Báo cáo thuyết trìnhTên đề tài : Công nghệ xử lý nước thải nhà máy giấy Hòa Bình

LOGO Tên đề tài Công nghệ xử lý nước thải nhà máy giấy Hòa Bình “Thêm Slogan ” 1 Bùi Thị Thủy K55MTB 553192 2 Hoàng Thị Thúy Hằng K55MTB 553129 3 Nguyễn Thị Hường K55MTB 553151 4 Nguyễn Quốc Viễn K55M[.]

Tên đề tài : Công nghệ xử lý nước

thải nhà máy giấy Hòa Bình

“Thêm Slogan ”

PHẦN I : MỞ ĐẦU

Tính cấp thiết của đề tài

◆Trong thời đại ngày nay, cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ đã giúp cho nền kinh tế phát triển với nhiều nhà máy công nghiệp lớn thì cũng gây ra nhiều ảnh hưởng

có hại đến môi trường

◆Trong công nghiệp giấy,dịch đen sau nấu bột và nước thải

ở các khâu trong quá trình sản xuất đều có hàm lượng các hợp chất hữu cơ cao ngoài ra còn có nhiều hóa chất độc hại khác nếu không xử lý tốt thải ra môi trường thì sẽ gây ô

nhiễm lớn cho môi trường xung quanh

◆Ở Việt Nam :Về vấn đề xử lý nước thải trừ công ty giấy Bãi Bằng còn các nhà máy khác đều không có hệ thống thu hồi cô đặc và đốt dịch đen, mà thải trực tiếp ra môi trường Đây là nguồn ô nhiễm đặc biệt nghiêm trọng đói với môi trường

➢Vì vậy vấn đề xử lý ô nhiễm nước thải nhà máy giấy nói chung và nhà máy giấy Hòa Bình nói riêng hiện đang là vấn đề cấp bách.

PHẦN 2 : NỘI DUNG

I- Sự phát triển ngành giấy

1.1.Sơ lược chung

• Giấy là sản phẩm có vai trò quan trọng trong mọi lĩnh vực hoạt động của con người

• Giấy được làm ra từ rất sớm bắt đầu từ Trung Quốc vào khoảng năm 105, xuất hiện ở Việt Nam ngành khoảng

năm 284

• Hiện nay Việt Nam có khoảng gần 500 doanh nghiệp

giấy tuy nhiên đa phần là các doanh nghiệp nhỏ, hộ sản xuất cá thể Toàn ngành chỉ có hơn 90 doanh nghiệp có công suất trên 1.000 tấn/năm

1.2 Nhà máy giấy Hòa Bình

• Vị Trí :Nhà máy giấy Hòa Bình đặt tại xã Dân Hạ huyện

Kì Sơn tỉnh Hòa Bình, cách quốc lộ 6 khoảng 2km nằm bên cạnh dòng sông Đà

• Nguyên liệu sản xuất chính: Là tre nứa và gỗ keo, sản

phẩm là bột không tẩy

• Mỗi năm nhà máy sản xuất được khoản hơn 2200 tấn bộ

và gần 1000 tấn giấy và cũng sản xuất theo đơn đặt

hang từng đợt

• Lưu lượng nước thải khoảng 1500m3/ngày đêm

• Ở Việt Nam gồm hai

nguồn căn bản là từ rừng (tre và gỗ mềm) và giấy tái chế (giấy thải)

Giấy thành

phẩm

Thuyết minh quy trình

➢Giai đoạn 1 : Sơ chế

Nguyên liệu thô ban đầu (tre nứa, gỗ keo) tiến hành xử lý nguyên liệu, thái mỏng gỗ

thành các mảnh nhỏ đều

nhau

➢Giai đoạn 2 : Nấu bột giấy

 Các mảnh nhỏ này được nấu với NaOH ở nhiệt độ cao

để tách lignin(chất keo tự

nhiên gắn kết các sơi gỗ với nhau) từ xenluloza trong bột giấy

Ø Giai đoan 3 : Rửa, làm sạch :Bột giấy chưa qua tẩy được

lọc qua máy rửa và các màng lọc,xử lý kéo dài 15h

Ø Giai đoạn 4: sàng và cô đặc: Bột sau khi rửa thường có

chứa tạp chất là cát và một số mảnh chưa được nấu

Tạp chất này được loại bỏ bằng cách sàng và làm sạch li tâm

Ø Giai đoạn 5 : Tẩy trắng

Giai đoạn này trộn nước,hóa chất, phẩm, bột giấy được tẩy trắng sau đó được trộn lẫn với các phụ gia và hóa

chất Công đoạn này được thực hiện bằng cách sử dụng các hóa chất

dạng mắt cáo để tạo thành tấm giấy dày.

 Tiếp theo đó tiến hành nén liên tục để khử nước và ép mỏng tờ giấy

III- Đặc trưng nước thải

Giai đoạn sơ chế:

- Nước thải chứa BOD5, COD, TSS, các hợp chất có trong giấy cũhay nước sông …

Nguồn gây ô nhiễm nước thải

Nước rửa nguyên liệu

Giấy cũ

Nước vận chuyển

gỗ

Bóc vỏ ướt

Hình 3.1: Chất thải sinh ra trong quá trình sản xuât giấy

Chất phụ gia chất h/c, vô cơ

H/c chứa Clo

Xợ,mấu mắt,

chất lơ lửng

KLN

Hợp chất hữu cơ cao phân tử BOD, vỏ cây

 Tuyển bột không tẩy

 Các vật thải chứa sợi, sạn hay cát có nồng độ cao

 Nước lọc từ quá trình làm đặc bột tẩy

Nước tẩy chứa chlorolignin

IV- QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

MÔI TRƯỜNG

IV 1 Tổng quan phương pháp xử lý

Phương pháp

Xử lí cơ học

Xử lí hóa lí

Xử lí hóa học

Xử lí sinh

học

Xử lý cơ học

Xử lí hóa lí (tiếp)

Keo tụ: Kết hợp xử lí cơ học với xử lí hóa học

Hạt kích thước nhỏ hơn 10-4mm ở trạng thái lơ lửng

Cơ sở: sự tương tác giữa các hạt keo khi bổ sung chất keo tụ

→tạo bông cặn lớn hơn,có trọng lượng lớn hơn và lắng xuống

Xử lí hóa lí (tiếp)

Hấp phụ: là sự tiếp xúc giữa hại pha không hòa tan Pha

rắn với pha khí hoặc pha lỏng

Chất bị hấp phụ đi từ pha lỏng(hoặc khí) sang pha rắn đến khi nồng độ đạt cân bằng.

Trao đổi ion: khử các tạp chất ở trạng thái ion( ion

Cu,Zn,Hg…), các hợp chất của Asen,

Photpho,Xyanua,chất phóng xạ Thường sử dụng nhựa trao đổi ion nhằm khử cứng và khử khoáng.

Xử lí hóa lí (tiếp)

▪ Tuyển nổi: sục các bọt khí nhỏ vào pha lỏng Các bọt này kết

dính với các căn Khi tạo thành tập hợp bọt thì chúng sẽ nổi lên do có khối lượng riêng nhỏ hơn của nước

Bể thu hồi nước trắng

Bể thu hồi bột

giấy

3 Xử lí hóa học

thải có pH quá cao hoặc quá thấp, tạo điều kiện cho

các quá trình xử lý hóa lý và sinh học: H+ + OH- →

H2O

Hóa chất thường dùng: Ca(OH)2, dd H2SO4

✓ Chuyển trạng thái hòa tan →kết tủa , hòa tan →thể khí.

✓ Biến đổi một chất không phân hủy sinh học →nhiều chất đơn giản hơn, có khả năng đồng hóa bằng vi

khuẩn.

✓ Loại bỏ các kim lọai nặng như Cu, Pb, Zn, As… và một số chất độc như cyanua.

Xử lí hóa học (tiếp)

✓ Các chất oxy hóa thông dụng là: Ozon, Chlorine,

Hydro peroxide, Kali penmanganate…

✓ Quá trình này thường phụ thuộc rõ rệt vào pH và sự hiện diện của chất xúc tác

Kết tủa hóa học

▪ Kết tủa hóa học thường được sử dụng để lạo bỏ các kim loại nặng trong nước Phương pháp này sử dụng rộng rãi nhất để kết tủa các kim loại là tạo thành các hydroxide.

▪ Fe3+ + 3OH- → Fe(OH)3

▪ Hóa chất: vôi, sôđa

Xử lí sinh học( tiếp)

Các phương pháp xử lý sinh sinh

học trong điều kiện tự nhiên

Xử lí sinh học(tiếp)

Quá trình kị khí

▪ Quá trình phân hủy xảy ra trong bể kín với bùn tuần hoàn Hỗn hợp bùn và nước thải được khuấy trộn hoàn toàn,

Ở quá trình này lượng bùn tạo ra rất ít

Cơ chế: quá trình phân giải chất hữu cơ gồm 3 giai đoạn

Giai đoạn 1: giai đoạn thủy phân

Giai đoạn 2: giai đoạn lên mem hữu cơ

Giai đoạn 3: giai đoạn metan hóa

Bể được sử dụng rộng rãi: bể UASB

▪ Bể UASB : Tạo thành các loại bùn hạt có mật độ vi sinh vật rất cao và tốc độ lắng vượt xa so với bùn hoạt tính hiếu khí dạng

lơ lửng

Xử lí sinh học (Tiếp)

bể UASB

▪ Nước thải được phân phối từ dưới lên, qua lớp bùn kỵ khí , tại đây sẽ diễn ra quá trình phân hủy chất hữu cơ bởi các vi sinh vật, hiệu quả xử lý của

bể được quyết định bởi tầng vi sinh này

▪ Hệ thống tách pha phía trên bể làm nhiệm vụ tách các pha rắn – lỏng và khí, qua đó thì các chất khí sẽ bay lên

và được thu hồi, bùn sẽ rơi xuống đáy

bể và nước sau xử lý sẽ theo máng lắng chảy qua công trình xử lý tiếp theo

Xử lí sinh học (tiếp)

bể Aerotank

▪ Các vi sinh vật phân hủy ở trạng thái huyền phù

▪ Nước từ bể lắng 1 được chảy liên tuc vào bể aerotank,trong đó khí được đưa vào cùng được xáo trộn với bùn hoat tính cung cấp oxi cho vsv phân hủy chất hữu cơ Dưới điều kiện này, vsv tăng trưởng sinh khối và kết thành bông bùn Hỗn hợp bùn và nước thải chảy đến bể lắng 2 và tại đây bùn hoạt tính lắng

xuống đáy

V- GIẢ THUYẾT CÔNG NGHỆ

VI- Lựa chọn thuyết minh công nghệ tính toán hệ thống

Yêu cầu công nghệ

- Nước thải sau khi xử lý phải đạt tiêu chuẩn đầu ra

- Lưu lượng đầu vào,các chất có trong thành phần nước thải.a

STT Thông số Nồng đồ đầu

vào

Nồng độ đầu ra (QCVN 12/2008/ BTNMT)

Sơ đồ công nghệ lựa chọn : Phương án 2

SCR

Nước

thải

Bể thu gom

Bể điều hòa

Bể trung gian

Aerotank

Bể lắng II

Bể lắng I

Nguồn tiếp nhận

Hồ hoàn thiện

Bể UASB Bể Detox

bể chứa bột

Thuyết minh công nghệ

Song chắn rác thường được đặt ở kênh dẫn làm nhiệm

vụ giữ lại các tạp chất thô có trong nước thải

Sau đó, nước thải được bơm lên bể điều hòa có nhiệm

vụ điều hòa nồng độ lưu lượng nước thải

 Từ bể điều hòa nước thải được tiếp tục bơm vào bể lắng I

Từ bể lắng, nước thải được đưa vào bể Detox khử chất độc để loại trừ tác nhân gây ức chế cho vi sinh vật ở bể

UASB

• Tại UASB, chất hữu cơ phức tạp dễ phân hủy sinh học

sẽ bị phân hủy, biến đổi thành các chất hữu cơ đơn giản đồng thời sinh ra một số khí như: CO2, SO2, CH4

• Tại bể Aerotank diễn ra quá trình sinh học hiếu khí sẽ

phân hủy các chất hữu cơ còn lại trong nước thải thành các chất vô cơ dạng đơn giản như: CO2, H2O…

▪ Bể lăng II được xây dựng để loại bỏ các bông bùn (xác

vi sinh vật) được hình thành trong quá trình sinh học lắng xuống đấy

▪ Sau khi qua bể lắng II, để giảm nồng độ chất ô nhiễm

còn lại cho qua hồ hoàn thiện rồi đưa ra môi trường tiếp nhận

Tính toán các công trình xử lý

1 Song chắn rác

Lưu lượng trung bình ngày:

= 1500 Lưu lượng trung bình giờ:

• Lưu lượng giờ thải lớn nhất:

• Song chắn rác đặt nghiêng một góc 60o so với mặt đất.

• Chọn tốc độ dòng chảy trong mương: Vs =

max

m s

m h m

3 0

* 4 0

* 3600

3 9 121

Chọn kích thước thanh: rộng x dày = b x d = 5mm x 25mmKhe hở giữa các thanh: w = 25mm

Giả sử SCR có n thanh, suy ra số khe hở là: m= n+1

Quan hệ giữa chiều rộng mương, chiều rộng thanh và khe hở giữa các thanh :

B= n*b + w*(n+1) <=>300= n*5 +25*(n+1)

=> n = 9.166Chọn số thanh n =9, điều chỉnh khoảng cách giữa các

thanh lại như sau:

300= 9*5 +w*(n+1)

=> w= 25.5mm

1/19/2023

 Tổng tiết diện các khe song chắn:

0

86 33

m s l

s

l

1000 1

1 2 − 2

81 9

* 2

4 0 632 0 7 0

1 2 − 2

Chọn chiều cao h=2m

Chiều cao bảo vệ hbv = 0.5m

Chiều cao của bể : H= h + hbv = 2 + 0.5 + 2.5mChọn bể hình chữ nhật :

=> kích thước bể : L * B * H = 4m*4m*2.5m= 40m3

Chọn chiều cao hữu ích h= 5m

Chọn chiều cao bảo vệ: hbv = 0.5m

Chọn bể hình chữ nhật cạnh B *L =11m *11m

Thể tích tính toán:

Vtt = B x L x H = 11m x 11x(5+0,5)m

= 665m3

Tính toán thiết bị cấp khí cho bể điều hòa:

▪ Lượng không khí cần thiết:

10000 x (1-0.1) = 9000 mg/l

Chọn chiều dài bể là L = 2,3 mChọn chiều rộng bể là B = 2,3 mThể tích bể xây dựng thực tế là:

Vtt = B x H xL=2.3 x3 x2.3 =13m3

Chiều cao phần hình nón:

hn= h2+h3 = (D- dn)/2X tgᾳ= (6.2-0.1)/2xtg5= 3,64m

- h2 là chiều cao lớp trung hòa

- h3 là chiều cao giả định củalớp cặn lắng trong bể (m)

- D là đường kính của bể lắng, D = 6,2m

- dn là đường kính đáy nhỏcủa hình nón cụt, lấy dn = 0,1 m

- ᾳ là góc nghiêng của đáy bểlắng so với phương ngang, lấykhông nhỏ hơn 500

Chọn =500

Chiều cao của ống trung tâm lấy bằng chiều cao tính toán của vùng lắng

ht = htt = 3.24mĐường kính miệng loe của ống trung tâm lấy bằng chiều cao của phần ống loe và bằng 1,35 đường kính ống trung tâm

d1 = h1 = 1,35 d = 1,35 x 1,1 = 1.5m

•Đường kính tấm hắt lấy bằng 1,3 đường kính miệng loe

dhat = 1,3 d1 = 1,3 x 1.5 = 2m

trung tâm và bề mặt tấm hắt Chọn Vk=20mm/s=0,02m/s

• Chiều cao tổng của bể lắng đứng I là:

H = htt + hn + ho = 3.24+3,64+0,3= 7.18mVới ho là khoảng cách từ mực nước đến thành bể, ho = 0,3m

Tính hiệu quả khi xử lý

R= t/(a + b x t)a,b là hằng số thực nghiệm chọn theo

bảng

Tính toán lượng bùn sinh ra

Lượng cặn thu được mỗi ngày:

Mv= 950 mgSS/l x 0.15 x1500m3/ngày x1kg/ 1000g

= 213,75kgSS/ngàyDung tích cặn lắng cần xử lý mỗi ngày:

Chia bể thành 2 đơn nguyên

Hiệu quả xử lý của bể là:

E=(CODv-CODr)/CODvE=(7200-2700)/7200 x 100%= 62.5%

Lượng COD cần khử trong 1 ngày

G= Q(CODv-CODr) = 750 (7200-2700)

= 3375kgCOD/m3ngàyChọn tải trọng xử lý trong mỗi bể là L = 9kgCOD/m3ngày

Thể tích phần xử lý yếm khí cần thiết của bể

Vt = G/L= 3375kgCOD/9kgCOD=375m3

Tổng chiều cao mỗi bể:

Hbể= H1 + H2 + H3H2: là chiều cao vùng lắng,chọn chiều cao vùng lắng là 1,5m

H3: là chiều cao dự trữ của bể Chọn H3=0,3m

Hbể = 3 + 1 + 0,3 = 4,3m

Vậy kích thước xây dựng mỗi bể UASB là:

Chiều dài L=7,2mChiều rộng B=7,2mChiều cao Hbể= 4,3mThể tích thực của mỗi bể V= LxBx H= 7.2x7,2x4.3

= 223m3Thời gian lưu nước trong bể

T= Vb/QVới Vb= HFt = (4,3-1) = 172m3

=> T=172/750 x 24 =5.5h

Thể tích khí sinh ra đối với 1kgCOD bị khử là 0,5m3

•Tổng thể tích khí sinh ra trong 1 ngày:

Vkhí = 0,5 x G – 0,5 x 3375 = 1687,5 m3/ngày

•Thể tích khí CH4 sinh ra khi 1kg COD được loại bỏ là

0,35 m3 (CH4 chiếm 70% tổng lượng khí sinh ra) Thể

tích khí CH4 sinh ra là:

V CH4 = 0,7 x Vkhí = 0,7 x 1687,5

= 1181 m3/ngày

•Diện tích bề mặt của bể:

F = Q/vn = 750/(24.0,7) = 45 m2

•Chiều cao phần xử lý yếm khí của bể:

H = V/F = 118/45 = 2,6 m

Chiều dài L = 6,7mChiều rộng B = 6,7mChiều cao H = 4,5m

•Thể tích thực của mỗi bể

V = L x H x B = 6,7 x 6,7 x 4,5 = 202 m3

Thời gian lưu nước trong bể:

T = (Vb/Q) 24Với Vb = H x Ft = (4,5 – 1) 45 = 157,5 m3

Thể tích khí sinh ra với 1kgCOD bị khử là 0,5m3

Tổng thể tích khí sinh ra trong 1 ngày:

Vkhí = 0,5 x G = 0,5 x 1418 = 709 m3/ngàyThể tích khí CH4 sinh ra khi 1 kgCOD được loại bỏ là 0,35 m3 (CH4 chiếm 70% tổng lượng khí sinh ra)

• Thể tích khí CH4 sinh ra là:

VCH4 = 0,7 x Vkhí = 0,7 x 709 = 496 m3/ngày

Tỷ số giữa lượng chất rắn lơ

lửng bay hơi (MLVSS) với

Thời gian lưu bùn trong hệ

Hệ số phân hủy nội bào, Kd =0.68 /ngày

Hệ số sản lượng tối đa y = 0.5 VSS/kg BOD5

Tổng BOD5 = BOD5hòa tan + BOD5của cặn lơ lửng

Trong đó:BOD5 ở đầu ra là 150mg/l

BOD5 hòa tan đi ra từ bể Aerotank là S, mg/l

Cặn lơ lửng ở đầu ra SSra = 50mg/l gồm có 65% là cặn có thể phân hủy sinh học

•Lượng cặn có thể phân hủy sinh học có trong cặn lơ lửng ở đầu ra:

0,65 x 50 = 32,5 mg/l

•Lượng oxy cần cung cấp để oxy hóa hết lượng cặn có thể phân hủy sinh học:

32,5 x 1,42 (mgO2/mg tế bào) = 46,15 mg/l

• Thể tích của bể:

Vt = (1 ( 0 ))

c d

k X

S S

QY





 +

−

-: tải lượng xử lý của mỗi bể;

• Diện tích bể

Chiều dài bể L=5,6m

Chiều rộng bể B=5,6m

Chiều cao bảo vệ hbv=0,5m

Chiều cao tổng cộng của bể

H=h+hbv=4+0,5=4,5m

• Vậy bể Aerotank có kích thước như sau:

LxBx H= 5,6 x 5,6 x 4,5(m3)Thời gian lưu nước trong bể

ngày= 4,1h

2

1 ,

31 4

4 , 124

m h

V

F = = =

17,

0750

4,

Q

V



100490

62,118

490

%100

0

S

S S

% 69

%

100 490

150 490

=



−

0 06

, 0 10 1

5 , 0

 +

= + c K d

Y



ngày kgVSS

S

S Q

2

62 , 118

490 750

3125 ,

0 2

7 ,

ngày kgSS

VSS P

SS

7 , 0

5 , 43 7

, 0

) (

)

ngày kg

g kg m

g ngày

m ngày

kgSS

SS Q

P

P xd xl t ra

/ 43

/ 10

/ 2

50 /

750 /

62

10 2

3 3

3 3

Lượng cặn dư hàng ngày xả đi

Tính lượng bùn thải ra hàng ngày (Q w ) từ đáy bể lắng theo đường tuần hoàn bùn

c r

c c c w

C C

r w c

X

X Q

VX Q

X Q X

ngày m

Q

l mg

SS X

w

ra e

/ 4 ,

4 10

7000

10 5 , 17 750 3500

4 , 124

/ 5 ,

17 2

50 7 , 0 2

7 , 0

X

Q X

XQ Q

t

w r t

35007000

4,47000750

• Tốc độ oxy hóa của 1g bùn

hoạt tính

X

S S

) ( 0 −



3500 17

, 0

2 ) 62 , 118 490

(



−

3 5

3 0

/ 48

,

1 4

, 124

750

10 2

490

V

Q S

10.Hồ hoàn thiện

Thông số Đơn vị Giá trị đầu vào Giá trị đầu ra

Thời gian lưu bùn ngăn thứ 1: t1 = 10h

Lưu lượng bùn đến ngăn chứa bùn dư ( gồm bùn tươi từ:

bể khử độc, bể UASB, và bùn dư từ bể lắng II)

Q = 2Qw + Qkhử độc + QlắngII = 2 x 4.4 + 12.83+ 5.385 = 27 m3/ngày

Thể tích ngăn chứa bùn dư:

V1 =( Q/ 24h) x t1 =(( 27 m3/ ngày)/ 24h) x 10h = 11.25 m3

Chọn chiều cao ngăn thứ nhất: H1 = 2m , chiều cao bảo vệ hbv = 0.3m

Diện tích ngăn thứ nhất:

F1 =V1/H1 = 11,25 / 2 = 5.6 m2

Chiều dài ngăn thứ nhất: L1 = 2.4m

• Chiều cao công tác của bể nén bùn:

q = Q =27 = 5,4m/ngày

96 100

2 , 99



13.Sân phơi bùn

Lượng cặn đưa đến sân phơi bùn là: q=5,4m/ngày

Giả sử thời gian làm việc của nhà máy trong một năm là 300 ngày

• Diện tích hữu ích của sân phơi bùn là:

=



=

n q

q Ft

0

300

2

257 2

, 4 2 , 1

4 , 5 300

m

=





• Chia sân phơi bùn thành 4 ngăn, diện tích mỗi ngăn là 64m

• Kích thước mỗi ngăn là: Lx Bx H =8m8m

• Diện tích phụ của sân phơi bùn lấy bằng 20% diện tích sân phơi bùn

F=0,2257=51m

• Diện tích tổng cộng của sân phơi:

F=F1+F2=257+51=308m

Chia sân phơi bùn thành 4 ngăn, diện tích mỗi ngăn là 64mKích thước mỗi ngăn là: Lx Bx H =8m8m

Diện tích phụ của sân phơi bùn lấy bằng 20% diện tích sân phơi bùn

F=0,2257=51mDiện tích tổng cộng của sân phơi:

F=F1+F2=257+51=308m