Báo cáo thuyết trình 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 ” 1/19/2023 Mở đầu Nội dung Kết luận Bố cục www website com 1/19/2023 www website com Quy trình sản xuất Đặc trưng nguồn th[.]

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 đối 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 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.

 Mỗi năm nhà máy sản xuất được khoảng hơn

2200 tấn bột và gần 1000 tấn giấy và cũng sản xuất theo đơn đặt hàng 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).

Nguyên liệu thô

Xử lý nguyên liệu

nước sông không

Nấu

Dịch đen,sp p.ư hòa tan h/c

vòng thơm cao phân tử khó

phân hủy:chất trích li,hemixenluloza

xơ sợi,ligin pH cao-kiềm dư

Bột xenluloza màu đen

do lẫn ligin sót lại chưa bị hòa tan

thu hồi dùng trong gđ rửa

nước, clo, NaOH

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

➢ 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

➢ Giai đoạn 4: sàng và li tâm: 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

➢ Giai đoạn 5 : Cô đặc

Sau sàng, bột giấy thường có nồng độ 1% sẽ được làm đặc tới khoảng 4% để chuyển sang bước tiếp theo là tẩy trắng Phần nước lọc được tạo ra trong quá trình làm đặc

sẽ được thu hồi và tái sử dụng cho quá trình rửa bột

Loại bột dùng sản xuất giấy bao bì sẽ không cần tẩy

trắng và được chuyển trực tiếp đến công đoạn chuẩn bị xeo

➢ Giai đoạn 6 : Xeo giấy

cho thành phẩm

▪ Bột giấy ướt sau trộn

được chảy qua một

vành chuyển động đan bằng lưới lion dạng mắt cáo để tạo thành tấm

giấy dày.

▪ Tiếp theo đó tiến hành nén liên tục để khử

III- Đặc trưng nước thải

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

Nguồn gây ô nhiễm nước thải

Nước rửa nguyên liệu

Giấy cũ

Nước vận chuyển

gỗ

Bóc vỏ ướt

Nấu nước thải chứa nhiều xơ sợi, xenluloza,bột

sống và các chất lơ lửng lượng huyền phù lớn pH cao ,hợp chất vòng thơm lignin, các chất trích li, một phần hemixenluloza…

nước,hóa chất(clo, dioxit

clo, hypoclo và hydroxide

nhòe và giảm bụi

-Chất diệt khuẩn sinh học

Xeo nước trắng thoát ra từ giấy trên lưới, nước

rửa chân, rửa bạt, lưới… Nước thải chứa nhiều xơ sợi xeluloza bị thất thoát theo nước,các chất phụ gia đi theo Vì vậy hàm lượng chất rắn bao gồm các chất vô cơ, hữu

cơ là khá cao.

Đặc trưng nước thải

1.Hàm lượng chất hữu cơ

cao , mà chủ yếu là những

hợp chất hữu cơ vòng thơm

cao phân tử khó bị phân hủy,

4.Vì vậy nước thải ở phần

này rất độc hại cho môi

trường và có mầu sẫm

1 Độ màu, BOD,COD,TSS cao

2 Xơ sợi xeluloza bị thất thoát

3.Mấu mắt, tạp chất,bột sống

4 Chứa các vi khuẩn, nấm mem, tảo, siêu vi trùng, động vật nguyên sinh,…

5.chất phụ gia

Thông số các giá trị đầu vào của

nước thải giấy

Thông số Nồng độ đầu vào

NT1

Nồng độ đầu vào NT2

Kết qủa phân tích nước thải sản xuất bột bằng phương pháp Sulfat

-Nước (gallon/T bột giấy) 30000(tẩy) 20000(tẩy)

-Nguồn: Hướng dẫn kỹ thuật lập báo cáo Đánh giá tác động môi trường Dự án sản xuất giấy và bột giấy của Bộ Tài Nguyên Môi Trường và Cục Thẩm Định và Đánh Gía Tác Động Môi TrườngHà Nội, 10/2009

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

1.Xử lý cơ học

2.Xử lí hóa lí

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 hai 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 cặn 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

▪ Phương pháp trung hòa : Nhằm trung hòa nước 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

▪ Phương pháp oxy hóa –khử

✓ 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

▪ Fe3+ + 3OH- → Fe(OH)3

▪ Hóa chất: vôi, sôđa

4.Xử lí sinh học( tiếp)

Các phương pháp xử lý sinh sinh

học trong điều kiện tự nhiên

Xử lí sinh học nhân tạo

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 men 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

❖Tình huống giả định: Tính toán và thiết kế hệ thống

xử lý nước thải nhà máy giấy với lượng xả thải

Phương án 1 : xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học.

Công xử lý nhà máy Hoàng Văn

Thụ

❖Thuyết minh công nghệ : 6 giai đoạn

1.Bể chứa : ổn định Qnước thải và điều chỉnh pH

2.Bể axit hóa : điều chỉnh pH về trung tính

3.Bể UASB : BOD, COD giảm xuống nhanh,

4.Bể tiếp xúc :

5.Bể Aerotank :

6.Bể lắng 2 : 1 phần bùn đưa về bể Aerotank, nước thải đưa ra ngoài môi trường

▪ Khí thoát ra từ bể UASB có thể tận dụng tạo ra năng

lượng cung cấp cho quá trinh sản xuất

Công nghệ hiện hành

▪ Công nghệ bao gồm các giai đoạn

❖ Tiền xử lý được sử dụng để loại bỏ chất thải rắn có kích

thước lớn, trung hoà, và giảm nhiệt độ của nước thải Song chắn rác, bể điều hoà và tháp giải nhiệt thường là các bước được áp dụng trong quá trình tiền xử lý.

❖ Xử lý bậc 1 bao gồm quá trình tách cặn ra khỏi nước thải, các quá trình thường được áp dụng là lắng (trọng lực) hay tuyển nổi hay kết hợp keo tụ/tạo bông và tách bông cặn với

áp dụng lắng (trọng lực) hay tuyển nổi.

❖ Xử lý bậc 2 bao gồm với các quá trình xử lý sinh học để loại bỏ hàm lượng BOD5 của nước thải Khi nồng độ của chất hữu cơ cao, sử dụng kết hợp quá trình kỵ khí và hiếu khí hay quá trình xử lý hiếu khí kéo dài

Công nghệ hiện hành

❖ Xử lý bậc 3 được áp dụng để xử lý triệt để hàm lượng COD Các quá trình được áp dụng bao gồm:

1.quá trình keo tụ/tạo bông, lắng và khử trùng (bể tiếp xúc);

2 quá trình keo tụ, tuyển nổi và khử trùng;

3.có thể áp dụng oxi hóa để xử lý độ màu.

Hình dưới đây đề xuất một số công nghệ xử lý nước thải (theo mức độ xả thải) được khuyến khích áp dụng đối với ngành sản xuất giấy và bột giấy.

39

gss

1/19/2023

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 phù hợp

STT Thông số Đầu vào

NT1

Đầu vào NT2

Nồng độ đầu ra (QCVN 12/2008/ BTNMT,cột B)

STT Thông số Đầu vào

NT2

Nồng độ đầu ra (QCVN 12/2008/ BTNMT,cột B)

Công nghệ lựa chọn

Bể thu gom

Hệ thống đốt rắn đặc

Bể thu gom

Lắng I Tuyển nổi

bùn tuần hoàn

thu nhiệt

Dòng thải II

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

vụ giữ lại các tạp chất thô có trong nước thải

Bể thu gom có nhiệm vụ tập trung nước thải đảm bảo lưu lượng

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 tuyển nổi để thu hồi bột

 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 lắng 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, nước chuyển qua bể khử trùng rồi vào môi trường tiếp nhận

Tính toán hệ thống

Dòng NT1

Lưu lượng trung bình

1.Song chắn rác

Góc nghiêng song chắn 60 o

Kích thước mương rộng x sâu ( B x H) 0,1m x 0,6m

Kích thước thanh rộng x dày (b x d) 5mm*25mm

chọn

1 2 − 2

B v

max

H= h +hbv 3.5m

Kích thước bể

L * B * H 5m*4m*3.5m

= 70m3

h

Qmax

3.Hệ thống đốt

❖ Thành phần hóa học của dịch đen nấu sunfat

Các chất tan trong etylic trong đó 6.44

Các axits mạnh, andehit và xeton

phenol

5.81

Các chất tan trong etylic trong đó 6.44

Các axits mạnh, andehit và xeton

Các chất trung tính tan trong cồn

etylic tuyệt đối

❖ Chưng bốc dịch đen Dịch đen như trên

không thể đốt ngay vì vậy cần phải cô đặc lại Sau khi cô đặc,

nồng độ dịch đen phải đạt từ 60 % trở lên lúc này mới có thể đốt.

Trong 1 ngày nhà máy tạo ra : 3400/330=10,3 tấn

→Để sản xuất 1 tấn bột giấy cần 1,4 tấn nguyên liệu

▪ Nguyên liệu đầu vào trong 1 ngày: 10,3* 1,4= 14,42 tấn

Lượng dịch đen tạo

ra trong quá trình

nấu

Lượng hơi nước

bốc lên sau chưng

▪ Ta có trong giai đoạn nấu có COD là 3000mg/l.

▪ Lượng chất hữu cơ khó phân hủy sinh học trong 500m3/ngày là:

500*3000= 1500 kg(1,5 tấn)

▪ Hiệu quả xử lí COD là: 1,41/1,5= 94%

❖ Đốt dịch

•Dịch đen sau khi cô đặc được đưa vào bể trộn 3, cùng với tro lắng ở hệ thống lắng tro 4 và lọc tĩnh điện 6, Na2SO4 Được bổ xung vào bể 3 để trộn sau đó dịch đen được đưa sang hệ thống gia nhiệt 12 làm tăng hiệu quả đốt

•Dịch đen được phun thành tia nhỏ vào lò, được đốt cháy cùng dầu, các chất vô cơ nóng chảy (dịch đỏ) liên tục chảy qua

máng thoát vào bể hòa tan 2

• Lượng nhiệt do các chất hữu cơ trong dịch đen cháy tạo ra

làm bay hơi nước trong đường ống feston, sinh ra hơi trong bao hơi 11, sau đó hơi nước được đưa sang hệ thống quá nhiệt hơi nước

•Hơi tạo ra có áp suất 8.4Mpa, nhiệt độ 480oC được đưa sang nhà máy điện, một phần đưa đi sản xuất

Dòng NT2

Lưu lượng trung bình

1.Song chắn rác

Góc nghiêng song chắn 60 o

Kích thước mương rộng x sâu ( B x H) 0,1m x 0,6m

Kích thước thanh rộng x dày (b x d) 5mm*25mm

chọn

1 2 − 2

B v

max

H= h +hbv 2.5m

Kích thước bể

L * B * H 3m*3m*2.5m

= 22,5m3

h

Qmax

▪ Lượng không khí cần thiết:

Lkhí = Qhtb x a = 41,6 x 3,74 = 115,58m3/h

(a : lưu lượng không khí cấp

cho bể điều hòa, a = 3,47 m3

khí /m3 nước thải

Nguồn-w.wesley eckenfelder industrial water pollution control 1989

 Chọn hệ thống ống cấp gồm 5 ống nhánh dài bể

 Khoảng cách giữa các ống

nhánh là 2m, 2 ống đặt sát

tường cách tường 0,5m.

Bể điều hòa

Giá trị đầu vào

Giá trị đầu ra

(15-20)%D (55-60)%H

•Tải trọng bề mặt của bể lắng là 1200gal/ft 2 ngày tương đương với 48,85m 3 /m 2 ngày

•Chiều sâu của bể là 3m

•Sử dụng 1 đơn nguyên có thể xử lý được 1000m 3 /ngày

•Diện tích bề mặt của đơn nguyên là:

•A = Q/v = 1000/48,85 = 20,47m 2

•Xác định chiều dài (l) và chiều rộng W với tỉ lệ 1: 2

 2W * W = 20,47 => W = 3,19 m vậy lựa chọn hệ thống lắng kích thước dài x rộng = 7m x 3m

 Thể tích của bể là: V= 3*7*3= 63m 3

 Thời gian lưu nước

•t = V/Q x 24h= (63/1000 )* 24= 1,512h

6.Bể tuyển nổi

Thông sốĐơn vịGiá trị đầu vàoGiá trị đầu ra

BOD5 mg/l 1330 465.5 COD mg/l 2960 888

TSS mg/l 455 68

▪ Kết quả thực nghiệm cho mô hình tuyển nổi không tuần hoàn cho thấy:

▪ ở tỉ số khí/ rắn A/S = 0.03 mg khí/ mg chất rắn đạt hiệu quả tối ưu

Thiết kế bể có 2 nguyên đơn.

Chất dinh dưỡng N, P bổ sung cho vsv phát triển theo tỉ lệ COD : N : P = 350:5:1

Thể tích khí sinh ra với 0,5m3 /1kg COD

Khối lượng bùn bị loại bỏ Mbùn = 0,1kg/kgCOD bị loại

bỏ

tính

Thể tích phần xử lý yếm khí Vt=G/L=30.192m3

Thời gian lưu nước trong bể: T = (Vb/Q) 24= 2.23h

Lượng bùn nuôi cấy ban đầu Mb = (Css x V)/TS = 31.08 tấnTổng thể tích khí sinh ra trong 1

Lượng bùn thải ra của 2 đơn

nguyên

Qt =1,1469 m3/ngày

Thông số Đơn vị Giá trị

Tỷ số giữa lượng chất rắn lơ lửng

bay hơi (MLVSS) với lượng chất

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

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

) ( 0

c d

k X

S S

QY





 +

−

Tính

750

4 , 124

=

=

t

t t

=

=

h V F

9 Bể lắng II

Tải trọng bề mặt LA 12 m3/m2.ngàyTải trọng chất rắn Ls 5kg/m2.h

Chiều cao lớp bùn lắng hb 1.5m

Chiều cao ống trung tâm 60% H=2.4mChiều cao tổng cộng bể lắng h+hb +hbv=5.8mChọn