Tài liệu Tổng quan về ngành dệt nhuộm và các vấn đề môi trường

MỤC LỤC MỞ ĐẦU...............................................................................................................................1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH DỆT NHUỘM VÀ CÁC VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG..............................................................................................................................2 1.1. Giới thiệu chung về ngành dệt nhuộm....................................................................2 1.2. Các vấn đề môi trường của ngành dệt nhuộm.........................................................5 1.2.1. Nước thải...........................................................................................................5 1.2.2. Khí thải..............................................................................................................7 1.2.3. Chất thải rắn......................................................................................................8 1.2.4. Ô nhiễm tiếng ồn...............................................................................................9 1.2.5. Ô nhiễm nhiệt....................................................................................................9 CHƯƠNG 2: CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG........................................12 2.1. Cân bằng vật liệu......................................................................................................12 CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN CÁC CƠ HỘI SXSH..........15 3.1. Phân tích nguyên nhân và đề xuất các giải pháp SXSH.......................................15 3.2. Sàng lọc các cơ hội SXSH.....................................................................................19 3.3. Lựa chọn các giải pháp SXSH...............................................................................21 3.3.1. Đánh giá tính khả thi về kỹ thuật....................................................................21 3.3.2. Đánh giá tính khả thi về môi trường..............................................................23 3.3.3. Đánh giá tính khả thi về kinh tế......................................................................23 3.4. Lựa chọn các giải pháp để thực hiện.....................................................................24 KẾT LUẬN.........................................................................................................................29 MỞ ĐẦU Công nghiệp dệt đóng góp đáng kể vào nền kinh tế của nhiều nước, bao gồm các quy mô sản xuất từ nhỏ đến lớn trên toàn thế giới. Ngành dệt nhuộm Việt Nam là một trong những ngành phát triển mạnh mẽ và là ngành công nghiệp có sản lượng xuất khẩu cao. Ngoài những tác động tiêu cực đến nền kinh tế, ngành cũng gây ra những vấn đề về nôi trường đáng quan tâm như nước thải, khí thairm nhiệt,... Quá trình sản xuất trong ngành dệt có đặc điểm là tiêu thụ nhiều tài nguyên như nước, nhiên liệu và hàng loạt hóa chất trong một chuỗi dài các quá trình và sinh ra một lượng lớn các chất thải.Những vấn đề chính về môi trường có liên quan đến công nghiệp dệt là hàng loạt các vấn đề gắn liền vs ô nhiễm nước do việc xả thải không qua xử lý. Tuy nhiên việc xây dựng và vận hành các hệ thống xử lý đòi hỏi một khoản chi phí không nhỏ. Do đó, ngày nay các nhà sản xuất công nghiệp hướng đến tiếp cận mới phù hợp và tiết kiệm chi phí hơn cho việc xử lý ô nhiễm. Đó là hướng tiếp cận công nghệ sản xuất sạch hơn. Nghiên cứu sản xuất sạch hơn cho ngành dệt nhuộm thực hiện nhằm nghiên cứu công nghệ dệt nhuộm, phân tích những nguyên nhân dẫn đến các vấn đề môi trường, từ đó đề xuất các giải pháp thực hiện sản xuất sạch hơn nhằm giảm lượng phát thải và nâng cao hiệu quả sản xuất tạo điều kiện cho công ty có thể cạnh tranh được trên thị trường toàn cầu. 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH DỆT NHUỘM VÀ CÁC VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG 1.1. Giới thiệu chung về ngành dệt nhuộm 1.1.1. Lịch sử phát triển của ngành dệt may Ngành dệt nhuộm có nguồn gốc từ các làng nghề truyền thồng, sản xuất thủ công từ rất lâu đời. Tại Việt Nam ngành dệt nhuộm được hình thành và phát triển theo quy mô công nghiệp từ năm 1897 với nhà máy đầu tiên là nhà máy dệt Nam Định. Sau đó, ngành công nghiệp này đã nhanh chóng lớn mạnh sau Thế Chiến thứ 2 với quy mô và hình thức khác nhau. Ở miền Nam, các doanh nghiệp được thành lập và sử dụng máy móc hiện đại của Châu Âu. Ở miền Bắc, các doanh nghiệp nhà nước do Trung Quốc, Liên Bang Xô Viết cũ và Đông Âu cùng thiết bị máy móc cũng như trong giai đoạn này. Năm 1954, sau khi miền Bắc giành độc lập, Nhà máy Dệt Nam Định và Nhà máy Dệt lụa Nam Định được khôi phục, có thêm một số nhà máy khác được xây dựng mới như Nhà máy Dệt 8/3, Nhà máy Dệt Vĩnh Phú,...Các làng nghề truyền thống, các hợp tác xã dệt may đã được khuyến khích phát triển. Sau khi Việt Nam thống nhất (tháng 4 năm 1975), Chính phủ đã tiếp quản một loạt các nhà máy ở miền Nam như Công ty Dệt Thắng Lợi, Công ty Dệt Thành Công,... Sau đó, một số doanh nghiệp quốc doanh trung ương được xây dựng như Công ty May Hà Nội, Công ty Dệt may Nha Trang, công ty Dệt may Huế. Một số cơ quan cấp địa phương cũng thành lập các doanh nghiệp may. Hiện nay Việt Nam là một trong những 10 năm có kim ngạch xuất khẩu lớn nhất về hàng dệt may (kim ngạch xuất khẩu dệt may đạt 15 tỷ USD trong năm 2011, dẫn đầu về hàng hóa xuất khẩu Việt Nam). 1.1.2. Công nghệ dệt nhuộm Dệt nhuộm là ngành công nghiệp bao gồm rất nhiều công đoạn sản xuất. tùy từng loại sản phẩm (vải, màu, len, khăn, ...) mà quy trình sản xuất khẩu được áp dụng cũng có thể khác nhau. 2 Sợ tự nhiên Làm sạch Xé sợi/pha trộn CTR: tạp chất như vụn của cây, vỏ hạt, đất cát Ồn + Bụi bông Chải thô Ồn + Bụi bông + Xơ sợi ngắn Chải kỹ Kéo sơ sợi Ồn + Bụi xơ + vụn xơ sợi ngắn Kéo chuỗi Ồn + bụi xơ Nhiệt độ Xé sợi Xe sợi Nước thải + Nhiệt + Hơi polyme Dung môi Hồ sợi Nước, tinh bột, phụ gia, nhiệt độ và hóa chất Dệt Axit, enzim Rũ hồ Kiềm, nhiệt độ Nấu kiềm Hóa chất, enzim Tẩy trắng Nước thải chứa hồ và hóa chất Ồn + Bụi bông Nước thải chứa hồ tinh bột + Hóa chất Nước thải, các tạp chất như sáp và axit béo, dầu, ... Nước thải chứa hóa chất Giặt Kiềm Làm bóng Nước thải chứa kiềm, hóa chất 3 Dung dịch nhuộm Nhuộm Hóa chất, hơi, nhiệt In hoa Giặt Nước, chất tẩy giặt Sấy Nhiệt Làm mềm vải Nước thải chứa hóa chất nhuộm CTR: bao bì hóa chất nhuộm Mùi Hồ in dư Nước thải chứa hóa chất, hồ in Nhiệt + ồn + hợp chất hữu cơ dễ bay hơi Ồn Sản phẩm Ghi chú: Đường đi khâu sản xuất Đường đầu vào Đường đầu ra Hình 1.1: Quy trình công nghệ sản xuất ngành dệt nhuộm Thuyết minh sơ đồ: - - - Chuẩn bị nguyên liệu: Nguyên liệu chủ yếu là xơ bông, xơ nhân tạo để sản xuất các loại vải cotton, vải pha. Ngoài ra sử dụng các nguyên liệu như lông thú, đay gai, tơ tằm để sản xuất các mặt hàng tương ứng. Làm sạch nguyên liệu: Nguyên liệu thường được đóng dưới dạng các kiệ thô chứa các sợi bông có kích thước khác nhau cùng các tpaj chất tự nhiên như bụi, đất, hạt, cỏ rác,... Nguyên liệu bông htoo được đánh tung, làm sạch và trộn đều. Sau quá trình làm sạch bông thu dưới dạng các tấm bông phẳng đều. Chải: Các sợi bông được chải song song và tạo thành các sợi thô. Kéo sợi, đánh ống, mắc sợi: Tiếp tục kéo sợi thô tại các máy sợi con để giảm kích thước sợi, tăng độ bền và quá sợi vào các ống sợi thích hợp cho việc dệt vải. Sợi 4 - - - - - - - con trong các trong các ống nhỏ được đánh ống thành các quả to để chuẩn bị dệt vải. Tiếp tục mắc sợi là dồn các quả ống để chuẩn bị cho công đoạn hồ sợi. Hồ sợi dọc: Hồ sợi bằng hồ tinh bột và tinh bột biến tính để tạo màng hồ bao quanh sựi, tăng độ bền, độ trơn và độ bóng của sợi để có thể tiến hành dệt vải. Ngoài ra, còn dùng các lại hồ nhân tạo như polyvinylacol PVA, polyacrylat, ... Dệt vải: Kết hợp sợi ngang với sợi dọc đã mắc để hình thành tấm vải được. Để giúp các sợi dọc không bị đứt trong quá trình dệt người ta thường hồ các sợi này trước khi đem dệt, nhằm tăng độ bền kéo và độ nhẵn của sợi. Chất hồ thường được sử dụng nhất ở đây là các loại tinh bột tự nhiên, mặc dù người ta vẫn dùng hợp chất như cồn polyvinyl alcohol (PVA), nhựa, dẫn xuất cenluloo tan trong kiềm, chất hồ galatin. Những hóa chất khác như dầu bôi tơn, các tác nhân, chất làm đầy thường được thêm vào để tăng thêm tính năng của vải. Rũ hồ: Thành phần hồ được loại bỏ khỏi vải mộc bằng cách hòa tan. Sau đó, việc rũ hồ bằng axit hoặc enzim sẽ loại bỏ hồ ra khỏi vải nhằm trợ giúp cho sự ngấm thấm của hóa chất vào vải ở bước tiếp theo như nhuộm và in hoa, hoàn tất, vải dệt kim, vải thành phẩm, tẩy trắng. Nấu kiềm: thực hiện loại bỏ các tạp chất như chất sáp, các axit béo, dầu, ... có trong vải. Khâu xử lý này được thực hiện trong môi trường kiềm (với natri hydroxit) dưới áp suất và nhiệt độ cao (trên 100 ℃ ). Tẩy trắng: Được sử dụng khi làm khi để làm trắng vải và sợi. các hóa chất khác nhau như hypochlorite, hydrogen peroxit, ... được sử dụng làm tác nhân tẩy trắng. Các điều kiện trong suốt quá trình tẩy trắng thay đổi tùy theo loại tác nhân được sử dụng. Ngay khi khâu tẩy hoàn tất, cần phải tách bỏ hoàn toàn các hóa chất tẩy hoặc bằng cách giặt triệt để hoặc sử dụng dụng các enzim. Làm bóng: Ngâm kiềm làm tăng độ bền kéo, độ bóng và khả năng ngấm màu của vải hoặc sợi cotton. Trong quá trình này, sợi hoặc vải cotton được xử lý bằng dung dịch kiềm lạnh. Kiềm làm cho sợi vải nở ra, làm tăng độ ngấm thấm thuốc huộm ở công đoạn sau. Kiềm dư thông thường được thu gom, để tái sử dụng hoặc cho khâu nấu kiềm hoặc các bước làm bóng khác. Nhuộm: Nhuộm được thực hiện để tạo ra màu sắc cho vải. Khâu này cơ bản liên quan đến sự khuếch tán các phân tử thuốc nhuộm trong tấm vải cần nhuộm màu. Trong quá trình nhuộm, các phân tử thuốc nhuộm này nhanh chóng liên kết với bề mặt của từng sơ sợi, hình thành nên một lớp mỏng và khuếch tán vào sâu bên 5 - trong xơ sợi. Về cơ bản, có 2 kỹ thuật nhuộm hiện được sử dụng trong dệt nhuộm, đó là: Kỹ thuật nhuộm theo mẻ: Dịch nhuộm và vải được đặt trong cùng một bể và tại đây người ta sẽ cấp thêm vào một lượng thuoosc nhuộm cần thiết. Công nghệ liên tục: Thuốc nhuộm được hòa tan hoặc phân tán trong dung dịch. Một lượng dịch nhuôm xác định được tác dụng cục bộ lên tấm vải. Các loại thuốc nhuộm chính được dùng trong công nghiệp dệt được chỉ ra dưới đây: + Thuốc nhuộm axit: Được sử dụng chủ yếu cho len, lụa tơ tằm và polyamit. Chúng cho màu rất sáng, mà độ bền màu thay đổi từ thấp (dễ phai màu) đến cao. + Thuốc nhuộm bazo: Thường dùng để nhuộm các màu rất sáng cho acrylic và polyester. + Thuốc nhuộm trực tiếp: Thường sử dụng cho rayon và cotton. Thuốc nhuộm phân trán: Dùng cho xơ celulo axetat, polyamine và polyester. + Thuốc nhuộm hoạt tính: Nhóm này giúp tạo khoảng màu sáng và thường sử dụng cho hàng dệt celulo + Thuốc nhuộm sunphua: Được sử dụng chủ yếu nhất là để nhuộm vải cotton, rayon và vải pha cotton – sợi tổng hợp và tạo màu bền, đậm cho vải thành phẩm. + Thuốc nhuộm hoàn nguyên: Thuốc nhuộm tạo ta hầu hết các ánh màu và đặc biệt quan trọng trong khâu nhuộm vải có nguồn gốc xenlulo (ví dụ như vải cottom). + Thu9oosc nhuộm Azo: Tạo ra các ánh sẫm của màu xanh, tím violet, vàng, da cam và đỏ nhạt. In hoa: Là quá trình tạo nên các hoa văn màu trên vải. Không giống như nhuộm, in hoa thường chỉ thực hiện trên vải đã chuẩn bị để tạo hoa văn trên những vùng cụ thể của tấm vải theo thiết đã định trước. Mùa sắc được in trên vải và sau đó được xử lý bằng hơi, nhiệt hoặc hóa chất để cố định màu. Các kỹ thuật in hoa thường được sử dụng là: In bằng chất màu: Thường được sử dụng cho tất cả các loại vải. In ướt: Sử dụng thuốc nhuojm hoạt tính với vải cotton và thường tạo ra cảm giác mềm mại hơn so với vải được in bằng chất màu. In bóc màu: Tạo hoa văn bằng cách trước tiên là áp màu lên vải và sau đó bóc màu ở nững vùng đã chọn. Bước giặt vải cuối cùng được thực hiện để loại bỏ hồ in còn dư và lưu lại màu sắc đồng đều. 6 - - - 1.2. Hoàn tất: Qúa trình này bao gồm các thao tác cuối cùng cần thiết để làm cho sản phẩm dệt có sức hấp dẫn và có thể đem trưng bày với khách hàng. Quá trình hoàn tất đem lại cho vải các đặc tính về mỹ quan, hóa học và cơ học cuối cùng để phục vụ các yêu cầu sử dụng. các thao tác hoàn tất bao gồm: Sấy: Sấy nhằm loại bỏ lượng ẩm ra khỏi vải và được thực hiện trên máy sấy. Tạo ra sự ổn định về kích thước (văng khổ). Đây là một trong số các thao tác hoàn tất quan rọng nhất. Vải trong ddieuf kiện bị vặn vẹo được xử lý để đạt chiều rộng và chiều dài yêu cầu Cán láng. Bề mặt bóng láng của vải được tạo thành hờ quá trình cán láng. Vải ẩm được ép chặt trên mặt kim loại nóng và bóng cho đến khi khô đi. Làm mềm vải: Sau khi cán láng, vải trở nên hơi cứng. Việc phá độ cứng này được gọi là làm mềm vải. Vải được dẫn qua thiết bị làm mềm sao cho vải tiếp xúc với các trục cuốn và kéo chúng xung quanh. Bằng cách này, bề mặt của vải được xáo trọn nhẹ và làm cho vải trở nên mềm mại hơn nhiều. Các vấn đề môi trường của ngành dệt nhuộm 1.2.1. Nước thải Mức độ ô nhiễm của nước thải dệt nhuộm phụ thuộc vào loại, lượng hóa chất sử dụng, vào kết cấu mặt hàng sản xuất (gián đoạn, liên tục hay bán liên tục) và đặc tính máy móc sử dụng. Các công đoạn tạo ra nước thải của công nghiệp dệt nhuộm bao gồm: hồ sợi, giũ hồ, nấu vải, tẩy, nhuộm, làm bền màu và giặt vải (theo sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất). Bảng 1.1: Tóm lược chất ô nhiễm trong nước thả ngành dệt nhuộm Hồ sợi, giũ hồ Xử lý bằng kiềm (nấu Tinh bột, glucose, cacboxy metyl xenlulo, polyvinyl alcol, nhựa chất béo và sáp. -Chất chelat hoá, chất ổn định, chất điều chỉnh pH, chất mang -Chất hoạt động bề - 90% các chất hồ đi vào nước thải - Tải lượng BOD, COD cao (lên tới 600.000 ppm) - Các chất hồ tổng hợp không có khả năng phân huỷ sinh học gây độc hại cho nguồn nước tiếp nhận nếu không qua xử lý - Dầu khoáng - Tăng tải lượng photpho (do polyphosphate), tăng hàm lượng kim loại nặng. - Tăng tải lượng BOD, gây ra độc tính sinh học trong nước thải (đặc biệt là các hợp chất alkalis benzene 7 chuội, kiềm bóng) Nấu tẩy sulphonate mạch thẳng - LAS, Alkyl phenol mặt/chất giặt/chất nhũ hoá/chất phân tán ethoxylate - APEO). NaOH, chất sáp và dầu mỡ. tro, soda, Độ kiềm cao, màu tối, BOD cao (30% tổng BOD) silicat natri và sợi vụn Tẩy trắng Hypoclorit, hợp chất chứa Clo, NaOH, AOX, axit,... Làm bóng NaOH, tạp chất Nhuộm In Hoàn thiện Các loại thuốc nhuộm, axit axetic và các muối kim loại,... Chất màu, tinh bột, dầu, đất sét, muối, kim loại, axit,... Tạo ra các chất hữu cơ có chứa Halogen nếu dùng hoá chất tẩy trắng là hypochrorite Độ kiềm cao, chiếm 5% BOD Độ kiềm cao, BOD thấp + Lượng nước thải lớn có độ màu, BOD, COD, TS, nhiệt độ cao + AOX, Hydrocarbon chứa halogen + Sunphua, Muối trung tính, Kim loại nặng Dòng thải ra chứa BOD cao, độ màu cao và dầu mỡ, đồng, nhiệt độ, pH, thể tích nước Vết tinh bột, mỡ động Kiềm nhẹ, BOD thấp, lượng nhỏ vạt, muối,... Trong đó chủ yếu là công đoạn tẩy trắng và nhuộm màu: - - Công đoạn tẩy trắng, nước thải có chứa dầu, mỡ từ sợi, một phần nhỏ hợp chất lignin và hydrat cacbon trong trường hợp tẩy trắng bằng hợp chat hypoclorit, giống như tẩy xenluloza trong công nghiệp giấy, trong nước thải có chứa các hợp chất clo hữu cơ có dạng cấu tạo tương tự các hợp chat dioxin, chất độc rất nguy hiểm đối với đời sống con người. Công đoạn nhuộm, tùy thuộc vào công nghệ sử dụng (nhuộm gián đoạn, nhuộm liên tục) và các loại thuốc nhuộm màu vải cần nhuộm, loại vải cần nhuộm trong nước thải có chứa các loại gây ô nhiễm khác nhau. Ngoài ra, trong nước thải dệt nhuộm còn chứa một số lượng lớn các hóa chất như sô đa (Na 2CO3), kiềm (NaOH, KOH), các 8 muối thiosulphit, thiosulphat, axit axetic, các hóa chất khác sử dụng làm ổn định chất màu,... Một đặc điểm chung là tất cả các loại thuốc nhuộm đều là hóa chất độc và rất độc, ... 1.2.2. Khí thải Chủ yếu từ công đoạn xử lý nhiệt, xử lý hoàn tất hàng dệt và đốt nhiên liệu Bảng 1.2: Các chất ô nhiễm trong khí thải sinh ra trong quá trình dệt may Quá trình Sản xuất lượng năng Nguồn Các chất ô nhiễm Phát sinh từ lò hơi Các hạt, oxit nito (NO2, khí sunfua (SO2) Tạo lớp phủ sấy Phát tán từ lò ở nhiệt độ cao khô và cắt Các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi Hoạt động sản Phát thải từ khâu chuẩn bị, chải thô, xuất vải cotton Bụi bông chải kỹ và sản xuất vải nhân tạo Hồ sợi Phát sinh do sử dụng các hợp chất hồ Oxit nito, oxit lưu huỳnh, vải (keo hồ, PVA) CO Tẩy trắng Phát sinh do sử dụng hợp chất của Clo Clo, oxit Clo Nhuộm Thuốc nhuộm phán tán sử dụng để NO2, H2S, hơi anilin, hơi làm chất mang thuốc nhuộm sunphua kiềm, hơi axit và anilin In Phát tán Hydrocacbon, ammoniac Nhựa từ khâu hoàn tất Fomaldehit, Hợp chất hữu cơ dễ bay hơi Hoàn tất Nhiệt do khâu sản xuất sợi tổng hợp Lưu giữ các hóa Phát thải từ các tank chứa hành hóa và Hợp chất hữu cơ dễ bay chất hóa chất hơi Xử lý nước thải Phát thải ra từ quá trình xử lý tank Hợp chất hữu cơ dễ bay chứa và thùng chứa hơi 9 1.2.3. Chất thải rắn Bảng 1.3: Các chất thải rắn trong quá trình sản xuất ngành dệt nhuộm TT Chất thải Nguồn phát sinh 1 Sợi, bụi bông Công đoạn sản xuất sợi và dệt 2 Bao bì hóa chất, thuốc nhuộm Nấu tẩy, làm bóng, nhuộm, in hoa, hoàn thiện 3 Giấy bìa catong, các tấm plastic, dây Công đoạn hoàn thiện, đóng gói buộc 4 Dẻ lau, bóng đèn huỳnh quang thải 5 Giấy, bìa, các chất thải sinh hoạt nói Văn phòng, sinh hoạt chung 6 Bùn thải Các phân xưởng Hệ thống xử lý nước thải 1.2.4. Ô nhiễm tiếng ồn Chủ yếu phát ra từ hoạt động của hệ thống máy móc như máy dệt, máy cắt ngang vải, cụm máy nhuộm – giặt tẩy – ly tâm vắt nước vải, lò hơi, dòng khí, hơi vận chyển liên tục trong các đường ống. 1.2.5. Ô nhiễm nhiệt - - Chủ yếu từ: Sự truyền nhiệt do các tường thành của lò hơi, các máy móc thiết bị sử dụng hơi (các máy nấu, tẩy, nhuộm vải, máy định hình vải) và của hệ thống đường ống dẫn hơi, khí nóng. Sự rò rỉ của hệ thống đường ống dẫn hơi, các van, mối nối trên hệ thống đường ống Sự tỏa nhiệt bốc hơi nước của các máy sấy khô vải. 1.3. Sản xuất sạch hơn và phương pháp luận 1.3.1. Giới thiệu về sản xuất sạch hơn Quá trình công nghiệp hóa nhanh và rộng là một trong những yếu tố đóng góp quan trọng vào sự phát triển của nền kinh tế Việt Nam. Tuy nhiên, đi kèm với sự bùng nổ tăng trưởng công nghiệp thường là các vấn đề về môi trường. Một trong các cách thức 10 tiếp cận để giải quyết vấn đề này là phương pháp tiếp cận “cuối đường ống (EOP)”, tức là xử lý phát thải/chất thải chỉ sau khi chúng đã phát sinh. Về thực tiễn, điều này đồng nghĩa với xây dựng và vận hành các cơ sở xử lý nước thải, các thiết bị kểm soát ô nhiểm không khí và các bãi chôn lấp an toàn - đây là những công việc rất tốn kém. Xét đến quy trình công nghiệp cần phải hiểu rằng bất cứ quy trình hoặc hoạt động nào cũng không bao giờ đạt được hiệu suất 100%. Luôn có tổn hao nào đó vào môi trường và không thể chuyển thành dạng sản phẩm hữu dụng. Tổn hao này là sự lãng phí hay sự ô nhiễm luôn gắn liền với sản xuất công nghiệp. Yếu tố này thường được nhắc đến như “cơ hội bị mất đi trong quá trình sản xuất”. Tỷ lệ phát sinh chất thải thường rất cao và có một thực tế là rất ít nhà sản xuất công nghiệp nhận ra điều này. Hiện nay tiếp cận xử lý cuối đường ống vẫn đang được áp dụng phổ biến trong các cơ sở công nghiệp, nhưng khả năng tiếp nhận ô nhiểm của môi trường đang gần như cạn kiệt và các đơn vị sản xuất công nghiệp dần nhận thức được sự cần thiết phải xem xét lại các công đoạn sản xuất của mình. Điều này đã dẫn đến sự xuất hiện khái niệm về một tiếp cận mang tính chủ động để giảm chất thải tại nguồn trong quản lý chất thải. Tiếp cận chủ động này được gọi là Sản xuất sạch hơn (SXSH). SXSH được định nghĩa là sự áp dụng liên tục chiến lược môi trường tổng hợp mang tính phòng ngừa trong các quy trình, sản phẩm, và dịch vụ nhằm nâng cao hiệu suất và giảm thiểu rủi ro cho con người và môi trường. - Với các quy trình sản xuất, SXSH bao gồm việc bảo tồn các nguyên liệu thô và năng lượng, loại bỏ các nguyên liệu thô độc hại, và giảm lượng và độ độc của tất cả các phát thải cũng như chất thải; - Với các sản phẩm, SXSH bao gồm việc giảm thiểu các tác động tiêu cực trong vòng đời sản phẩm, từ khi khai thác nguyên liệu thô cho tới khi thải bỏ cuối cùng; - Với các dịch vụ, SXSH là sự tích hợp các mối quan tâm về môi trường trong quá trình thiết kế và cung ứng dịch vụ. 11 Một điểm quan trọng cần nhấn mạnh rằng, SXSH không chỉ đơn thuần là thay đổi thiết bị: SXSH đề cập tới thay đổi thái độ quan điểm, áp dụng các bí quyết và cải tiến quy trình sản xuất cũng như cải tiến sản phẩm. Các khái nhiệm khác tương tự như SXSH là: - Giảm thiểu chất thải; Phòng ngừa ô nhiễm; Năng suất xanh. Những khái niệm này về căn bản là tương tự như SXSH, với ý tưởng nền tảng là làm cho các công ty trở lên hiệu quả hơn và ít ô nhiễm hơn. 1.3.2. Phương pháp luận đánh giá sản xuất sạch hơn Phân tích dòng nguyên liệu và năng lượng vào và ra của một quy trình là yếu tố trọng tâm của đánh giá SXSH. Việc thực hiện một đánh giá SXSH phải được thực hiện theo tiếp cận có phương pháp luận và logic giúp nhận diện được các cơ hội SXSH, giải quyết các vấn đề về chất thải và phát thải ngay tại nguồn, và đảm bảo tính liên tục của các hoạt động SXSH. Hình 1.2: Các bước tiến hành sản xuất sạch hơn 12 CHƯƠNG 2: CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG 2.1. Cân bằng vật liệu Nước, áp suất, nhiệt độ Thuốc nhuộm Vải Nhuộm (máy JET) Chất trợ nhuộm Vải nhuộm màu Nước thải chứa hóa chất nhuộm Mùi của hơi axit, kiềm, dung môi hữu cơ, hơi anilin và Khí thải: H2S, NOx Chất thải rắn: Bao bì hóa chất, thuốc nhuộm Hình 2.1: Giai đoạn nhuộm kèm dòng thải trong quy trình sản xuất ngành dệt Sau khi lập sơ đồ dòng quy trình đã chọn, bước quan trọng nhất là tiến hành cân bằng vật liệu và năng lượng cho quy trình đó. Cân bằng vật liệu và năng lượng (M & E) là công cụ kiểm kê cơ bản cho phép theo dõi định lượng của đầu vào và đầu ra về nguyên liệu và năng lượng. Nền tảng để thực hiện cân bằng vật liệu là sơ đồ quy trình công nghệ. Một bước thiết yếu trong cân bằng vật liệu là kiểm tra rằng “cái gì đi vào một công 13 đoạn/quy trình thì sẽ phải đi ra ở nơi nào đó.” Vì thế, tất cả đầu vào sẽ có những đầu ra tương ứng. Cân bằng vật liệu và năng lượng có ý nghĩa quan trọng đối với đánh giá SXSH vì thông qua đó người ta có thể xác định và định lượng những hao hụt và phát thải mà trước đó chưa phát hiện được. Phép cân bằng này cũng hữu ích trong việc giám sát tiến bộ đạt được từ chương trình SXSH cũng như đánh giá chi phí và lợi ích của chương trình. Dệt nhuộm là ngành công nghiệp có nguy cơ gây ô nhiễm khá cao bởi đây là ngành công nghiệp sản xuất tổng hợp, đa ngành và sử dụng một khối lượng nguyên nhiên liệu khá lớn. Vì vậy, cân bằng vật chất là một trong những bước quan trọng để đánh giá được thành phần, khối lượng của nguyên, nhiên liệu đầu vào, sản phẩm và chất thải đầu ra để từ đó có những hướng giải pháp cải tiến và biện pháp xử lí phù hợp nhằm tiết kiệm về mặt kinh tế và đảm bảo không gây ô nhiễm môi trường. 2.2. Cân bằng vật chất cho quá trình nhộm. VD: Cân bằng vật liệu cho 1000m hay 287,5 kg vải (khổ 1,15m) được trình bày trong bảng sau: Bảng 2.1. Bảng cân bằng vật chất ở khâu nhuộm. Đầu vào Đầu ra Lượng vào Loại nguyên liệu Chất rắn (kg) Lượng ra Loại sản phẩm Nước (m3) Chất rắn (kg) Nước (m3) Cibcron Đen 8,67 Cibcron Đen 2,6 Gold Vàng 0,79 Gold Vàng. 0,24 Phụ gia 13,38 Phụ gia 13,38 Nước 28,8 Nước thải 28,8 Tổng vào Chất rắn: 22,84 Tổng ra Chất rắn: 16,22 2.3. Chi phí dòng thải Bảng 2.2. Bảng định giá các dòng thải 14 Dòngthải Đầu ra Nhuộm cotton Nước CibacronĐen PGR Cibacron Đen CNN '' Gold vàng P2RN Da cam P2N Urê Na2CO3 Invadinlu Lamazin IgrasolConew Tổngcộng Sốlượng Kg Đơngiá VND/kg Thànhtiền VND 28.800 3,70 106.560 0,6 252.419,66 151.452 2,00 387.883,64 775.767 0,11 29.468,23 3.242 0,13 10,0 2,00 0,10 0,04 0,24 35.642,91 21.451,70 2.198,96 29.571,58 101.385,59 47.418,64 4.634 21.452 4.398 2.957 4.055 11.380 1.085.897 Vậy tổng chi phí ở khâu nhuộm là: 1.085.897 (đồng/1000m vải). Bảng 2.3. Chi phí dòng thải Hạng mục Chi phí xử lý nước thải Chi phí xả thải Tổng Chi phí Khối lượng Thành tiền 5000đ/m3 28,8 m3 144.000đ 2000đ/kg 16,22 kg 32.440 176.440 đồng Nhận xét: Để có được 1 tấn vải thành phẩm, Công ty phải chi trả 176.440 VNĐ cho việc xử lý chất thải. Như vậy, nếu áp dụng được các giải pháp SXSH sẽ giúp Công ty tiết kiệm chi phí xử lý vì đã giảm được lượng chất thải đầu ra. 15 CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN CÁC CƠ HỘI SXSH 3.1. Phân tích nguyên nhân và đề xuất các giải pháp SXSH Bảng 3.1: Nguyên nhân lãng phí và đề xuất xác cơ hội SXSH của công đoạn nhuộm trong ngành dệt nhuộm 16 Dòng thải Lãng phí thuốc nhuộm và tốn thời gian xử lý kỹ thuật Nguyên nhân Phối màu thủ công nên không chính xác theo công thức đã cho Do thác tác tay nghề công nhân Giải pháp 1. Lắp đặt máy tính để phối màu hợp lý 2. Kiểm soát và nâng cao tay nghề cho công nhân 3. Giũ sạch hóa chất trong thiết bị chứa để Hóa chất còn trên thiết bị tận dụng hóa chất còn vớt lại trước khi vệ chứa sinh thiết bị, vệ sinh nhà xưởng Nước thải Dung tỷ nhuộm lớn 4. Gỉam dung tỷ nhuộm từ 1:15 xuống 1:10 5. Tái sử dụng nhiều lần dung dịch nhuộm nhiều, tải vải PES của mẻ trước bằng cách bổ sung lượng COD thêm hóa chất cao + Thuốc nhuộm axit đối với mặt hàng len và polyamit + Thuốc nhuộm bazo đối với mặt hàng Thải bỏ dung dịch polyacrylonitil nhuộm sau mỗi lần thay + Thuốc nhuộm trực tiếp đối với mặt hàng đơn bóng + Thuốc nhuộm phân tán cho sợi tổng hợp như polyeste 6. Tái sử dụng lại NaOH sau mỗi lần thay đơn 7. Thu hồi thuốc nhuộm từ quá trình nhuộm sợi bông bằng phương pháp siêu lọc 8. Thay thế CH3COOH bằng HCOOH hoặc axit vô cơ mạnh (H2SO4, HCl) Sử dụng các chất hữu cơ 9. Thay thế CH3COOH bằng axit vô cơ mạnh gây ra tải lượng COD (H2SO4, HCl) cao 10. Gỉam 10% lượng chất đều màu sử dụng 11. Không sử dụng thuốc nhuộm azo có Sử dụng thuốc nhuộm chứa những amin thơm bị cấm, thuốc độc hại nhuộm crom hóa 12. Không dùng chất trợ nhuộm được 17 halogen hóa 13. Không sử dụng các chất cầm màu Formandehit 14. Sử dụng chất hoạt động bề mặt APEO 15. Sử dụng công nghệ nhuộm phủ màu dạng nước Pha dư hóa chất thuốc 16. Xử lý vải tốt, đạt yêu cầu từ công nhuộm do tiền xử lý đoạn tiền xử lý vải có độ ngấm cao, tăng không kỹ độ bám dính thuốc nhuộm 17. Nâng cao nhận thức cho công nhân vận hành Chất vải nhuộm không 18. Mở các khóa đào tạo tay nghề cho đạt yêu cầu phải nhuộm công nhân vận hành máy móc, quá trình lại do sự cố chủ quan nhuộm tốt hơn Kiểm tra vải cuối công đoạn nhuộm hoặc khách quan (ít xảy 19. trước khi chuyển qua công đoạn tiếp theo ra 20. Bảo dưỡng tốt máy móc thiết bị nhằm hạn chế sự cố 21. Gíao dục, nâng cao nhận thức tiết Ý thức của công nhân kiệm nước cho công nhân như khóa chặt các vòi nước khi không sử dụng Chất thải nguy hại là các bao bì hóa chất, thuốc nhuộm Khí thải và mùi Bao bì, hóa chất đã sử dụng thải bỏ 22. Kiểm soát thu gom và xử lý đúng quy định Nhiệt độ, áp suất cao và 23. Kiểm soát nhiệt độ, áp suất và sử sử dụng hóa chất chứa dụng hóa chất hợp lý 24. Lắp bộ thu hồi nhiệt thải axít, hợp chất hữu cơ - Phân tích nguyên nhân – đề xuất các giải pháp tiết kiệm nước: Bảng 3.2: Nguyên nhân lãng phí và các cơ hội tiết kiệm nướccủa công đoạn nhuộm Nguyên nhân Giải pháp SXSH 18 25. Gíao dục, nâng cao nhận thức và tay nghề cho công nhân tiết kiệm nước, dùng hóa chất Rò rỉ tại các van, đường, 26. Thường xuyên kiểm tra, bảo dưỡng các van và ống dẫn nước đường ống dẫn nước tránh rò rỉ Nước không thoát kịp khi 27. Cải tạo hố thoát nước tại các máy nhuộm vệ sinh máy Thải bỏ nước ngưng dẫn 28. Thu hồi nước ngưng từ máy JET để tái sử dụng vào hệ thống nước thải làm nước cấp cho nồi hơi chung của Công ty Ý thức của công nhân 19