Nghiên cứu đề xuất giải pháp sản xuất sạch hơn - Trường hợp điển hình tại nhà máy tinh bột sắn Gia Lai

KHOA HOÏC KYÕ THUAÄT40 T Ạ P C H Í K H O A H Ọ C C Ô N G N G H Ệ V À M Ô I T R Ư Ờ N G 1. Đặt vấn đề Trong bối cảnh khan hiếm các nguồn tài nguyên thiên nhiên và chịu tác động tiêu cực của biến đổi khí hậu đòi hỏi sự chung tay của toàn thể cộng đồng từ nhà sản xuất - kinh doanh, cơ quan quản lý, giới khoa học cho tới ý thức của người dân. Nhu cầu phát triển kinh tế gắn liền bảo vệ môi trường là xu thế của thời đại và là động thực thúc đẩy tiến bộ xã hội. Trong khi đó, sản xuất sạch hơn (SXSH) là sự áp dụng liên tục một chiến lược phòng ngừa môi trường tổng hợp đối với các quá trình sản xuất, các sản phẩm và các dịch vụ nhằm làm giảm tác động xấu đến con người và môi trường [2]. Ở nước ta, Chính phủ đã phê duyệt Chiến lược SXSH trong công nghiệp [1]. Các hoạt động sản xuất thường xuyên không tận dụng tối đa nguồn lực và sự lãng phí nguyên vật liệu trong suốt quá trình hoạt động [8, 10]. Do đó, hơn bao giờ hết việc nghiên cứu áp dụng các giải pháp có tính hệ thống, tiếp cận phòng ngừa như công nghệ SXSH là rất cần thiết [3, 7]. SXSH là một quá trình liên tục có tính chiến lược phòng ngừa nhằm thực hiện các giải pháp bảo vệ môi trường thông qua thực hiện tổng hợp các biện pháp can thiệp và tác động vào hoạt động sản xuất - kinh doanh với mục đích làm giảm tác động xấu đến môi trường và sức khỏe. Mục đích nghiên cứu nhằm xem xét đề xuất giải pháp SXSH tại Nhà máy sản xuất tinh bột sắn Gia Lai - Cơ sở 2. Nghiên cứu đề xuất giải pháp sản xuất sạch hơn - trường hợp điển hình tại nhà máy tinh bột sắn Gia Lai ThS. NGUYỄN MINH KỲ, KS. VÕ LÊ BẢO HÂN Trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh 2. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu * Đối tượng nghiên cứu: Hoạt động sản xuất tại Nhà máy sản xuất tinh bột sắn Gia Lai - Cơ sở 2, thuộc địa phận phường An Tân, thị xã An Khê, tỉnh Gia Lai. Công suất thiết kế nhà máy là 200 tấn/ngày. Hình 1. Khu vực nghiên cứu Căn cứ nhu cầu thực tế, các công đoạn được lựa chọn cho nghiên cứu như sau: - Công đoạn vận chuyển nguyên liệu Hình 2. Vận chuyển nguyên liệu KHOA HOÏC KYÕ THUAÄT 41 S Ố 0 5 N Ă M 2 0 19 Hình 4. Công đoạn đóng bao * Phương pháp nghiên cứu: Về phương pháp luận và cơ sở đề xuất SXSH được thể hiện theo quy trình hướng dẫn 6 bước của Trung tâm sản xuất sạch hơn Việt Nam [5, 9] như sau: Khởi động; phân tích các công đoạn; đề xuất các cơ hội SXSH; lựa chọn các giải pháp SXSH; thực thi giải pháp SXSH; duy trì giải pháp SXSH. Trong đó, quá trình xác định đầu vào, đầu ra dòng nguyên vật liệu dựa trên cơ sở thu thập số liệu lưu trữ của nhà máy, kết hợp đối chiếu điều tra phỏng vấn. Về nguyên tắc cân bằng ở mỗi công đoạn, thiết bị hay cả quá trình: - Vật chất: Nguyên vật liệu đầu vào = Đầu ra (sản phầm, chất thải) + Rò rỉ - Năng lượng: Cung cấp = Tiêu thụ hữu ích (nhiệt hơi, nhiệt lạnh) + Tổn thất 3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận Theo các số liệu thống kê, Việt Nam là nước xuất khẩu tinh bột sắn đứng thứ 3 trên thế giới. Hoạt động sản xuất tinh bột sắn được đánh giá có tiềm năng áp dụng giải pháp SXSH [6]. Qua khảo sát và phân tích hiện trạng môi trường tại nhà máy cho thấy, trung bình mỗi ngày tạo ra 200 tấn tinh bột sắn cần 600 tấn củ sắn tươi. Quá trình vận Hình 5. Hoạt động sản xuất tại Nhà máy Ngoài ra trong quá trình đóng bao thất thoát bụi tinh bột 200 kg. Nhìn chung, các công đoạn trong quá trình sản xuất tinh bột sắn đều tiêu tốn nguyên nhiên vật liệu và phát sinh chất thải. Đây chính là hiện trạng sản xuất tinh bột sắn ở nước ta nói chung và ở Gia Lai nói riêng cần phải quan tâm. Bảng 1. Cân bằng vật liệu và năng lượng cho 200 TSP/ngày TT Công đoạn Đầu vào Đầu ra Tên Số lượng Tên Số lượng 1 Vận chuyển nguyên liệu Sắn tươi 600.000 kg Sắn tươi 590.890 kg Đất, cát, tạp chất 7.010 kg Sắn rơi vãi 2.100 kg Sắn vụn 10 kg Dầu DO 1.000 Lít Khí thải - 2 Rửa và làm sạch Sắn tươi 590.890 kg Sắn rửa sạch 571.740 kg Vỏ gỗ 12.000 kg Đất, cát 7.150 kg Sắn vụn 150 kg Nước 1.000 m3 Nước thải 1.000 m3 3 Đóng bao Bột mịn 200.200 kg Bột mịn 200.000 kg Bụi tinh bột 200 kg Bao 400 cái Bao hỏng 20 cái Chỉ khâu 70 kg Chỉ khâu thừa 0 kg Nguồn: Báo cáo tổng hợp hoạt động Nhà máy tinh bột sắn Gia Lai - Cơ sở 2, 2018 - Công đoạn rửa và làm sạch Hình 3. Công đoạn rửa và làm sạch - Đóng bao chuyển nguyên liệu củ sắn tươi thu nhận được 600.000 kg/ngày, nhưng trong quá trình vận chuyển xe rơi vãi hao hụt 2.100 kg; phần sắn vụn, đất, cát, tạp chất lẫn vào trong sắn tươi 7.010 kg. Công đoạn rửa và làm sạch củ sắn tươi còn 590.890 kg, trong đó lượng chất thải vỏ gỗ chiếm 12.000 kg; phần sắn vụn, đất, cát là 7.150 kg. Công đoạn đóng bao 400 cái/ngày nhưng trong quá trình đóng bao hư hỏng 20 cái/ngày. KHOA HOÏC KYÕ THUAÄT42 T Ạ P C H Í K H O A H Ọ C C Ô N G N G H Ệ V À M Ô I T R Ư Ờ N G Bảng 2. Sàng lọc các cơ hội áp dụng SXSH Các giải pháp SXSH Phân loại Thực hiện Phân tích Loại bỏ 1. Kiểm soát lượng tạp chất, đất cát lẫn trong sắn nguyên liệu trước khi nhập KSQT O 2. Loại bỏ lượng tạp chất, đất cát lẫn trong sắn nguyên liệu trước khi rửa, bóc vỏ QLNV O 3. Phân khu lưu trữ sắn theo thời gian nhập KSQT O 4. Cải tiến, điều chỉnh thiết bị khuấy trộn khi rửa CTTB O 5. Hạ thấp gầu xúc của xe xúc tại phễu nạp liệu QLNV O 6. Yêu cầu công nhân xúc nguyên liệu phù hợp QLNV O 7. Trang bị khẩu trang cho công nhân hạn chế ảnh hưởng của bụi QLNV O 8. Khi nhập liệu nên đổ gần vị trí sản xuất nhất QLNV O 9. Hạ thấp gầu xúc của xe xúc trong vận chuyển QLNV O 10. Thu gom ngay khi sắn rơi vãi QLNV O 11. Sử dụng vỏ làm phân vi sinh hoặc bán SXSPP O 12. Lắp đặt đồng hồ đo nước tại vị trí sản xuất QLNV O 13. Kiểm soát các vị trí rò rỉ của đường ống QLNV O 14. Thu hồi và tái sử dụng nước rửa THTSD O 15. Điều chỉnh áp lực nước mức tối thiểu cho hoạt động của quá trình và thiết bị QLNV O 16. Kiểm tra các vị trí rò rỉ QLNV O 17. Lắp đặt thiết bị thu hồi bụi bằng tháp rửa khí KSQT O 18. Thay thế hệ thống đóng bao cũ bằng hệ thống đóng bao mới CTTB O 19. Đào tạo nâng cao tay nghề công nhân QLNV O 20. Lắp đặt thiết bị đệm chống rung ồn QLNV O 21. Thay thế máy móc thiết bị mới CTTB O 22. Bảo trì bảo dưỡng máy móc thiết bị định kỳ QLNV O 23. Vít chặt vị trí tiếp xúc điện tránh hiện tượng đánh lửa gây hao phí điện và cháy động cơ QLNV O 24. Thay thế bóng đèn chiếu sáng tiết kiệm KSQT O 25. Tắt đèn khi kết thúc công việc QLNV O Tổng cộng 19 3 3 Các công đoạn tiêu tốn nguyên nhiên vật liệu cần quan tâm gồm công đoạn vận chuyển nguyên liệu, rửa và làm sạch, đóng bao. Việc phân tích nguyên nhân và đề xuất các giải pháp đã được sàng lọc và tổng hợp ở Bảng 2. Kết quả chỉ ra tính hiệu quả áp dụng giải pháp SXSH vào các hoạt động sản xuất nhằm tiết kiệm nguyên vật liệu và giảm thiểu tác động môi trường [3, 7-8]. Nhìn chung, kết quả nghiên cứu cho thấy sự đa dạng về các cơ hội giải pháp, bao gồm quản lý nội vi (QLNV), thay đổi nguyên liệu (TĐNL), kiểm soát quá trình (KSQT), thay đổi công nghệ (TĐCN), thay đổi sản phẩm (TĐSP), sản xuất sản phẩm phụ (SXSPP), tuần hoàn và tái sử dụng (THTSD) và cải tiến thiết bị (CTTB). Trong đó, nghiên cứu chỉ ra 19 giải pháp có thể thực hiện ngay phù hợp điều kiện của nhà máy. 4. Kết luận Nghiên cứu khảo sát các vấn đề môi trường tại nhà máy sản xuất tinh bột sắn Gia Lai- Cơ sở 2 cho thấy hoạt động sản xuất phát sinh chất thải và tiêu tốn nguyên liệu, năng lượng. Kết quả nghiên cứu đề xuất được 25 giải pháp SXSH với 19 giải pháp thực hiện ngay, 4 giải pháp cần phân tích thêm và 3 giải pháp bị loại bỏ. Phần lớn các giải pháp đáp ứng yêu cầu chi phí đầu tư thấp. Các giải pháp mang lại lợi ích kinh tế, ý nghĩa về xã hội và môi trường. Qua đó, góp phần nâng cao chất lượng môi trường, giảm lượng chất thải, tiết kiệm năng lượng và nâng cao ý thức người lao động./. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Chính Phủ (2009). Quyết định số 1419/QĐ-TTG ngày 07 tháng 9 năm 2009 của Thủ tướng Chính phủ về việc Phê duyệt Chiến lược sản xuất sạch hơn trong công nghiệp đến năm 2020. Hà Nội. [2]. EPA (1998). Principles of pollution prevention and cleaner production. United States Environmental Protection Agency. [3]. Guo H.C., Chen B., Yu X.L., Huang G.H., Liu L., Nie X.H., (2006). Assessment of cleaner production options for alcohol industry of China: a study in the Shouguang Alcohol Factory. Journal of Cleaner Production, 14:94-103. [4]. Nhà máy tinh bột sắn Gia Lai (2018). Báo cáo tổng hợp hoạt động Nhà máy tinh bột sắn Gia Lai- Cơ sở 2. Gia Lai. [5]. Nguyễn Minh Kỳ (2017). Bài giảng sản xuất sạch hơn. Trường Đại học Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh. Tp. Hồ Chí Minh. [6]. Orathai C., Maneerat O., (2009). Clean technology for the tapioca starch industry in Thailand. Journal of Cleaner Production, 17(2):105-320. [7]. Phan Như Thúc (2017). Nghiên cứu tiềm năng áp dụng sản xuất sạch hơn cho làng nghề gốm Thanh Hà, TP. Hội An, tỉnh Quảng Nam. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Đại học Đà Nẵng, 7(116):73-78. [8]. Razuana R., Abdul A.A.R., (2015). Cleaner production implementation in a fruit juice production plant. Journal of Cleaner Production, 101:215-221 [9]. Trung tâm Sản xuất sạch Việt Nam (2011). Tài liệu hướng dẫn Sản xuất sạch hơn cho các doanh nghiệp vừa và nhỏ. Hà Nội. [10]. Văn Hữu Tập, Ngô Trà Mai (2016). Nghiên cứu và lựa chọn một số giải pháp sản xuất sạch hơn cho làng nghề miến Việt Cường, huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên. Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, 32(4):46-56.