khỏi mạng polyme đó người ta phải sử dụng phương pháp nghiền cơ học hoặc xử lý hóa học.
Dư lượng lignin trong bột giấy làm cho giấy có màu nâu, vì vậy muốn sản xuất giấy trắng vàng chất lượng cao thì phải loại bỏ hết lignin. Thường người ta oxy hóa lignin bằng clo nhưng phương pháp này đều gây ô nhiễm môi trường. Vì vậy các nhà hóa học đã tích cực nghiên cứu các quy trình thân thiện với môi trường để áp dụng cho việc tẩy trắng giấy.
Căn cứ vào quá trình công nghệ sản xuất giấy và bột giấy, có thể chia thành 02 phương pháp sau:
a. Phương pháp hóa học: Có 03 loại công nghệ nấu bột chủ yếu:
- Phương pháp sunphat có tẩy trắng và có thu hồi hóa chất.
- Phương pháp kiềm (công nghệ kraft) có tẩy trắng và không thu hồi hóa chất.
- Phương pháp kiềm (công nghệ kraft) không tẩy trắng và không thu hồi hóa chất.
b. Phương pháp cơ học: Có 03 công nghệ chủ yếu:
- Phương pháp sản xuất bột mài (GW).
- Phương pháp sản xuất bột nhiệt cơ (TMP).
- Phương pháp sản xuất bột hóa nhiệt cơ (CTMP) - phương pháp này chuyển đổi từ phương pháp bột cơ nhiệt.
Quy trình sản xuất bột giấy bằng phương pháp nghiền cơ học là quy trình có hiệu quả thu hồi xenlulo cao nhưng tiêu tốn nhiều năng lượng và không loại bỏ hết lignin, khiến chất lượng giấy không cao.
Tuy hiệu suất thu hồi xenlulo ở quy trình hóa học không cao bằng quy trình nghiền cơ học, nhưng quy trình hóa học này cho phép loại bỏ lignin khá triệt để, nên sản phẩm giấy có độ bền tương đối cao. Trong sản xuất giấy ngày nay, quy trình sản xuất bột giấy bằng công nghệ Kraft được áp dụng phổ biến nhất. Quy trình trình sản xuất giấy và bột giấy bằng công nghệ Kraft, được chia ra làm các giai đoạn như sau:
- Chuẩn bị nguyên liệu thô.
- Sản xuất bột giấy.
- Chuẩn bị bột phối liệu.
- Xeo giấy.
- Thành phẩm.
Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất giấy và bột giấy bằng công nghệ kraft đính kèm dòng thải được thể hiện trong hình 1 dưới đây:
Hình 1. Sơ đồ quy trình sản xuất giấy và bột giấy bằng công nghệ kraft kèm dòng thải
 
3. Các tác động tới môi trường của công nghệ sản xuất giấy
a) Ô nhiễm môi trường do nước thải
Các nhà máy giấy và bột giấy sinh ra một lượng lớn nước thải từ quá trình sản xuất, thành phần nước thải của ngành này có độc tính rất cao do chứa các hỗn hợp phức tạo từ dịch chiết trong thân cây như nhựa, axit béo, lignin và một số sản phẩm phân hủy của lignin đã bị clo hóa có độc tính sinh thái cao, có nguy co gây ung thu và rất khó phân hủy trong môi trường. Nếu lượng nước thải này không được xử lý thì có thể ảnh hưởng nghiêm trọng tới chất lượng nguồn tiếp nhận.
b) Ô nhiễm môi trường không khí
Từ công nghệ sản xuất có thể thấy, các tác động của hoạt động sản xuất giấy lên môi trường không khí ở các công nghệ sản xuất, nghiền bột và xeo giấy:
- Quá trình sản xuất giấy, bột giấy phát sinh ra các hóa chất, hơi hóa chất như: hơi clo trong quá trình tẩy trắng, hơi xút trong quá trình kiềm hóa v.v.
- Quá trình nghiền và sản xuất nguyên liệu: Bụi sinh ra khi xay, nghiền nguyên liệu gỗ; Các khí có mùi trong quá trình sàng rửa, tẩy trắng, chế biến, khử bọt; khí H2S, hơi mercaptane thoát ra từ nấu bột; tiếng ồn và độ rung do hoạt động của các máy nghiền, sàng, các động cơ điện; khí SOx, NOx, v.v. thải từ các quá trình đốt nhiên liệu cung cấp cho lò hơi.
- Quá trình xeo giấy: Trong khâu sấy khô, hơi nước từ các tấm giấy được thổi vào không khí kéo theo các hydrocacbon, các chất trong nguyên liệu gỗ,... gây ô nhiễm môi trường; Ô nhiễm nhiệt từ các nguồn nhiệt dư (nồi hơi, các máy xeo giấy); Ô nhiễm khói thải nhiên liệu từ lò hơi, máy xeo giấy.
- Quá trình xông lưu huỳnh: Gây ô nhiễm không khí bởi khí thải từ lò xông lưu huỳnh và khí thải do đốt nhiên liệu cung cấp nhiệt năng cho lưu huỳnh bốc hơi.
c) Ô nhiễm môi trường do chất thải rắn
Ô nhiễm môi trường do chất thải rắn phát sinh từ sản xuất giấy và bột giấy bao gồm: chất thải rắn sinh hoạt (các loại bao bì, giấy các loại, túi nilông, thủy tinh, vỏ lon...); chất thải rắn sản xuất (bùn cặn từ bể tự hoại, bùn thải từ trạm xử lý nước thải, tạp chất của giấy phế liệu, xỉ than lò hơi, lò đốt,...); chất thải nguy hại.
 
4. Kiến nghị giải pháp quản lý và giảm thiểu môi trường trong sản xuất giấy và bột giấy

a) Áp dụng các giải pháp sản xuất sạch hơn trong sản xuất giấy và bột giấy
Sản xuất sạch hơn (SXSH) là phương pháp tiếp cận mới để giảm thiểu ô nhiễm tại nguồn thông qua việc sử dụng nguyên nhiên liệu có hiệu quả hơn. Việc áp dụng các giải pháp sản xuất sạch hơn không chỉ giúp các doanh nghiệp cắt giảm chi phí sản xuất, mà còn đóng góp vào việc cải thiện hiện trạng môi trường, qua đó giảm bớt chi phí xử lý môi trường. Các giải pháp SXSH được áp dụng chủ yếu như:
- Bảo quản và làm sạch nguyên liệu đầu vào bằng phương pháp khô sẽ giảm được lượng nước thải từ quá trình rửa nguyên liệu.
- Dùng súng phun tia để rửa máy móc, thiết bị, sàn v.v. sẽ giảm được lượng nước thải vệ sinh công nghiệp.
- Dùng các biện pháp kỹ thuật bảo toàn hơi và nước, tránh thất thoát hơi, chảy tràn nước.
- Phân luồng các dòng thải để tuần hoàn sử dụng lại các nguồn ít bị ô nhiễm. Thu hồi bột giấy và xơ sợi từ dòng nước thải xeo để tiết kiệm nguồn nguyên liệu đầu vào, đồng thời giảm được lượng các chất ô nhiễm trong nước thải, khí thải và chất thải rắn.
- Có giải pháp xử lý dịch đen (dịch đen là nước thải tạo ra từ quá trình nấu kiềm nguyên liệu để thu hồi xenlulo của quá trình sản xuất giấy) để giảm ô nhiễm chất hữu cơ, vô cơ trong dòng thải v.v.
b) Áp dụng các giải pháp quản lý chung cho ngành sản xuất giấy và bột giấy
- Phối hợp với cơ quan quản lý nhà nước và cơ quan chuyên môn về môi trường thực hiện việc kiểm soát và giám sát tình trạng môi trường định kỳ cho toàn công ty nói riêng và ngành giấy nói chung.
- Các hoạt động bảo vệ môi trường, vận hành các thiết bị xử lý ô nhiễm môi trường sẽ thường xuyên duy trì, quản lý và theo dõi. Lập kinh phí bảo vệ môi trường hàng năm, và thường xuyên duy trì, vận hành và sửa chữa hệ thống xử lý chất thải.
- Các số liệu phân tích và đo đạc về chất lượng môi trường của từng Công ty sẽ được lưu trữ và gửi định kỳ lên cơ quan Nhà nước có chức năng quản lý môi trường.
- Lựa chọn công nghệ phù hợp để các tác động đến môi trường là ít nhất.
- Thành lập Tổ chuyên trách giám sát về môi trường và an toàn cho Nhà máy.
c) Áp dụng các giải pháp kỹ thuật giảm thiểu ô nhiễm môi trường:
c.1. Giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước
- Xử lý dịch đen: Ngoài áp dụng phương pháp cô đốt hoặc phương pháp sinh học yếm khí thì phương pháp keo tụ, hấp thụ là những phương pháp xử lý dịch đen tốt nhất trong điều kiện của Việt Nam hiện nay, tùy thuộc quy mô các nhà máy lớn hay bé để áp dụng. Các biện pháp này chỉ được coi như tiền xử lý trước khi xử lý sinh học. Một kĩ thuật mới đang được nhiều người quan tâm là oxy hoá dịch đen bằng xúc tác.
- Xử lý nước thải tổng hợp (là phần thải còn lại sau xử lý dịch đen): Loại nước thải này thường được xử lý bằng keo tụ lắng kết hợp với xử lý sinh học. Các kĩ thuật xử lý sinh học trong xử lý nước thải giấy: bùn hoạt tính, hồ sục khí, lọc nhỏ giọt hoặc lọc nhỏ giọt kết hợp với bùn hoạt tính và các phương pháp lọc yếm khí…Các công nghệ này sẽ đạt hiệu quả cao hơn nếu có thêm các xúc tác. Mặt khác, với quy trình xử lý kiểu này, chi phí xây dựng cũng như chi phí vận hành có thể chấp nhận được đối với loại cơ sở sản xuất vừa và nhỏ.
c.2. Giảm thiểu ô nhiễm môi trường không khí
- Giảm thiểu và xử lý ô nhiễm do bụi, khí thải trong vận chuyển, tập kết nguyên, nhiên liệu:
- Các phương tiện vận chuyển nhiên liệu phải có bạt che kín.
- Tập kết vật liệu đúng nơi quy định, không để bay bụi gây ảnh hưởng đến giao thông hoặc sinh hoạt cũng như lao động sản xuất của nhân dân trong khu vực.
- Khi bốc xếp nguyên nhiên liệu, công nhân sẽ được trang bị bảo hộ lao động cá nhân: quần áo, giày, găng tay, khẩu trang,… để giảm thiểu ảnh hưởng của bụi tới sức khỏe.
- Phun nước khi đổ than, xỉ than để tránh gây bụi.
- Giảm thiểu và xử lý ô nhiễm do bụi, khí thải trong nghiền bột liệu:
- Trang bị bảo hộ lao động và bố trí thời gian làm việc hợp lý cho công nhân;
- Thường xuyên kiểm tra hệ thống máy móc để tránh sự cố có thể xảy ra;
- Có bảng quy định và hướng dẫn kỹ thuật vận hành tại khu vực cấp hóa chất và phụ gia cho quá trình xeo giấy.
- Giảm thiểu tác động của nguồn nhiệt dư:
- Kết cấu nhà xưởng đảm bảo thông gió tốt kết hợp với thông gió tự nhiên và hệ thống quạt thông gió.
- Lắp đặt hệ thống quạt hút hỗ trợ cho thông gió.
- Trang bị đầy đủ bảo hộ lao động chuyên dụng cho công nhân.
c.3. Giảm thiểu ô nhiễm môi trường đất
- Thu gom và xử lý chất thải rắn thông thường: Chất thải rắn thông thường của nhà máy gồm có chất thải sản xuất và rác sinh hoạt.
- Chất thải sản xuất sẽ được thu gom và quản lý tập trung tại bãi chứa. Thành phần chính của các loại chất thải này là các chất vô cơ, có dạng tồn tại bền vững về hóa học, ít gây ảnh hưởng đến môi trường nên có thể tiến hành san lấp hợp lý.
- Rác thải sinh hoạt được công nhân vệ sinh môi trường của công ty thu gom hàng ngày và xử lý theo đúng quy định, đảm bảo vệ sinh môi trường.
- Thu gom và xử lý chất thải rắn nguy hại:
Từng công ty, khu công nghiệp sẽ thực hiện việc xử lý chất thải nguy hại (CTNH) theo đúng Thông tư số 36/2015/TT-BTNMT ngày 30/06/2015 của Bộ Tài nguyên và Môi trường.

5. Kết luận
Có thể thấy ngành công nghiệp giấy và bột giấy là ngành sản xuất công nghiệp tổng hợp đa ngành. Công nghệ sản xuất giấy sử dụng một khối lượng lớn nguyên, nhiên liệu, vật liệu trải qua các quá trình tác động cơ khí, hóa học, năng lượng tạo ra lượng chất thải lớn: chất thải rắn, nước thải, khí thải đặc biệt là nước thải với định mức tiêu thụ nước lớn. Nhu cầu tiêu thụ giấy ngày càng tăng, ngành công nghiệp sản xuất bột giấy và giấy càng phát triển mạnh. Đi kèm với sự phát triển đó là vấn đề ô nhiễm môi trường nặng nề chủ yếu đối với môi trường nước, môi trường không khí, môi trường đất và hệ sinh thái. Ảnh hưởng trực tiếp tới điều kiện sống và sức khỏe con người. Bài viết đã thực hiện việc phân tích, đánh giá các tác động môi trường tiềm ẩn từ công nghệ sản xuất đang áp dụng trong ngành công nghiệp giấy và bột giấy, từ đó đề xuất các giải pháp quản lý, cải tiến công nghệ, áp dụng các giải pháp giảm thiểu tối đa ô nhiễm ra môi trường xung quanh, tiến tới phát triển Ngành Giấy Việt Nam phù hợp với phát triển bền vững và bảo vệ môi trường.

Đối tác
MO MIEN NAM
Vimluki
cie
Bộ Công thương
Doi tac 5