1 ĐỀ TÀI Bảo vệ môi trường tổng thể và quản lý chất thải trong công nghiệp hóa chất 2 Phần I BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG TỔNG THỂ TRONG 4 I. MỞ ĐẦU 4 II. PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG CNHC 6 III. SỰ TẠO THÀNH CÁC CHẤT CẶN BÃ TRONG CÁC QUÁ TRÌNH HOÁ HỌC 7 IV. MÔI TRƯỜNG TRONG CNHC ĐƯỢC QUAN NIỆM NHƯ THẾ NÀO? 11 V.NHỮNG HẠN CHẾ CỦA BIỆN PHÁP BVMT SẢN XUẤT TỔNG THỂ 25 VI. HIỆU QUẢ CỦA BIỆN PHÁP BVMT SẢN XUẤT TỔNG THỂ. 28 VII. HIỆN TRẠNG ĐẦU TƯ CHO BIỆN PHÁP BVMT SẢN XUẤT TỔNG THỂ TRÊN THẾ GIỚI 30 VIII. THỰC TẾ VỀ BVMT SẢN XUẤT TỔNG THỂ TRONG CNHC 31 Phần II QUẢN LÝ CHẤT THẢI TRONG CNHC 87 I. MỞ ĐẦU 87 II. QUẢN LÝ CHẤT THẢI LÀ GÌ 88 3 III. CÁC BIỆN PHÁP TIÊU HUỶ CHẤT THẢI 93 IV. TẬN DỤNG CÁC CHẤT THẢI TỪ SẢN PHẨM 97 V. NHỮNG KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC CỦA VIỆC QUẢN LÝ CHẤT THẢI 101 4 Phần I BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG TỔNG THỂ TRONG CÔNG NGHIỆP HOÁ CHẤT I. MỞ ĐẦU Trong bối cảnh của một nước đang phát triển, sự phát triển của ngành công nghiệp hoá chất (CNHC) cũng không tách rời các tiêu chí về môi trường. Nhưng trong từng thời kỳ, dưới ảnh hưởng của trình độ phát triển khoa học kỹ thuật và công nghệ mà hiệu quả kinh tế trong sản xuất, vấn đề bảo vệ môi trrường(BVMT) và sinh thái cũng có những thay đổi nhất định. Từ trước đến nay ngành CNHC nước ta đã và đang sử dụng các công nghệ sản xuất kinh điển. Nhiều công nghệ sản xuất được dùng từ các thế kỷ trước nhưng cho đến nay vẫn còn phát huy tác dụng và vẫn mang hiệu quả kinh tế cao. Tuy nhiên, cũng phải thấy rằng rất nhiều công nghệ sản xuất cũ cho đến nay không còn phù hợp nữa. Nguyên nhân của vấn đề này nằm ở chỗ, trước đây khi nghiên cứu triển khai các công nghệ, các nhà nghiên cứu đã dựa trên một mặt bằng về nguyên liệu (giá cả và khả năng cung cấp) và các tiêu chuẩn môi trường rất khác so với hiện tại. Nếu như trước đây nhiều loại nguyên liệu sản xuất của CNHC (ví dụ nhiều loại nguyên liệu khoáng) rất dễ kiếm và giá rẻ, đồng thời các yêu cầu về môi trường chưa nghiêm ngặt, thậm chí còn chưa được đặt ra, thì hiện nay tình hình đã hoàn toàn thay đổi. Điều này đặt trước các nhà sản 5 xuất khả năng phải cải tiến các công nghệ sản xuất đã có, hoặc thậm chí phải thay thế các công nghệ này bằng một công nghệ khác phù hợp hơn và hoàn thiện hơn. Đây cũng chính lầ vấn đề mang tính chiến lược để tồn tại và phát triển của CNHC. Việt Nam hiện tại đang là một nước nằm trong khu vực đang phát triển của thế giới. Nền công nghiệp của Việt nam, trong đó có CNHC đang chuyển từ giai đoạn khá lạc hậu sang giai đoạn hiện đại hoá vì vậy ở rất nhiều ngành công nghiệp trong nhiều cơ sở sản xuất vẫn có sự đan xen giữa công nghệ và thiết bị cũ, lạc hậu với các công nghệ và thiết bị mới, hiện đại; đồng thời ý thức về bảo vệ môi trường của chúng ta cũng còn nhiều điều bất cập. Trong thời kì đổi mới hiện nay, chúng ta đang từng bước cơ cấu lại các cơ sở sản xuất công nghiệp theo định hướng công nghiệp hoá và hiện đại hoá như Nghị quyết IX của Đảng Cộng sản Việt Nam đã khẳng định, việc tìm cách thức để triển khai, áp dụng các công nghệ mới và đầu tư các dây chuyền thiết bị thích hợp theo hướng sản xuất bền vững có thể là một trong những cách tiệm cận hợp lý. Mục tiêu quan trọng nhất của việc áp dụng các công nghệ sản xuất và BVMT tổng thể chính là đưa vấn đề môi trường vào ngay từ đầu của quá trình sản xuất, tức là ngay từ khi thiết kế quá trình sản xuất, đồng thời phải đưa nhiệm vụ quản lý chất thải trở thành nhiệm vụ quan trọng thứ hai của ngành sản xuất công nghiệp. Để làm được nhiệm vụ này CNHC cần có định hướng, chiến lược phát triển đúng đắn, phù hợp với điều kiện Việt Nam và các thông 6 lệ quốc tế và phải đưa các vấn đề trên thành một phần quan trọng trong hoạt động của mình. Trên cơ sở đó, gánh nặng về nạn ô nhiễm và xử lý ô nhiễm môi trường sẽ được triệt thoái tận gốc. Việc áp dụng các công nghệ sản xuất và bảo vệ môi trường tổng thể và quả lý chất thải còmn có thể giúp cho các cơ sở sản xuất tăng cường tái chế và quay vòng các chất thải, giảm chất thải bỏ, góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất, tăng khả năng cạnh tranh. II. PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG CNHC Hoạt động kinh doanh trong CNHC tương tự như các hoạt động kinh doanh khác luôn lấy lợi nhuận là mục tiêu cơ bản và đương nhiên. Tuy nhiên thực tế trong nhiều ngành sản xuất thuộc CNHC, các quá trình sản xuất không chỉ hoàn toàn tạo ra các sản phẩm mong muốn mà còn tạo ra những sản phẩm không mong muốn. Đó là những chất thải. Điều này cũng giống như hai mặt đương nhiên của một tấm huy chương. Mục tiêu không kém phần quan trọng là làm giảm bớt ảnh hưởng tới môi trường của những chất thải ở mức độ có thể chấp nhận được. Trách nhiệm xã hội của nhà sản xuất là phải BVMT. Điều này liên quan tới các chính sách quản lý CNHC của bất kì quốc gia nào. Các nước châu Âu, đặc biệt là Đức có những chiến lược BVMT và có các chương trình, dự án môi trường cụ thể đối với ngành CNHC. Hiện nay ngành CNHC ở những nước này đang nỗ lực vận hành các quy trình sản xuất với mục tiêu giảm đến mức tối đa sự có mặt của các chất tồn dư và giảm phát thải vào trong môi trường các loại hoá chất, cả về số 7 lượng lẫn tính nguy hiểm của chúng, đồng thời tìm cách sử dụng vật liệu và năng lượng một cách hiệu quả nhất. Về các vấn đề liên quan đến BVMT, ở nhiều nước hiện nay đang tồn tại các vấn đề sau: 1. Cần quy định thế nào cho đúng và đủ những chi phí cần thiết cho nhu cầu xử lý môi trường (chẳng hạn làm sạch nước thải và khí thải, xử lý huỷ bỏ các vật liệu thải, v.v ) đối với một cơ sở sản xuất. 2. Công nghệ và thiết bị giải quyết trọn vẹn các vấn đề bã thải. 3. Xem xét vấn đề về nguyên liệu và năng lượng. 4. Tăng cường nhận thức xã hội về BVMT. 5. áp dụng các tiêu chuẩn cần thiết về môi trường. 6. Ra các quy định như thế nào cho phù hợp về các vấn đề BVMT trong nước và quốc tế III. SỰ TẠO THÀNH CÁC CHẤT CẶN BÃ TRONG CÁC QUÁ TRÌNH HOÁ HỌC Các phản ứng hoá học không chỉ tạo sản phẩm mong muốn mà còn sinh ra các chất thải có thể làm ô nhiễm môi trường. Để hiểu rõ, có thể xem xét một các khái quát một phản ứng hoá học. 8 Giả sử trong quá trình có chất A tương tác với một chất B để cho sản phẩm P: A + B + N M, C, H, E P+ P ’ +P ’’ +N ’ Trong đó: A là chất khởi đầu B là phần tử chính tham gia phản ứng N là phần tử phụ tham gia phản ứng N ’ là phần tử phụ đã phản ứng M là môi trường phản ứng C là chất xúc tác H là chất độn hoặc chất phụ gia E là năng lượng phản ứng P là sản phẩm mong muốn (sản phẩm chính) P ’ , P ’’ là các sản phẩm kết hợp hoặc sản phẩm phụ tạo thành Chuyển hoá không hoàn toàn: 9 Trong các phản ứng cân bằng, các thành phần A (và B) không bao giờ phản ứng hoàn toàn với chất còn lại. Vì thế trong thực tế một trong hai chất A (và B) thường được sử dụng với lượng dư để tăng mức chuyển hoá tại điểm cân bằng. Lượng dư của A (hoặc B) còn lại tại thời điểm kết thúc phản ứng có thể trở thành tạp chất và cần được huỷ bỏ sao cho có lợi nhất cho môi trường, nếu như không thể được tái chế trực tiếp bằng các phương pháp vật lí hoặc hoá học khi xử lý sản phẩm tương ứng. Nguyên liệu có chứa các tạp chất: Trong phản ứng hoá học sự xuất hiện của các sản phẩm phụ hoặc các loại chất tồn dư cũng có thể do có mặt các tạp chất trong nguyên liệu, ví dụ: 1/ Hyđrosunfua (H 2 S) trong quá trình sản xuất khí thiên nhiên và dầu khoáng. 2/ Sunfua dioxit (SO 2 ) và bụi thải trong quá trình sản xuất axetylen và khí tổng hợp trên cơ sở than đá. 3/ Các chất gây ô nhiễm nước thải từ các sản phẩm phân huỷ (các axit ligno sunfonic, v.v ) trong sản xuất bột giấy từ nguyên liệu thực vật. Có mặt các sản phẩm kết hợp: 10 Một đặc điểm khác của nhiều phương pháp tổng hợp là trong quá trình phản ứng có tạo thành các sản phẩm kết hợp P ’ , những lượng này thường đi kèm với lượng những sản phẩm chính P. Ví dụ khi xử lý quặng kim loại màu theo quy trình nhiệt luyện, SO 2 được hình thành như một sản phẩm kết hợp, hoặc sản phẩm kết hợp FeSO 4 được hình thành khi phân huỷ ilmenit (FeTiO 3 ) để sản xuất bột màu TiO 2 theo quy trình sunfat. Trong sản xuất axit photphoric trích ly theo quy trình dùng axit sunfuric, hàm lượng canxi và flo trong apatit dẫn tới việc hình thành 2 sản phẩm kết hợp là thạch cao (CaSO 4 ) và hydro florua (HF). Nói chung chúng ta vẫn hay coi các sản phẩm đi kèm này là sản phẩm phụ. Các sản phẩm của các phản ứng thứ cấp: Các sản phẩm phụ P ’’ cũng làm giảm bớt sản lượng của sản phẩm chính và cần được lấy đi trong suốt quá trình phản ứng hoá học. Chúng có thể được hình thành bởi những chuỗi phản ứng, chẳng hạn quy trình clo hoá để sản xuất các hợp chất monoclo thì các sản phẩm phụ dạng polyclo cũng được tạo thành. Polyclo không phải là sản phẩm phụ của phản ứng chính mà là sản phẩm của một số phản ứng phụ. Sự có mặt đương nhiên của môi trường phản ứng: Trong các phản ứng hoá học và những quy trình tách chiết pha lỏng thường dùng nước, các dung môi hữu cơ hoặc các dung dịch, hoặc axit [...]... các trường hợp áp dụng các biện pháp BVMT tổng thể Tuy nhiên hiện vẫn có nhiều yếu tố cản trở việc đưa ra, giới thiệu và áp dụng biện pháp BVMT tổng thể phức tạp và cách tân Sự khác nhau giữa công nghệ end of pipe và công nghệ BVMT tổng thể về quan điểm kinh tế và sinh thái được tổng kết trong bảng 1 và 2 Bảng 1: So sánh công nghệ end-of -pipe và công nghệ BVMT tổng thể trên quan điểm chi phí Công. .. gồm các quá trình và các vấn đề sau: 1/ Giảm bớt hoặc ngăn chặn các vật liệu độc hại trong quá trình sản xuất 2/ Sử dụng các quá trình quay vòng vật liệu nội tại và tăng hiệu suất sử dụng năng lượng trong quá trình sản xuất 3/ Phát triển các vật liệu đa dạng 4/ Đưa vấn đề huỷ bỏ chất thải vào trong phương án sản xuất 5/ Tái chế các chất thải ngoài công đoạn sản xuất Trong quản lý công nghiệp người ta... tan các nguyên liệu Môi trường phản ứng hoặc môi trường xử lý (được ký hiệu là M) trong các quy trình này là các dung môi không tham gia phản ứng hoặc chỉ có tác dụng như một chất tạo môi trường đơn thuần Phần dư dung môi hoặc chất tạo môi trường đó chính là nguồn gốc của các “ chất tồn dư” của CNHC và chúng cần phải được tái sinh hoặc huỷ bỏ theo cách có lợi cho môi trường Cả hai cách đều hao tốn tiền... giảm lượng chất phát thải vào không khí và nước thải Tuy nhiên với các thiết bị xử lý các chất thải như hiện nay, trong nhiều trường hợp người ta không thể cải thiện được tình hình kể cả khi chi phí rất tốn kém Trong những trường hợp này chỉ có thể giảm xuống tiếp bằng các biện pháp BVMT tổng thể 21 Khi đối chiếu về chi phí, người ta thấy các biện pháp BVMT hỗ trợ có chi phí hoạt động và quản lý quá trình... các đối tác khác để quay vòng chất thải hoặc bán đi sản phẩm phụ Lượng các chất cặn thải đã được các công ty bên ngoài sử dụng hàng năm là khoảng 100 nghìn tấn trong số 200 nghìn tấn chất thảicủa Công ty này Những chất này chủ yếu gồm những chất sau: 1) Canxi cacbonat từ khâu xử lý nước đã được sử dụng như một nguyên liệu trong sản xuất xi măng và vôi 2) Các chất dẻo thải đã được bán cho các khách... tối ưu về lượng bã thải sao cho càng thấp thì càng tốt Các phương pháp sản xuất đang sử dụng có lượng chất thải thấp hoặc ít làm sự ô nhiễm môi trường cần được nghiên cứu kĩ lưỡng hơn Như vậy các biện pháp về môi trường sản xuất phải là một phần trong tổng thể nghiên cứu triển khai và lập kế hoạch sản xuất IV.4 Những biện pháp BVMT tổng thể và biện pháp BVMT hỗ trợ Các yêu cầu về môi trường sẽ buộc các... nguyên liệu, năng lượng hơn đồng thời phát thải ô nhiễm (nước thải, khí thải, cất thải rắn…) cũng ít hơn, tức là quá trình mới phải thân thiện với môi trường hơn 16 - Tìm mọi cách để quay vòng và tái sinh vật liệu, để giảm bớt chất thải và tận dụng nguồn lực tốt hơn BVMT tổng thể luôn luôn có mối quan hệ với sản xuất và theo một ý nghĩa trực quan nào đó thì đây chính là việc tổ chức lại sản xuất để đảm bảo. .. không phát sinh nước thải nếu sử dụng các xúc tác cơ kim) 5/ Tối ưu hoá quy trình sản xuất 6/ Thay đổi môi trường phản ứng Trong nhiều phản ứng tổng hợp hoá học nếu nước được thay thế bằng dung môi hữu cơ thì làm có thể được giảm bớt ô nhiễm nước thải. Việc sử dụng dung môi thân thiện môi trường và thu hồi dung môi sẽ làm giảm bớt sự ô nhiễm khí quyển trong quá trình sản xuất và gia công tiếp theo 7/ Sử... hỗ trợ và BVMT tổng thể Trong biện pháp BVMT hỗ trợ thì các chất gây hại đã tạo thành trong quá trình sản xuất chỉ được huỷ bỏ ở giai đoạn cuối cùng của quá trình Cũng vì vậy trong các quá trình sản xuất không thể tiết kiệm được nguyên liệu, đồng thời theo biện pháp này chỉ có thể chuyển hoá chất thải thành dạng tương đối ít độc hại hơn với môi trường bằng cách sử dụng năng lượng và các nguyên liệu hỗ... các chất thải đều ít được sử dụng có hiệu quả Chi phí cho các biện pháp hỗ trợ cũng chính là chi phí phi sản xuất Trong khi các biện pháp BVMT tổng thể, tuy đôi khi có thể dẫn tới yêu cấu sử dụng năng lượng cao hơn, lại có thể làm giảm sự tiêu thụ về nguyên liệu và giảm chất thải, theo đó có thể đem lại các ưu thế kinh tế cao Thông thường các chi phí cho các biện pháp kĩ thuật trong BVMT tổng thể được . 1 ĐỀ TÀI Bảo vệ môi trường tổng thể và quản lý chất thải trong công nghiệp hóa chất 2 Phần I BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG TỔNG THỂ TRONG 4 I CÁC CHẤT THẢI TỪ SẢN PHẨM 97 V. NHỮNG KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC CỦA VIỆC QUẢN LÝ CHẤT THẢI 101 4 Phần I BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG TỔNG THỂ TRONG CÔNG NGHIỆP HOÁ CHẤT