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
- Xem thêm -