Nghiên cứu hiện trạng và đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả xử lý nước thải công ty cổ phần giấy hoàng văn thụ, tỉnh thái nguyên

Nghiên cứu hiện trạng và đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả xử lý nước thải Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ, tỉnh Thái Nguyên Đồng Thị Phương Liên Trường Đại học Khoa học Tự nhiên

Nghiên cứu hiện trạng và đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả xử lý nước thải Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ, tỉnh Thái Nguyên

Đồng Thị Phương Liên

Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Luận văn ThS ngành: Khoa học môi trường; Mã số: 60 85 02

Người hướng dẫn: TS Trần Văn Quy

Năm bảo vệ: 2012

Abstract: Khảo sát hiện trạng sản xuất của Công ty Cổ phần giấy Hoàng

Văn Thụ Điều tra, đánh giá hiện trạng phát sinh và xử lý nước thải tại Công ty Đánh giá công nghệ xử lý nước thải sản xuất đang vận hành tại Công ty Đề xuất các giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả xử lý nước thải sản xuất cho Công ty

Keywords: Xử lý nước thải; Khoa học môi trường; Nước thải Content

Trong công cuộc đổi mới, chuyển sang nền kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa, đẩy mạnh công nghiệp hoá hiện đại hoá và hội nhập quốc tế, Việt Nam đã đạt được những thành tựu quan trọng cả về kinh tế và xã hội Cùng với nhịp độ tăng trưởng kinh tế cao nhiều vấn đề môi trường cấp bách đang đặt ra, nếu không được giải quyết thoả đáng và kịp thời thì sẽ cản trở, làm chậm lại tốc độ tăng trưởng kinh tế và nảy sinh nhiều vấn đề xã hội, đe dọa nghiêm trọng sự phát triển bền vững của đất nước

Trong những năm gần đây, các ngành công nghiệp Việt Nam đang phát triển mạnh

mẽ và đóng vai trò rất quan trọng, trong đó có ngành công nghiệp sản xuất giấy

Song song với những thuận lợi còn rất nhiều những khó khăn, thách thức mà ngành giấy Việt Nam cần phải đối mặt trong thời kì hội nhập: công nghệ lạc hậu, sản lượng thấp, lực lượng lao động cồng kềnh và trình độ thấp, thiếu nguồn nguyên liệu, vốn, cạnh tranh tăng cao và đặc biệt là ô nhiễm môi trường

Do đặc trưng của ngành là sử dụng lượng lớn nguyên liệu thô, năng lượng, nước

và các hóa chất trong quá trình sản xuất nên tạo ra một lượng lớn chất thải (nước thải, khí thải và chất thải rắn) có nguy cơ gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng nếu không được

xử lý Đặc biệt là nước thải có hàm lượng các chất ô nhiễm cao và khó xử lý

Hiện nay, môi trường ở các cơ sở sản xuất giấy này ngày càng bị ô nhiễm nghiêm trọng, đòi hỏi cần phải có các biện pháp giải quyết hơn bao giờ hết

Tại các nước tiên tiến, để bảo vệ rừng và môi trường sinh thái, Chính phủ các nước khuyến khích sử dụng nguồn nguyên liệu thứ cấp và coi đó là nguồn nguyên liệu rất

có giá trị Trong những năm gần đây, nhiều doanh nghiệp trong và ngoài nước đã và đang sản xuất giấy từ giấy loại (giấy tái chế), trong đó có Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ tỉnh Thái Nguyên

Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ trải qua quá trình hoạt động từ khi thành lập cho đến nay đã có nhiều lần nâng công suất và cải tiến công nghệ trong dây chuyền sản xuất cũng như xử lý chất thải Bên cạnh những giá trị kinh tế - xã hội mà Công ty đem lại thì vẫn tồn tại một số vấn đề gây tác động xấu đến môi trường do các nguồn thải phát sinh, đặc biệt là nước thải

Xuất phát từ thực tiễn trên của ngành giấy nước ta nói chung và của Công ty Cổ

phần giấy Hoàng Văn Thụ nói riêng, tác giả đã chọn đề tài “Nghiên cứu hiện trạng và

đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả xử lý nước thải Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ, tỉnh Thái Nguyên” với mục tiêu đánh giá hiện trạng hệ thống xử lý nước thải của

Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ, trên cơ sở đó, đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả xử lý nước thải của Công ty nhằm đảm bảo xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn môi trường trước khi thải ra sông Cầu và giảm thiểu tác động tới môi trường nước sông Cầu

Nội dung nghiên cứu bao gồm:

- Khảo sát hiện trạng sản xuất của Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ;

- Điều tra, đánh giá hiện trạng phát sinh và xử lý nước thải tại Công ty;

- Đánh giá công nghệ xử lý nước thải sản xuất đang vận hành tại Công ty;

- Đề xuất các giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả xử lý nước thải sản xuất cho Công ty;

- Tính toán sơ bộ các công trình xử lý và thiết bị đáp ứng yêu cầu xả thải cho phương án được đề xuất

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan ngành công nghiệp giấy

1.1.1 Tình hình sản xuất của ngành giấy trong những năm gần đây (từ năm 2006 đến nay)

1.1.2 Công nghệ sản xuất giấy và bột giấy

1.1.3 Sản xuất giấy từ giấy loại (giấy tái chế)

1.1.3.1 Phân loại giấy

a/ Giấy tái chế được

b/ Giấy không tái chế

1.1.3.2 Lợi ích của giấy tái chế

1.1.3.3 Tái chế giấy ở các nước trong khu vực và ở Việt Nam

a/ Trung Quốc

b/ Nhật Bản

c/ Đài Loan

d/ Hàn Quốc

e/ Việt Nam

1.2 Đặc tính nước thải ngành công nghiệp giấy và các biện pháp giảm thiểu, xử lý

1.2.1 Các nguồn phát sinh nước thải và đặc tính nước thải ngành công nghiệp giấy 1.2.2 Các biện pháp giảm thiểu và xử lý nước thải trong công nghiệp giấy

1.2.2.1 Các biện pháp giảm thiểu nước thải trong công nghiệp giấy [17]

1.2.2.2 Các biện pháp xử lý nước thải trong công nghiệp giấy[17]

a/ Phương pháp lắng

b/ Phương pháp đông keo tụ hóa học

c/ Phương pháp sinh học

1.2.2.3 Một số dây chuyền công nghệ xử lý nước thải giấy

a/ Xử lý nước thải của công ty Roemond – Hà Lan

b/ Xử lý nước thải nhà máy sản xuất giấy thuộc Công ty DIANA – Khu Công nghiệp Tiên

Du tỉnh Bắc Ninh

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Nước thải sản xuất và hệ thống xử lý nước thải hiện tại của Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Phương pháp thu thập tài liệu

2.2.2 Phương pháp khảo sát ngoài thực địa

2.2.3 Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu

2.2.4 Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm

2.2.5 Phương pháp xử lý, đánh giá số liệu

2.2.6 Phương pháp đánh giá công nghệ xử lý nước thải

2.2.7 Phương pháp tính toán theo công thức thực nghiệm

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1 Khái quát chung về Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ

3.1.1 Khái quát về lịch sử hình thành và phát triển của Công ty

3.1.2 Thực trạng hoạt động sản xuất của Công ty

3.1.2.1 Sản phẩm

- Giấy bao gói xi măng: 10.500 tấn/năm

- Giấy bao gói chất lượng cao: 3.000 tấn/năm

3.1.2.2 Nhu cầu nguyên, nhiên vật liệu và hóa chất

- Lề nhập ngoại: OCC, NDLK: 15.000 tấn/năm

- Lề hòm hộp nội địa: 2.000 tấn/năm

Ngoài ra, còn sử dụng 1 số loại hóa chất là phèn nhôm, nhựa thông và phẩm màu

3.1.2.3 Các trang thiết bị chính phục vụ sản xuất

3.1.2.4 Quy trình công nghệ sản xuất

Hình 1 Quy trình công nghệ sản xuất giấy của Công ty

3.2 Hiện trạng phát sinh nước thải và hệ thống thu gom, xử lý nước thải của Công

ty

3.2.1 Các nguồn phát sinh nước thải của Công ty

- Nước thải sản xuất phát sinh chưa tính đến lượng tuần hoàn khoảng 1.272m3/ngày

- Nước thải sinh hoạt phát sinh khoảng 2m3/ngày

Ngoài ra, còn một lượng nước mưa chảy tràn kéo theo các chất ô nhiễm trên mặt đất vào dòng thải chung (dòng thải này không thường xuyên)

Lọc cát thô, sàng tách rác Nghiền thủy lực Giấy nguyên liệu

Bể chứa thô

Bể chứa tinh Nghiền đĩa

Xeo giấy Sấy

Sản phẩm nhập kho

Phẩm

Phèn, keo nhựa

Cắt, cuộn lại

3.2.2 Hiện trạng hệ thống thu gom, xử lý nước thải của Công ty

3.2.2.1 Đối với nước sinh hoạt

Nước thải sinh hoạt được xử lý sơ bộ qua hệ thống bể phốt sau đó đổ vào hệ thống thoát nước chung của khu vực

3.2.2.2 Đối với nước mưa chảy tràn

Nước mưa sau khi được thu gom theo hệ thống mương rãnh trong phạm vi Công

ty sẽ đổ vào hệ thống thoát nước chung của khu vực

3.2.2.3 Đối với nước thải sản xuất

Nước thải sản xuất được thu gom đưa vào hệ thống xử lý nước thải, nước thải sau

xử lý được bơm tuần hoàn lại cho sản xuất Tuy nhiên hiện tại nước chỉ được tuần hoàn trong công đoạn sản xuất còn hệ thống máy bơm tuần hoàn nước sau xử lý cho sản xuất đang bị hỏng nên toàn bộ nước thải sau xử lý được xả ra sông Cầu

- Hệ thống thu gom, tuần hoàn nước thải và hệ thống bể tuyển nổi sau công đoạn xeo

- Hệ thống xử lý nước thải hiện tại của Công ty

Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải được thể hiện ở Hình 1

ơ

Hình 2 Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải hiện tại của Công ty

Kết quả phân tích mẫu nước thải sau khi qua hệ thống xử lý của Công ty được thể hiện trong Bảng 2

Chú thích:

1- Bể lắng cát; 2- Bể điều hòa 2 ngăn; 3- Hố bơm; 4- Bể bột; 5- Bể phản

ứng; 6- Bể trộn 1; 7- Bể Aeroten; 8- Xeo thủ công; 9- Bể lắng; 10- Sân phơi bùn;

11- Hồ sinh học

2

1

6

7

8

9

11

4

Nước dư trong

sản xuất

Nước thải từ máy xeo

Cấp bột

Bảng 2 Kết quả đo, phân tích nước thải sau xử lý thải ra ngoài môi trường của

Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ

St

t

Tên

chỉ

tiêu

Đơn

vị

12:2008/

BTNMT (B1)

C max

K q = 0,9

K f = 1,1

Đợt 1/20

10

Đợt 2/201

0

Đợt 3/201

0

Đợt 4/201

0

Đợt 1/201

1

Đợt 2/201

1

Đợt 3/201

1

Đợt 4/201

1

1 pH - 6,5 7,1 7,4 7,1 7,2 7,3 7,7 7,5 5,5-9 5,5-9

2 Độ

màu

Pt-Co <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 100 100

3 BO

D5

mg/

L 37,8 26,3 78,8 62,8 86,5 104,5 54 55,7 50 49,5

4 CO

D

mg/

L

104,

5 57,6 154 123,3 160,7 230,7 98,6 88,5 200 198

5 TSS mg/

L 24,9 3,5 13,1 16,6 10,1 72 21,1 45,7 100 99

(Nguồn: Kết quả báo cáo giám sát môi trường định kỳ Công ty Cổ phần giấy Hoàng văn Thụ từ đợt 1/2010 đến đợt 4/2011 do Trung tâm Quan trắc và Công nghệ môi trường Thái

Nguyên thực hiện)

Từ bảng kết quả đo, phân tích nước thải sau xử lý thải ra ngoài môi trường của Công

ty từ đợt 1/2010 đến đợt 4/2011 thấy rằng: Chỉ có đợt quan trắc 1 và 2/2010 có hàm lượng các chất ô nhiễm đạt mức cho phép, còn lại các đợt quan trắc sau này chất lượng nước không đáp ứng QCVN 12:2008/BTNMT (B1)

Nhìn chung, hệ thống xử lý nước thải hiện tại của Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ hoạt động chưa hiệu quả Nước thải sau xử lý có giá trị của thông số BOD5, COD cao hơn QCVN 12:2008/BTNMT (B1)

3.2.3 Đánh giá công nghệ xử lý nước thải

3.2.3.1 Đánh giá công nghệ xử lý nước thải về mặt kỹ thuật (48/60)

 Hiệu quả xử lý của hệ thống (điểm10/15)

 Giải pháp xử lý chất thải thứ cấp (điểm 10/10)

 Chất lượng các sản phẩm hữu ích từ quá trình xử lý (điểm 5/5)

 Mức độ cơ khí hóa, tự động hóa (điểm 3/5)

 Mức độ phù hợp (điểm 12/15)

 Khả năng thay thế, cải tiến thiết bị, mở rộng quy mô (điểm 4/5)

 Thuận tiện trong quản lý, vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa (điểm 4/5)

3.2.3.2 Đánh giá công nghệ xử lý nước thải về mặt kinh tế (điểm 18/20)

3.2.3.3 Đánh giá công nghệ xử lý nước thải về mặt môi trường (điểm 17/20)

 Thân thiện với môi trường (điểm 10/10)

 Các giải pháp giảm thiểu tác động xấu đến kinh tế, văn hóa cộng đồng và cảnh quan sinh thái (điểm 3/5)

 Các giải pháp phòng ngừa khắc phục sự cố (điểm 4/5)

Tóm lại:

Với tổng điểm đánh giá công nghệ xử lý nước thải sản xuất đang vận hành tại Công

ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ, đạt 83/100 điểm và điểm trung bình của mỗi chỉ tiêu không thấp hơn 1/2 số điểm tối đa của các tiêu chí, có thể coi công nghệ này là tương đối phù hợp Tuy nhiên, hiệu quả xử lý của hệ thống chưa đáp ứng được yêu cầu về xả thải ra nguồn tiếp nhận sông Cầu Vì vậy cần có giải pháp nâng cao hiệu quả xử lý của hệ thống

3.3 Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả xử lý nước thải

Trên cơ sở các số liệu phân tích, kết quả đánh giá công nghệ và nguyên nhân về hiệu quả xử lý, thấy rằng, để nâng cao hiệu quả xử lý của các giai đoạn trong hệ thống xử

lý nước thải của Công ty, cần giải pháp khắc phục công đoạn tuyển nổi, sao cho hiệu suất thu hồi xơ bột cao nhất Có thể đề xuất 2 phương án sau

Phương án 1:

Bể tuyển nổi sơ

bộ

Bể điều hòa

Tuyển nổi áp lực

Bể Aerote

n

Bể lắng

Hồ sinh học

Sản xuất

Tuần hoàn

NT từ máy xeo

và các công

đoạn khác

Song chắn rác

Không khí Hóa chất

Sân phơi bùn, máy

ép bùn

Nước rích

Xeo carton

lạnh

Bể chứa bột giấy

Bán hoặc chôn lấp

Nước ra đạt tiêu chuẩn

Phương án 2:

Lựa chọn phương án

Yêu cầu cần thiết của hệ thống xử lý nước thải là:

+ Quy trình công nghệ đơn giản, dễ vận hành;

+ Tận dụng tối đa các hạng mục công trình cũng như trang thiết bị hiện có;

+ Chi phí vận hành và bảo dưỡng hệ thống thấp;

+ Nước thải sau xử lý đạt QCVN 12:2008/BTNMT (cột A)

Từ kết quả so sánh 2 phương án, thấy rằng phương án 2 có nhiều ưu điểm hơn và hệ thống xử lý phù hợp với đặc tính nước thải của Công ty cũng như hiện trạng hệ thống và thiết bị hiện có

Để nâng cao hiệu quả xử lý và giảm chi phí vận hành thì phương án chọn có thể tận dụng lại tối đa các thiết bị theo công nghệ hiện có, tuy nhiên có thể thay đổi tính năng một số hạng mục cho phù hợp với công nghệ mới và đạt hiệu quả cao nhất Cụ thể như sau:

- Tăng cường hạng mục bể tuyển nổi áp lực thay thế cho cụm bể trộn và bể phản ứng để nâng cao hiệu suất tách xơ sợi và giảm thiểu các chất ô nhiễm

- Mặt khác, để giảm chi phí đầu tư và vận hành, có thể cải tạo bể Aeroten 2 ngăn hiện có thành 2 bể SBR hoạt động luân phiên Nhờ đó sẽ xử lý hiệu quả không những BOD5, COD mà còn khử được triệt để nitơ và phốt pho có nhiều trong nước thải

- Bên cạnh đó, tại hồ sinh học xử lý cuối cùng của hệ thống được thiết kế 2 ngăn, mỗi ngăn có dung tích 1.000m3; như vậy với lưu lượng nước thải phát sinh thực tế thì chỉ cần dùng 1 ngăn của hồ sinh học có thả bèo góp phần làm cho chất lượng nước tốt hơn,

Sản xuất

Bể lắng cát

Bể điều hòa

Tuyển nổi áp lực

Bể SBR

Hồ sinh học

NT từ máy xeo

và các công

đoạn khác

Song chắn rác

Hóa chất

Bể nén bùn Nước rích

Xeo carton

lạnh

Sân phơi bùn, máy

ép bùn

Bể chứa bột giấy

Bán hoặc chôn lấp

Không khí

Nước ra đạt tiêu chuẩn

ngăn còn lại dùng để chứa nước sau xử lý sử dụng tuần hoàn lại cho quá trình sản xuất

Để sử dụng hiệu quả máy bơm nước tuần hoàn cho sản xuất (hiện nay không sử dụng) cần kiểm tra, sửa chữa lại hoặc đầu tư cụm máy bơm mới cho phù hợp

- Ngoài ra, hệ thống tuyển nổi thu hồi bột giấy tại phân xưởng xeo hiện tại hoạt động vẫn chưa hiệu quả (theo tính toán hiệu suất thu hồi bột xơ sợi của bể tuyển nổi là 60%) Vì vậy, luận văn đề xuất phương án lắp đặt thêm hệ thống thu và gạt bột giấy mới theo cơ cấu quay tự động thu bột bề mặt, đồng thời lắp đặt thêm hệ thống phân phối khí đáy bể hỗ trợ cho công tác thổi bọt khí kéo theo bột giấy nổi lên trên nhằm tăng khả năng thu hồi bột giấy và giảm tải trọng cho hệ thống xử lý nước thải

- Đối với các hạng mục và trang thiết bị khác vẫn hoạt động khá tốt, vì vậy sẽ tận dụng lại toàn bộ cho hệ thống xử lý

3.4 Tính toán các công trình xử lý nước thải theo phương án chọn

Các thông số cần thiết cho việc tính toán, thiết kế:

* Các thông số đầu vào:

Bảng 3 Các thông số chính đầu vào và yêu cầu đặc tính nước thải đầu ra của hệ

thống xử lý nước thải cần thiết kế

STT Tên chỉ

QCVN 12:2008/BTNMT (A)

* Các thông số của Công ty:

Tổng lưu lượng nước thải đưa vào hệ thống xử lý: 1.274 m3/ngày

Tuy nhiên, do hệ thống hiện tại được thiết kế với công suất 1.300m3/ngày Để thống nhất trong toàn bộ hệ thống chọn lưu lượng thiết kế cho hệ thống là 1.300m3/ngày

Do cơ sở sản xuất hoạt động 3 ca liên tục (số giờ xả thải của Công ty là 24h) nên ta

có lưu lượng trung bình theo giờ là:

 /  15( / ) 17

, 54 /

24

/ngày m 1300 /

24

3 3

s l h

m ngày

h ngày

h

Q

Lưu lượng nước thải không đều nhau giữa các giờ trong ngày và thường dao động với lưu lượng trung bình giờ