Giáo trình ngăn ngừa ô nhiễm và công nghệ sạch

Chia sẻ: Nguyen Nghiem | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:68

Thêm vào BST

Báo xấu

318
lượt xem 117
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Năm 1990 Việt Nam mới có khoảng 500 đô thị lớn nhỏ, đến năm 2000 đã tăng tới 694 đô thị các loại, trong đó có 4 thành phố trực thuộc Trung ương, 20 thành phố trực thuộc tỉnh, 62 thị xã và 563 thị trấn. Dân số đô thị Việt Nam năm 1990 là khoảng 13 triệu người (chiếm tỷ lệ 20%), năm 1995 tỷ lệ dân số đô thị chiếm 20,75%, năm 2000 chiếm 25%, dự báo đến năm 2010 tỷ lệ dân số đô thị ở Việt Nam chiếm 33%, năm 2020 chiếm 45%....

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình ngăn ngừa ô nhiễm và công nghệ sạch

NGĂN NGỪA Ô NHIỄM VÀ CÔNG NGHỆ SẠCH (Cleaner Production)
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU I. SỰ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA Ý TƯỞNG SẢN XUẤT SẠCH HƠN 1.1 Quá trình đô thị hoá: Năm 1990 Việt Nam mới có khoảng 500 đô thị lớn nhỏ, đến năm 2000 đã tăng tới 694 đô thị các loại, trong đó có 4 thành phố trực thuộc Trung ương, 20 thành phố trực thuộc tỉnh, 62 thị xã và 563 thị trấn. Dân số đô thị Việt Nam năm 1990 là khoảng 13 triệu người (chiếm tỷ lệ 20%), năm 1995 tỷ lệ dân số đô thị chiếm 20,75%, năm 2000 chiếm 25%, dự báo đến năm 2010 tỷ lệ dân số đô thị ở Việt Nam chiếm 33%, năm 2020 chiếm 45%. Sự phát triển các đô thị cùng với việc gia tăng tỷ lệ dân số đô thị gấp áp lực rất lớn đến môi trường đô thị. Bên cạnh sự phát triển mạnh ngành công nghiệp một mặt góp phần rất lớn vào sự phát triển kinh tế nhưng lại gây ảnh hưởng môi trường nghiêm trọng. Các loại ô nhiễm thường thấy tại các đô thị Việt Nam là ô nhiễm nguồn nước mặt, ô nhiễm bụi, ô nhiễm các khí sulfure, cacbonic, nitrit, ô nhiễm chì (Pb), chất thải rắn (trong sinh hoạt, bệnh viện). Theo thống kê, Việt Nam có trên 800.000 cơ sở sản xuất công nghiệp với gần 70 KCX-KCN tập trung. Đóng góp của công nghiệp vào GDP là rất lớn; tuy nhiên chúng ta cũng phải chịu nhiều thiệt hại về môi trường do lĩnh vực công nghiệp gây. Hiện nay khoảng 90% cơ sở sản xuất công nghiệp và phần lớn các KCN chưa có trạm xử lý nước thải. Các ngành công nghiệp gây ô nhiễm môi trường, nặng nhất là công nghiệp nhiệt điện, công nghiệp sản xuất xi măng và vật liệu xây đựng, công nghiệp khai thác khoáng sản. TP Hồ Chí Minh, Biên Hòa (Ðồng Nai) là những đô thị bị ô nhiễm bụi nặng nhất, gấp 2 đến 2,5 lần tiêu chuẩn cho phép; thứ hai là Hà Nội, Hải Phòng gấp 1,5 đến 2,5 lần. Tại ngã tư Ðinh Tiên Hoàng - Ðiện Biên Phủ (TP Hồ Chí Minh), nồng độ bụi lên đến xấp xỉ 1,2mg/m3. Mức độ ô nhiễm ô-xít các-bon (CO) trong không khí ở các đô thị đang có xu hướng tăng, đặc biệt ở các nút giao thông lớn, nồng độ CO thường cao hơn tiêu chuẩn cho phép (5mg/m3). Cụ thể, tại khu vực Nhà máy VICASA (Ðồng Nai), nồng độ khí CO lên tới trên 9mg/m3; cổng Trường đại học Bách khoa Ðà Nẵng, nồng độ khí CO là 8mg/m3. Tình trạng sử dụng năng lượng 1.2 Thế giới tiêu thụ khoảng 5261 triệu tấn than đá/năm, 75% trong số đó được đốt trong các nhà máy nhiệt điện. Trung Quốc, Ấn Độ dùng khoảng 1700 triệu tấn/năm, dự đóan sẽ đạt mức 2700 triệu tấn vào năm 2025. Nước Mỹ sử dụng khoảng 997 triệu tấn/năm, dùng 90% để sản xuất điện. Than đá là loại nhiên liệu có lượng tiêu thụ tăng nhanh nhất, trong 3 năm tính từ tháng 12/2002 – 12/2004, lượng than đá tiêu thụ đã tăng 25% (số liêu thống kê của BP, 06/2005). Dầu mỏ được tiêu thụ phần lớn trong giao thông vận tải. Khoảng 66.6% lượng đầu mỏ dùng để chạy các phương tiện vận chuyển ở Mỹ 55% là lượng đầu mỏ mà thế giới sử dụng cho giao thông. 1.3 Tiến trình giảm thiểu ô nhiễm Các quá trình sản xuất công nghiệp gây ra ô nhiễm môi trường do khí thải, nước thải và chất thải rắn: - 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: 2
Khí thải (Emisions) Nguyên liệu (Raw materials) Quá trình sản xuất Nước Sản phẩm (Products) (Process) Năng lượng (Energy) Chất thải rắn Nước thải (Solidwaste) (Wastewater) Hình 1.1. Sơ đồ tổng quát một quá trình sản xuất công nghiệp (1). Phớt lờ ô nhiễm (Ignorance of pollution) Không quan tâm đến ô nhiễm do hậu quả 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 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" (cleaner production) (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. 3
Sản xuất sạch hơn (Cleaner production) Xử lý cuối đường ống (End of pipe treatment) Pha loãng và phát tán (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. 2. ĐỊNH NGHĨA SẢN XUẤT SẠCH HƠN UNEP định nghĩa sản xuất sạch hơn là : ... Việc áp dụng liên tục chiến lược phòng ngừa tổng hợp về môi trường vào các quá trình sản xuất, sản phẩm và dịch vụ nhằm nâng cao hiệu suất sinh thái và giảm thiểu rủi ro cho con người và môi trường. Đối với quá trình sản xuất: sản xuất sạch hơn bao gồm bảo toàn nguyên liệu và năng lượng, loại trừ các nguyên liệu độc hại và giảm lượng và tính độc hại của tất cả các chất thải ngay tại nguồn thải. Đối với sản phẩm: sản xuất sạch hơn bao gồm việc giảm các ảnh hưởng tiêu cực trong suốt chu kỳ sống của sản phẩm, từ khâu thiết kế đến thải bỏ. Đối với dịch vụ: sản xuất sạch hơn đưa các yếu tố về môi trường vào trong thiết kế và phát triển các dịch vụ. 3. CÁC KHÁI NIỆM VÀ THUẬT NGỮ LIÊN QUAN 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 đây chuyền sản xuất nhằm tái tận dụng phụ phẩm để tránh thất thoát (OCED, 1987). 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 (UNIĐO, 1992). BAT giúp đánh giá tiềm năng SXSH. 4
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. 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 động 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. 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. 3.5. Giảm thiểu chất thải (Waste minimisation) Khái niệm về giảm thiểu chất thải (GTCT) được đưa ra vào năm 1988 bởi Cục Bảo vệ Môi trường của Hoa Kỳ (US. EPA). Hai thuật ngữ GTCT và PNÔN thường được sử dụng thay thế nhau. Tuy nhiên, GTCT tập trung vào việc tái chế rác thải và các phương tiện khác để giảm thiểu lượng rác bằng việc áp dụng nguyên tắc 3P (Polluter Pay Principle) và 3R (Reduction, Reuse, Recycle). 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. 3.7. Kiểm soát ô nhiễm (Pollution control) 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. 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 đo 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. 4. PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG: Đất nước ta bước sang thế kỉ 21, vấn đề đặt ra là làm sao vẫn đạt được phát triển bền vững, đáp ứng các nhu cầu cần thiết của xã hội, mà vẫn giữ gìn được môi trường và tài nguyên. Đây là thách thức thật sự của đất nước nói chung và của cộng đồng nói riêng. 5
Khái niệm bền vững ngày càng được chấp nhận trên thế giới và ở Việt Nam, cho dù cho đến nay trên thực tế vẫn chưa có một định nghĩa nào về phát triển bền vững được chấp nhận rộng rãi và chưa có tiêu chí nào cụ thể để chỉ thị tính bền vững. Lịch sử đã chứng minh quá trình phát triển của thế giới công nghiệp hoá tập trung vào sản lượng. Do vậy, không có gì lạ khi các nước phát triển trong những năm của hai thập niên 50 -60 lại chỉ theo đuổi mô hình tuyệt đối “Sản lượng và Tăng trưởng”- chủ yếu đựa vào khái niệm hiệu quả kinh tế. Cải thiện phân phối thu nhập là đòi hỏi của thế giới đang phát triển và kết quả là mô hình phát triển chuyển địch theo hướng tăng trưởng có bình đẳng (giảm nghèo) trong thập kỉ 70 và được thừa nhận có hiệu quả quan trọng như hiệu quả kinh tế. Đầu năm 80, thế giới khẳng định suy thoái môi trường là vật cản chủ yếu của quá trình phát triển. Bảo vệ môi trường cho đến nay trở thành mục tiêu chính thứ 3 trong tam giác Kinh tế, xã hội, môi trường. Để thoát khỏi tình trạng bế tắc này, các nhà sản xuất cần phải xem xét nghiêm túc đến cách tiếp cận 3 mục tiêu (Kinh tế - Môi trường – Xã hội), nghĩa là cải tiến công nghệ, nâng cao hiệu quả sản xuất và có các biệp pháp cắt giảm các chi phí môi trường, như áp dụng biện pháp giảm thiểu chất thải, hay giảm lãng phí, phát sinh từ các công đoạn: khai thác (nguyên liệu)- vận chuyển (không rơi vãi) – tồn trữ, cho đến phòng ngừa ô nhiễm (ở từng công đoạn sản xuất) – thu gom và tái chế/ tuần hoàn nước, phế liệu, hoá chất. MÔI TRƯỜNG Tham gia công Bảo vệ Lượng giá chúng Cải thiện Cứu trợ XÃ HỘI KINH TẾ Tự do, dân chủ Tăng trưởng Con người Hiệu quả Bình đẳng nội bộ Muốn phát triển bền vững thì trong phát triển phải tính đến yếu tố môi trường. Sự phân tích của tác giả theo 3 vấn đề tác động đến môi trường để chúng ta lựa chọn, xem xét cả trên bình điện quốc tế, quốc gia, vùng lãnh thổ và từng địa phương. Suy cho cùng thì mỗi chúng ta cần phấn đấu cho một môi trường trong sạch, cho sự phát triển bền vững của cả chúng ta và các thế hệ mai sau. Môi trường tự nhiên và sản xuất xã hội quan hệ khăng khít, chặt chẽ, tác động lẫn nhau trong thế cân đối thống nhất: Môi trường tự nhiên (bao gồm cả tài nguyên thiên nhiên) cung cấp nguyên liệu và không gian cho sản xuất xã hội. Sự giàu nghèo của mỗi nước phụ thuộc khá nhiều vào nguồn tài nguyên: Rất nhiều quốc gia phát triển chỉ trên cơ sở khai thác tài nguyên để xuất khẩu đổi lấy ngoại tệ, thiết bị công nghệ hiện đại,...Có thể nói, tài nguyên nói riêng và môi trường tự nhiên nói chung (trong đó có cả tài nguyên) có vai trò quyết định đối với sự phát triển bền vững về kinh tế - xã hội (KT-XH) ở mỗi quốc gia, vùng lãnh thổ, địa phương 6
Chương 2: PHƯƠNG PHÁP LUẬN ĐÁNH GIÁ SXSH 1. CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT ĐỂ ĐẠT ĐƯỢC SẢN XUẤT SẠCH HƠN 1.1 Quản lý nội vi: Là một loại giải pháp đơn giản nhất của sản xuất sạch hơn. Quản lý nội vi không đòi hỏi chi phí đầu tư và có thể được thực hiện ngay sau khi xác định được các giải pháp. Các ví dụ của quản lý nội vi có thể là khắc phục các điểm rò rỉ, đóng van nước hay tắt thiết bị khi không sử dụng để tránh tổn thất. Mặc dù quản lý nội vi là đơn giản nhưng vẫn cần có sự quan tâm của ban lãnh đạo cũng như việc đào tạo nhân viên. 1.2 Kiểm soát quá trình tốt hơn: Kiểm soát quá trình tốt hơn để đảm 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 và duy trì càng gần với điều kiện tối ưu càng tốt. Cũng như với quản lý nội vi, việc kiểm soát quá trình tốt hơn đòi hỏi các quan tâm của ban lãnh đạo cũng như việc giám sát ngày một hoàn chỉnh hơn. 1.3 Thay đổi nguyên liệu: Là việc thay thế các nguyên liệu đang sử dụng bằng các nguyên liệu khác thân thiện với môi trường hơn. Thay đổi nguyên liệu còn có thể là việc mua nguyên liệu có chất lượng tốt hơn để đạt được hiệu suất sử dụng cao hơn. Thông thường lượng nguyên liệu sử dụng, chất lượng của nguyên liệu và sản phẩm có mối quan hệ trực tiếp với nhau. 1.4 Cải tiến thiết bị: Là việc thay đổi thiết bị đã có để nguyên liệu tổn thất ít hơn. Việc cải tiến thiết bị có thể là điều chỉnh tốc độ máy, là tối ưu kích thước kho chứa, là việc bảo ôn bề mặt nóng/lạnh, hoặc thiết kế cải thiện các bộ phận cần thiết trong thiết bị. Một ví dụ của mạ điện là lắp đặt cẩu vớt để thu hồi phần rơi vãi từ các chi tiết được mạ. 1.5 Công nghệ sản xuất mới: Là việc lắp đặt các thiết bị hiện đại và có hiệu quả hơn, ví dụ như lắp đặt nồi hơi hiệu suất cao hơn hay lắp đặt máy nhuộm Jet sử dụng dung tỷ thấp hơn. Giải pháp này yêu cầu chi phí đầu tư cao hơn các giải pháp sản xuất sạch khác, do đó cần phải được nghiên cứu cẩn thận. Mặc dù vậy, tiềm năng tiết kiệm và cải thiện chất lượng có thể cao hơn so với các giải pháp khác. 1.6 Tuần hoàn: Có thể tuần hoàn các loại dòng thải không thể tránh được trong khu vực sản xuất hoặc bán ra như một loại sản phẩm phụ. 1.6.1 Tận thu và tái sử dụng tại chỗ là việc thu thập "chất thải" và sử dụng lại cho quá trình sản xuất. Một ví dụ đơn giản của giải pháp này là sử dụng lại nước giặt từ một quá trình cho quá trình giặt khác. 1.6.2 Tạo ra các sản phẩm phụ là việc thu thập (và xử lý) "các dòng thải" để có thể trở thành một sản phẩm mới hoặc bán ra cho các cơ sở sản xuất khác. Lượng men bia dư thừa có thể được sử dụng làm thức ăn cho lợn, cho cá hay làm các chất độn thực phẩm. 1.7 Thay đổi sản phẩm: Là việc xem xét lại sản phẩm và các yêu cầu đối với sản phẩm đó. Nếu có thể thay một cái nắp đậy kim loại đã được sơn bằng một cái nắp đậy bằng nhựa cho một số sản phẩm nhất định 7
thì đã tránh được các vấn đề về môi trường cũng như các chi phí để sơn hoàn thiện nắp đậy đó. Cải thiện thiết kế sản phẩm có thể đem lại tiết kiệm về tiêu thụ nguyên liệu và lượng hoá chất độc hại sử dụng 1.8 Các thay đổi về bao bì: Vấn đề cơ bản là giảm thiểu bao bì sử dụng, đồng thời bảo vệ được sản phẩm. Một ví dụ trong nhóm giải pháp này là sử dụng bìa cac-tông cũ thay cho các loại xốp để bảo vệ các vật dễ vỡ. 2 ĐÁNH GIÁ SẢN XUẤT SẠCH HƠN LÀ GÌ? Đánh giá sản xuất sạch hơn là một công cụ có hệ thống để trả lời các câu hỏi sau: Ở ĐÂU sinh ra các chất thải và phát thải; TẠI SAO các chất thải và phát thải được phát sinh; và LÀM THẾ NÀO để giảm thiểu các chất thải và phát thải trong doanh nghiệp. 2.1 Cam kết của lãnh đạo Một chương trình sản xuất sạch hơn thành công là chương trình có sự cam kết mạnh mẽ từ phía lãnh đạo. Chương trình này yêu cầu sự tham gia và giám sát trực tiếp cũng như thái độ nghiêm túc đưoc phản ánh qua hành động, chứ không chỉ trong lời nói. Sự tham gia của công nhân Cán bộ giám sát và vận hành cần phải tham gia một cách tích cực ngay từ thời điểm ban đầu của chương trình sản xuất sạch hơn. Công nhân là những người đóng góp đáng kể trong việc xác định và thực hiện các giải pháp sản xuất sạch hơn. Tiếp cận có hệ thống Để sản xuất sạch hơn trở nên có hiệu quả và bền vững, cần phải xây đựng và đưa vào áp dụng một tiếp cận có hệ thống. Ban đầu, khi làm việc với một số phần cơ bản có thể sẽ là hấp dẫn vì sẽ đem lại ngay các lợi ích. Dù sao, mối quan tâm này cũng sẽ nhanh chóng nguội đi nếu như không có các lợi ích bền vững lâu đài. Chính vì vậy, cần phải có thêm thời gian và nỗ lực để đảm bảo tiếp cận được thực hiện là có hệ thống và có tổ chức. 2.2. Thực hiện đánh giá sản xuất sạch hơn Đánh giá sản xuất sạch hơn được chia thành sáu bước đặc trưng sau: 8
Sản xuất sạch hơn là một quá trình liên tục. Khi đánh giá sản xuất sạch hơn kết thúc, đánh giá tiếp theo có thể được bắt đầu để cải thiện hiện trạng tốt hơn nữa hoặc tiếp tục với phạm vi được chọn khác. 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 điện 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 đài cho chương trình SXSH. - Định ra tốt các mục tiêu sẽ giúp tập trung nỗ lực và xây đựng 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 đự kiến, các lợi ích đự 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 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,... - Các định mức thu được khi so sánh sơ bộ với các công ty khác và với công nghệ tốt nhất hiện có sẽ cho phép ước tính tiềm năng SXSH của đơn vị kiểm toán. Các tiêu chí xác định trọng tâm kiểm toán: 9
Gây ô nhiễm nặng (định mức nước thải/phát thải cao), - Tổn thất nguyên liệu cao, tổn thất hóa chất, có sử dụng các hóa chất độc hại, - Định mức tiêu thụ nguyên liệu/năng lượng cao, - 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. Trong hình 2.1 mô tả một khuôn mẫu điển hình cho sơ đồ dòng của quá trình sản xuất. Nguyên liệu: ............. kg .............. m3 Dòng ra Dòng vào (Input) (Output) Nước thải .........m3 Các thành phần: Nước ..........m3 Công đoạn 1 .............. kg .............. kg Công đoạn 2 Phát thải..........kg Năng lượng........kW Nhiệt thải ....... kW Các phụ gia: Công đoạn n Chất thải rắn: ........... kg .......... kg ........... kg .......... kg ........... kg .......... kg Sản phẩm: ............. kg ............. m3 Khách hàng 10
Hình 2.2. cho ví dụ về một sơ đồ công nghệ cụ thể. 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. 11
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 đầu trong công nghiệp đầu cọ, cân bằng crom trong công nghiệp thuộc đa). 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 đựng nên. Để thiết lập cân bằng vật chất và năng lượng, các nguồn số liệu sau là cần thiết: -Báo cáo sản xuất -Các báo cáo mua vào và bán ra -Báo cáo tác động môi trường -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 điện. -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 được, hãy ước tính một cách chính xác nhất. Ví dụ 2.1. Cân bằng vật chất cho toàn bộ quá trình sản xuất 1 kg xi măng: Phát thải: CO2: 600 g (404 g từ nguyên liệu, 196 g từ nung) N2 : 1566 g O2 : 262 g H2O : 169 g + độ ẩm nguyên liệu không khí 1150g nguyên liệu 1000 g xi măng 63 g nhiên liệu 750 g Nung Nghiền 984 g không khí (khô) clinker + độ ẩm nguyên liệu không khí thạch cao chất độn 250 g 1050 g không khí xỉ lò 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: 12
Thành phần Cơ sở tính toán Hóa chất nấu bột còn đư giá mua hóa chất Mất mát sợi giá sợi trung gian Mất mát nhiệt giá năng lượng (tính từ giá trị calo) 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 công Thiết kế và bố thiết bị? nghệ? trí thiết bị? Lựa chọn và chất Chất thải sinh ra có phải Đặc tính của lượng của nguyên sản phẩm? vì: liệu vào? Kế hoạch quản lý và Vận hành và hệ thống thông tin? Kỹ năng của bảo dưỡng? công nhân? 2.2.3. Giai đoạn 3 - Đề xuất các cơ hội (giải pháp) giảm thiểu chất thải Nhiệm vụ 8: Xây đựng 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 13
(4). Cải tiến thiết bị (8). Cải tiến sản phẩm 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. • 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 đự 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 điện 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 đưỡng • 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 đựng/ 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 (cash flow) qua các ví dụ sau: 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 14
Chi phí vận hành và thuế Doanh thu và tiết kiệm khi vận hành Hàng năm Vốn lưu động Vốn lưu động Khác Ví dụ 2 về thời gian của các dòng tiền: Năm 0: Đầu tư ban đầu Kết thúc đự án Giá trị còn lại Doanh thu/tiết kiệm hàng năm Thời gian Năm 1 Năm 2 Năm 3 Chi phí/lãng phí hàng năm Thời gian hoàn vốn: Thời gian hoàn vốn (T : năm) = Vốn đầu tư / Tiết kiệm hàng năm  Đây là thời gian cần thiết để tổng thu nhập do tiết kiệm hàng năm cân bằng với tổng chi phí bỏ ra đầu tư ban đầu. T càng ngắn à dự án đầu tư càng hấp dẫn.  Nếu T < (2 ÷3 năm) : dự án chấp nhận được  Nếu T > (2 ÷3 năm) : dự án cần phân tích thêm  Ưu điểm: Dễ dàng tính toán, không quan tâm đến lãi suất đồng tiền, có xét đến thời gian của các khoản tiết kiệm ròng, khuyến khích áp dụng các dự án có thời gian hoàn vốn ngắn. Nhược điểm: Không quan tâm đến bất kỳ khoản tiền nào sau thời gian hoàn vốn nên không đánh giá được tổng thể giá trị dự án; không xét đến giá trị theo thời gian của đồng tiền. Dự án Dòng tiền / năm Thời gian hoàn vốn 0 1 2 3 4 5 6 A -100 35 35 35 0 0 0 3 năm B -100 30 30 30 30 30 30 4 năm • Giá trị hiện tại ròng (NPV) Đồng tiền ngày hôm nay giá trị hơn đồng tiền trong tương lai bởi vì do cơ hội đầu tư và mức độ lạm phát. Để có thể so sánh, nên quy các đồng tiền của các năm thành các giá trị tương đương tại một năm duy nhất. Cách thực hiện dễ nhất là quy tất cả các đồng tiền thành giá trị hiện tại lúc này, tức là ở thời điểm bắt đầu thực hiện dự án. NPV = Giá trị tương lai x DF = Giá trị tương lai / ( 1 + I )n DF = 1/ (1+I)n : nhân tố chiết khấu I : tỉ số chiết khấu 15
n: Số năm dự án. NPV = ( M1 / (1+I)1 + M2 / (1+I)2 + …+ Mn / ( 1+I)n ) – M0 Mn : Dòng tiền ở năm thứ n. Nếu NPV > 0 : dự án được chấp thuận Nếu NPV < 0 : dự án cần phân tích thêm NPV còn được sử dụng để xếp hạng lợi ích kinh tế cho các dự án khác nhau. NPVQ = NPV / Tiền đầu tư Nếu NPVQ càng cao thì dự án càng có khả năng hoàn vốn nhanh. Dự án Tiền đầu tư NPV NPVQ A 2,300 1,703 0.74 B 10,000 12,770 1.28 C 5,000 11,000 2.20 • Tỷ lệ hoàn vốn nội tại (IRR) Tỷ lệ hoàn vốn nội tại chính là tỷ lệ chiết khấu mà tại đó giá trị hiện tại ròng của dự án (NPV) sẽ bằng 0. Tỷ lệ hoàn vốn nội tại cho biết ở tỷ lệ nào đó mà đồng tiền kiếm được là một cơ hội đầu tư tốt. NPV = 0 à IRR Giá trị của tỷ lệ hoàn vốn nội tại càng lớn thì việc thực hiện dự án càng thuận lợi. Các doanh nghiệp sẽ chấp nhận bất kỳ dự án đầu tư nào có tỷ lệ hoàn vốn nội tại vượt quá chi phí cơ hội của đồng vốn. Nếu IRR > lãi suất ngân hàng thì dự án sẽ được chấp thuận. Nếu IRR < lãi suất ngân hàng thì dự án cần phân tích thêm. 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 - 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. - 16
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). 2.2.5. 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 đựng 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 trọng. Nhu cầu đào tạo phải được xác định trong khi đánh giá khả 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,... 2.2.6. 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. 17
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. 3. ÁP DỤNG SXSH TRONG CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT BIA 3.1. Tổng quan về quá trình sản xuất Nguyên liệu thay thế Malt Bia là một loại nước giải khát Các nguyên liệu chính để sản lên men bổ đưỡng, có độ rượu nhẹ xuất bia gồm: malt (đại mạch, tiểu Nước thải Nước Xay, nghiền (hàm lượng etanol C2H5OH khoảng 3- mạch...); nguyên liệu thay thế (gạo, 6%), có gas (CO2: 3-4g/l) có bọt mịn, lúa mì, ngô); hoa houblon; men và một Nước xốp, hương vị thơm ngon. lượng nước rấtulớn. Đường hóa (nấ nha) Nước thải Phụ gia Các công đoạn của công nghệ Nước thải Lọc dịch đường sản xuất bia được mô tả ở hình 3.1. Bã malt Các công đoạn chính là: đường hóa, nấu sôi địch nha với hoa houblon, lên houblon Nấu sôi dịch nha với hoa Nước thải Hoa men bia, lọc và đóng chai Bã hoa Tách bã Nước thải Làm lạnh Men giống Nước thải Lên men chính, phụ Bã men Phục hồi men Nước thải Lọc bia Chất trợ lọc Bã lọc Bão hòa CO2 Nước Xút Chai Nước thải Rửa chai Chiết chai, đóng nắp Nước thải Thanh trùng Hình 3.1. Sơ đồ công nghệ sản xuất bia chai 3.2. Các vấn đề môi trường Kiểm tra, dán nhãn Thành phẩm 18
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(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 đư), chất trợ lọc,.... Bảng 3.1. Một số đặc trưng nước thải nhà máy bia Sài Gòn Thông số, đơn TCVN 5945-1995 Giá trị vị 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 Tổng PO , mg/L 3- 20 - 40 4 6 8 4 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 Malt/ng.liệu thay thế malt (kg/100 L 18 16 15 bia) 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) Nước Malt, Mùi Ngũ cốc chính đ Các nguồn chất thải ở 4 công đoạn thay malt ược chỉ ra ở hình 3.2 Bã bột Nấu mạch nha Hoa houblon Nước thải Nước, kiềm CO2 Men Lên men Men thừa Nước, kiềm Nước thải CO2 Bột trợ lọc Bột trợ lọc và men Lọc bia Tấm lọc Tấm lọc Nước, kiềm Hình 3.2. Các vấn đề Nước thải môi trường quan tâm Chai, két, nắp Chai vỡ Nhãn, Keo Bia thừa Đóng chai Sô đa, Nước 19 Nước thải Bia chai
ở các công đoạn chính sản xuất bia 3.3. 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 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 đo chảy tràn. Mất 1m3 nước nóng (85oC) tương ứng với mất 8,7 kg đầu. 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. 20