Do an xu ly nuoc thai nha may giay

Giấy là một trong những mặt hàng tiêu dùng thiết yếu phục vụ nhu cầu khác nhau trong đời sống của con người và phục vụ sự phát triển kinh tế xã hội của mỗi quốc gia. Trong đời sống sinh hoạt hàng ngày của con người và phục vụ sự phát triển kinh tế xã hội cho nhiều mục đích khác nhau như giấy viết, giấy vệ sinh, giấy in sách báo, tranh ảnh,…Trong sản xuất công nghiệp giấy được dung cho nhiều mục đích như: giấy bao gói sản phẩm, giấy làm hộp đựng sản phẩm,….Cùng với sự phát triển kinh tế xã hội, nhu cầu cuộc sống của con người được cải thiện và ngày càng nâng cao kéo theo gia tăng nhiều nhu cầu khác nhau, trong số đó nhu cầu về sử dụng giấy cũng gia tăng theo.

Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến Ban giám đốc và công nhân của Công ty giấy Bình Minh – Tiên Du – Bắc Ninh đã tạo điều kiện cho trong quá trình tiến hành hoàn thành bản

đồ án này

Do trình độ bản thân còn có hạn nên đồ án chắc chắn sẽ còn nhiều thiếu sót, em rất mong được sự góp ý của các thầy cô

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội ngày 24 tháng 5 năm 2010

Đào Văn Tiền

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU

CHƯƠNG I:

TỔNG QUAN VỀ NGÀNH GIẤY Ở VIỆT NAM………08

1.1 Sơ lược sự ra đời của ngành công nghiệp giấy Việt Nam……… 08

1.2 Ngành giấy Việt Nam qua các thời kỳ……… 08

1.3 Quy mô sản xuất giấy ở Việt Nam………10

1.4 Giới thiệu một số sơ đồ sản xuất các loại giấy ………11

CHƯƠNG II : HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT GIẤY TẠI CÔNG TY GIẤY BÌNH MINH VÀ HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG CỦA CỤM CÔNG NGHIỆP GIẤY PHÚ LÂM – TIÊN DU – BẮC NINH……… 15

2.1 Hiện trạng sản xuất giấy tại Công ty giấy Bình Minh……… 15

2.1.1 Tình hình sản xuất chung………15

2.1.2 Công nghệ sản xuất ……… 17

2.2 Hiện trạng môi trường của cụm công nghiệp giấy Phú Lâm – Tiên Du – Bắc Ninh……… 24

2.2.1 Sơ lược về cụm công nghiệp giấy Phú Lâm – Tiên Du – Bắc Ninh………24

2.2.2 Hiện trạng môi trường của cụm công nghiệp giấy Phú Lâm – Tiên Du – Bắc Ninh……… 28

CHƯƠNG III CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI……… 29

3.1 Các phương pháp sinh học……… 29

3.1.1 Các phương pháp hiếu khí……….31

3.1.2 Các phương pháp thiếu khí ( anoxic )……….32

3.2 Các phương pháp cơ học……… 33

3.2.1 Lọc qua song chắn rác……… 34

3.2.2 Lắng tụ……… 34

3.2.3 Lọc……… 35

3.3 Các phương pháp hóa lý………36

3.3.1 Đông tụ và keo tụ………36

3.3.2 Tuyển nổi……… 38

3.4 Cơ sở lựa chọn công nghệ xử lý nước thải của công ty giấy Bình Minh………… 42

3.4.1 Đặc tính của nước thải ……….42

3.4.2 Lựa chọn phương pháp xử lý………44

CHƯƠNG IV MÔ HÌNH TOÁN ÁP DỤNG CHO QUÁ TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI………46

4.1.1 Thiết lập các mô tả thống kê ……… 46

4.1 Xác định các yếu tố ảnh hưởng ……… 46

4.1.2 Xác định cấu trúc hệ thực hiện quá trình hoá lý……….46

4.1.3 Xác định các hàm toán mô tả hệ ……….46

4.1.4 Xác định các tham số của mô tả thống kê………47

4.1.5 Kiểm tra sự tương hợp của mô tả ……… 48

4.2 Các phương pháp kế hoạch hoá thực nghiệm cực trị chủ yếu ………49

4.2.1 Kế hoạch bậc một hai mức tối ưu ………49

4.2.2 Kế hoạch bậc hai ……… 50

4.3 Xác định các giá trị tối ưu của hàm mục tiêu……… 51

4.3.1 Xác định toạ độ điểm cực trị ys(xjs) ……… 51

4.3.2 Chuyển phương trình về dạng chính tắc……… 51

4.3.3Kiểm chứng bằng thực nghiệm……… 52

4.4 Thực nghiệm xử lý nức thải theo phương pháp tuyển nổi………52

4.4.1 Các thông số thực nghiệm ban đầu……… 52

4.4.2 Sơ đồ tiến hành thí nghiệm………53

CHƯƠNG V MÔ HÌNH VẬT LÝ NHẰM TÍNH TOÁN CHUYỂN QUY MÔ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO CỤM CÔNG NGHIỆP GIẤY PHÚ LÂM – TIÊN DU – BẮC NINH……… 60

5.1 Số yếu tố ảnh hưởng……… 60

5.1.1 Bậc tự do điều khiển……… 61

5.1.2 Bậc tự do nội tại……… 62

5.5.1.3 Bậc tự do hình học………63

5.2 Thiết lập mô hình cho quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp tuyển nổi……… 63

5.2.1 Xác định các chuẩn số đơn giản……….64

5.2.2 Thống kê các đại lượng còn lại và lập ma trận thứ nguyên……….64

5.2.3 Xây dựng và giải phương trình thứ nguyên……… 65

5.2.4 Thống kê các chuẩn số và lập mô hình vật lý……… 68

5.2.4.1 Các chuẩn số mô tả hệ gồm………68

5.2.5 Xác định các tham số của mô hình vật lý……… 69

CHƯƠNG VI KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN……… 73

CHƯƠNG VII ĐỀ XUẤT THIẾT KẾ THIẾT BỊ TUYỂN NỔI TRONG DÂY CHUYỀN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO CÔNG TY GIẤY BÌNH MINH……… 74

7.1 Thiết kế bể tuyển nổi……… 74

7.2 Tính toán bể hòa trộn chất trợ tuyển ……… 76

7.3 Thiết kế bể chứa dung dịch bột nổi……… 77

7.4 Tính lượng không khí cấp cho bể tuyển nổi……….78

TÀI LIỆU THAM KHẢO

MỞ ĐẦU

Giấy là một trong những mặt hàng tiêu dùng thiết yếu phục vụ nhu cầu khác nhau trong đời sống của con người và phục vụ sự phát triển kinh tế xã hội của mỗi quốc gia Trong đời sống sinh hoạt hàng ngày của con người và phục vụ sự phát triển kinh tế xã hội cho nhiều mục đích khác nhau như giấy viết, giấy vệ sinh, giấy in sách báo, tranh ảnh,…Trong sản xuất công nghiệp giấy được dung cho nhiều mục đích như: giấy bao gói sản phẩm, giấy làm hộp đựng sản phẩm,….Cùng với sự phát triển kinh tế xã hội, nhu cầu cuộc sống của con người được cải thiện và ngày càng nâng cao kéo theo gia tăng nhiều nhu cầu khác nhau, trong số đó nhu cầu về sử dụng giấy cũng gia tăng theo Ở Việt Nam, mức tiêu dùng bình quân năm 1989 chỉ ở mức 1 kg/người/năm, năm 2000 tăng lên mức 6,5 kg/người/năm, năm 2005 là 9,4 kg/người/năm và năm 2009 là 10,5 kg/người/năm Dự báo đến năm 2020 đạt mức 33,6 kg/người/năm.Tuy nhiên với mức tiêu dùng giấy như trên thì người Việt Nam vẫn thuộc loại thấp so với các nước trong khu vực và trên thế giới

Nghành công nghiệp giấy là nghành có đặc trưng sử dụng một khối lượng lớn nguyên liệu thô, năng lượng, nước và các hóa chất khác trong quá trình sản xuất Đồng thời cũng là ngành có vốn đầu tư lớn mới có hiệu quả vì thời gian hoàn vốn lâu dài Để sản xuất 1 tấn giấy thành phẩm trung bình cần 1,3 – 5 tấn nguyên liệu khô tuyệt đối, 3 – 5 tấn than, 200 –

500 m3 nước, 100 – 300 kw điện, ngoài ra còn sử dụng các loại hóa chất như phèn, nhựa thong, vôi, chất tẩy rửa,…Do vậy ngành giấy cũng 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

Ngành công nghiệp giấy của nước ta xuất hiện từ rất lâu, khoảng thế kỷ thứ III, sau Công nguyên.Tuy nhiên, so với ngành công nghiệp giấy trong khu vực và trên thế giới, thì ngành công nghiệp giấy Việt Nam thuộc loại thấp kém cả về kỹ thuật, sản lượng và tính cạnh tranh Có rất nhiều nguyên như: trình độ lạc hậu, đầu tư không có chiều sâu, không được quan tâm đúng mức,…Trong các nguồn thải ra môi trường thì nguồn nước thải mà ngành công nghiệp giấy thải ra có hàm lượng chất gây ô nhiễm cao, nếu không qua xử lý sẽ gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng Do đó nhiều dây chuyền sản xuất đã phải ngừng hoạt động, gây thiệt hại lớn cho sự phát triển của ngành công nghiệp giấy nói riêng và sự phát triển kinh tế xã hội của nước ta nói chung

Xuất phát từ các vấn đề thực tiễn trên của ngành công nghiệp giấy nước ta nói chung, của Cụm công nghiệp giấy Phú Lâm – Tiên Du – Bắc Ninh nói riêng và cụ thể của Công ty giấy Bình Minh,em xin chọn đề tài nghiên cứu là:

“NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ TUYỂN NỔI ÁP DỤNG CHO DÂY CHUYỀN XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẠI CÔNG TY GIẤY BÌNH MINH – PHÚ LÂM – TIÊN DU – BẮC NINH”

Mục tiêu của đề tài:

- Đánh giá hiện trạng môi trường của cụm công nghiệp Phú Lâm –Tiên Du –Bắc Ninh

- Nghiên cứu và lựa chọn hệ thống xử lý nước thải giấy tái chế cho Công ty giấy Bình – Phú Lâm – Tiên Du – Bắc Ninh

- Tính toán và thiết kế thiết bị tuyển nổi trong hệ thống được lựa chọn

Với những mục tiêu đó, nội dung của đề tài này gồm 7 chương như sau:

Chương I: Tổng quan về ngành giấy ở Việt Nam

Chương II: Hiện trạng sản xuất giấy tại công ty giấy Bình Minh và hiện trạng

môi trường của cụm công nghiệp Phú Lâm – Tiên Du – Bắc Ninh

Chương III: Các phương pháp xử lý nước thải

Chương IV: Xây dựng mô hình toán áp dụng cho quá trình tuyển nổi xử lý

nước thải giấy tái chế tại Công ty giấy Bình Minh-Tiên Du – Bắc Ninh

Chương V: Xây dựng mô hình vật lý nhằm tính toán chuyển quy mô xử lý

nước thải giấy tái chế cho cụm công nghiệp Phú Lâm – Tiên Du – Bắc Ninh Chương VI: Kết quả và thảo luận

Chương VII: Đề xuất thiết kế thiết bị tuyển nổi trong dây chuyền xử lý nước

thải cho Công ty giấy Bình Minh

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ NGÀNH GIẤY Ở VIỆT NAM

1.1 Sơ lược sự ra đời của ngành công nghiệp giấy Việt Nam

Giấy là một trong những phát minh lâu đời và có giá trị của nền văn minh nhân loại Lịch sử phát triển nghề giấy của thế giới đã ghi nhận,vào năm 105 sau Công nguyên ở Trung Quốc, Thái Luân là người đầu tiên hoàn thiện công nghệ xeo giấy bằng phương pháp thủ công Không lâu sau đó, nghề lầm giấy bằng phương pháp tương tự như người Trung Hoa cũng đã xuất hiện tại vùng Giao chỉ (đất của Việt Nam bây giờ) lúc đó là một bộ của Đông Hán Theo các công trình nghiên cứu của nhiều học giả trong và ngoài nước thì từ thế kỉ thứ III sau Công nguyên, người việt ở Giao Châu đã biết dùng vỏ cây mật hương làm thành thứ giấy bản rất tốt gọi là giấy mật hương Đến thế kỉ thứ IV, dân ta đã biết chế nhiều loại giấy Giấy bằng vỏ dó, bằng rêu biển, đặc biệt là loại bằng trầm hương chế bằng vỏ và lá cây trầm, rất thơm và bền, màu trắng, có vân như vẩy cá, bỏ xuống nước không nát

Trong quá trình hình thành và phát triển của nghề làm giấy đã nổi lên một số vùng, làng giấy được cả nước biết đến Như làng giấy ở ngoại vi phía Tây thành Thăng Long, Yên Hòa – Kẻ Bưởi, vùng giấy phía Bắc gồm các làng Xuân Ổ (Tiên Sơn) và Dương Ổ(Yên Phong), làng Ném Tiền, làng Đào Thôn, làng Châu Khê đều thuộc tỉnh Bắc Ninh Và còn rất nhiều làng nghề giấy khác phân bố đều theo địa hình của đất nước từ Bắc đến Nam

Phương pháp sản xuất giấy của các thời kì này là phương pháp thủ công Bột giấy được làm

từ việc ngâm vỏ cây hoặc than cây ( có thớ sợi rõ rang như cây đay, d tre nứa, …) với vôi hoặc với bồ tạt, sau đó ủ rửa, giã đạp hoặc nghiền Giấy được xeo từ các bột loãng hoặc liềm xeo bằng trúc (sau này bằng lưới đồng) ép thoát nước hoặc phơi, sấy khô thành từng tờ, theo kích thước to nhỏ tùy thuộc vào liềm xeo

1.2 Ngành giấy Việt Nam qua các thời kỳ

Thời Pháp thuộc, tháng 7 – 1913 ở Việt Nam bắt đầu có nhà máy xeo giấy đầu tiên

do Pháp xây dựng lấy tên Nhà máy giấy Đáp Cầu, Ngày 20/8/1945 nhân dân Bắc Ninh khởi nghĩa, công nhân nhà máy giấy Đáp Cầu nổi dậy giành được quyền sở hữu nhà máy

Thời kì những năm 1945 – 1954 nước ta có một sô cơ sở làm giấy kết hợp bàn thủ công và cơ giới, làm giấy dùng cho kháng chiến trong những điều kiện hết sức khó khăn thường xuyên bị thực dân Pháp ném bom tàn phá.Khi đó có hàng loạt nhà máy giấy ra đời như: Nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ (Thái Nguyên); Nhà máy giấy Lửa Việt (Phú Thọ); Nhà máy giấy Lam Sơn (Thanh Hóa)

Ngành giấy Việt Nam thực sự phát triển từ những năm của thập niên 60 và 70 Năm

1959 với sự viện trợ của Trung Quốc, nước ta khởi công xây dựng nhà máy giấy Việt Trì với công suất 18.000 tấn/năm bằng thiết bị đồng bộ hoàn chỉnh, sản xuất giấy in, viết, vẽ ùng với đó Nhà máy giấy Vạn Điểm, Nhà máy giấy Hoang Văn Thụ, …trang bị cơ giới ở mức trung bình Năm 1967, nước ta xây dựng một loạt nhà máy giấy mới: Nhà máy giấy Hòa Bình ( 1000 tấn/năm); Nhà máy giấy Mục Sơn – Thanh Hóa ( 1000 tấn/năm); Xí nghiệp giấy Hải phòng (600 tấn/năm),…tạo ra mạng lưới sản xuất giấy ở phắp các địa phương trong miền Bắc

Thời kì 1975 – 1985, Sau khi đất nước thống nhất Thời kì này ngành giấy trong cả nước khó khăn nhất, không có bước phát triển đáng kể nào Do nguyên nhân chủ yếu là công nghệ đã bị lạc hậu, cũ kĩ không còn đạt được hiệu quả cao

Năm 1982, ra đời nhà máy giấy Bãi Bằng với quy mô và công suất lớn, cùng với công nghệ hiện đại nhất cả nước, với công suất 55.000 tấn/năm Tuy nhiên phải đến năm

1992 mới chạy được 57% công suất thiết kế, năm 1992 mới đạt 70% công suât thiết kế nên cũng chưa tạo được nhiều chuyển biến đáng kể gì cho ngành giấy Việt Nam

Thời kì 1986 đến nay (thời kì đổi mới):

Giai đoạn 1986 – 1991 là thời kì đình trệ nhất của ngành giấy Việt Nam: Các địa phương sản xuất truyền thống đều bị tan rã, nhiều công ty giấy phải giải thể do cơ sở vật chất, kỹ thuật yếu kém và làm ăn thua lỗ,một phần cũng do sự cắt giảm viện trợ từ nhà nước

do đất nước thiếu lương thực, năng lượng, bị cắt giảm tài trợ bên ngoài,…

Trong những năm gần đây do sự chủ động tự phát triển ngành giấy cũng đang trong giai đoạn phục hồi năng lực sản xuất, cùng với sự đầu tư của nhà nước, đồng thời các làng nghề giấy truyền thống dần khôi phục Các công ty giấy lớn trong cả nước gồm có: Công ty giấy Bãi Bằng (tỉnh Phú Thọ), Công ty giấy Tân Mai, Giấy Việt Trì, Giấy Linh Xuân,…

1.3 Quy mô sản xuất giấy ở Việt Nam

Dây chuyền sản xuất giấy lớn nhất, trên 55.000 tấn/năm chỉ có: Công ty giấy Bãi Bằng và Công ty giấy Tân Mai

Dây chuyền sản xuất có công suất trên 25.000 tấn/năm – 35.000 tấn/năm chỉ có: Công ty giấy Việt Trì và Công ty giấy Đồng Nai

Dây chuyền sản xuất giấy có công suất trên 5.000 tấn/năm – 25.000 tấn/năm, có 12

cơ sở gồm: Công ty giấy Hải Phòng, Công ty giấy Lửa Việt, Công ty giấy Mục Sơn, Công ty giấy Lam Sơn, Công ty giấy Hoàng Văn Thụ, Công ty giấy Vạn Điểm, Công ty giấy bao bì Rạng Đông, Công ty giấy Bình An, Công ty giấy Xuân Đức, Công ty giấy Vĩnh Huê, Công

ty giấy An Bình, Công ty TNHH giấy Sài Gòn, Công ty TNHH bao bì Phú Thọ, Công ty New Toyo và Công ty VietPack

Công suất dưới 3.000 tấn/năm chiếm phần lớn trong đó chủ yếu là xí nghiệp, hợp tác

xã, tư nhân chỉ có năng lực từ 300 – 500 tấn/năm

1.4 Giới thiệu một số sơ đồ sản xuất các loại giấy

Qui trình sản xuất giấy dùng làm bao bì

Qui trình sản xuất giấy vàng mã

Qui trình sản xuất giấy quyển

Qui trình sản xuất giấy vệ sinh

Kết luận:

Nước thải giấy tái chế thành phần đơn giản, có chứa ligmin, chứa ít chất màu Do vậy đây cũng là một trong những cơ sở lựa chọn sơ đồ dây chuyền xử lý nước thải ( phần này

em sẽ trình bày ở phần sau)

CHƯƠNG II :

HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT GIẤY TẠI CÔNG TY GIẤY BÌNH MINH VÀ HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG CỦA CỤM CÔNG NGHIỆP GIẤY PHÚ LÂM – TIÊN DU – BẮC NINH

2.1 Hiện trạng sản xuất giấy tại Công ty giấy Bình Minh

Giấy thải lề : 3500 ÷ 4800 T/ năm

Bảng 2.2 Nhu cầu nguyên liệu của cơ sở

Bảng 2.3 Nhu cầu hóa chất của cơ sở

c/ Nhu cầu năng lượng :

Bảng 2.4 Nhu cầu về năng lƣợng của cơ sở 6 tháng gần đây

Điện năng (KW/h) 37.602 32.748 26.632 36.254 39.598 34.030 Than (Kg) 58.428 60.306 56.002 61.190 62.001 64.650

d/ Nhu cầu về nước:

Cơ sở bơm nước trực tiếp từ sông Ngũ Huyện Khuê, cách chừng 100 mét để cung cấp nước cho sản xuất Gồm có 2 máy bơm hút nước từ sông, mỗi bơm có công suất 4,5KWh Một ngày lượng nước sử dụng trung bình là 450 m3

Hiện nay có hơn 70 công nhân làm việc tại cơ sở với chế độ làm việc 3 ca liên tục

Bảng 2.5 Liệt kê các máy móc chính của cơ sở

Tên thiết bị số lượng Các thông số kỹ thuật

Máy nghiền thuỷ lực 02

Lợi ích kinh tế từ hoạt động sản xuất của cơ sở:

Các hoạt động tái chế giấy tại cơ sở sản xuất Bình Mình đã mang lại những lợi ích thiết thực sau:

- Giải quyết được vấn đề việc làm cho không chỉ người trong làng mà cho cả vùng lân cận

- Tăng thêm thu nhập, nâng cao mức sống của người dân, xây dựng cơ sở hạ tầng trong

xã

- Việc sản xuất với nguyên liệu là giấy thải làm giảm lượng rác cần xử lý, tiết kiệm hoá chất, năng lượng, hạn chế việc chặt phá rừng làm nguyên liệ sản xuất, hướng tới sự phát triển bền vững

- Ngoài ra, khi lượng giấy nhập khẩu được thay thế bằng nguồn giấy trong nước sẽ tiết kiệm được ngoại tệ nhập khẩu giấy

Bảng 2.6 Nguyên liệu để sản xuất 1 tấn giấy

Sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất

Bể chứa đã pha loãng

Bể chứa nước thải sau xeo

Đóng gói

Sàng thô

Bể chứa bột giấy

Nước Hơi nước

Nước thải

Thuyết minh dây chuyền công nghệ sản xuất:

Nguyên liệu như giấy loại được tập hợp từ các nơi như Hà Nội,Nam Định, Thanh Hoá, Từ Sơn,… và các vùng lân cận được đưa về cơ sở tập trung thành từng bãi Mỗi ngày nhà máy nhập từ 6- 8 tấn nguyên liệu

- Nguyên liệu tốt ( giấy lề ngoại)

- Nguyện liệu thường (giấy lề, bìa, carton nội…)

Nguyên liệu sau đó được cho vào máy nghiền thủy lực để tạo thành bột giấy Tại đây, nguyên liệu được nghiền nhỏ thành các sợi bột cung cấp vào máy nghiền bột giấy mặt trái Tuỳ theo chất lượng sản phẩm mà trong quá trình nghiền người ta cho thêm một số hoá chất như nhựa thông, phèn, phẩm Thời gian nghiền thường kéo dài từ 1,5- 2 giờ/mẻ tuỳ theo sản phẩm giấy.Lượng nước dùng trong quá trình nghiền được lầy từ lưong nước thải ra trong quá trình xeo

Sau khi nghiền xong, bột giấy được máy bơm hút vào vào hệ thống bể chứa Hệ thống bể chứa bột giấy này gồm 12 bể.Sau đó bột giấy được đưa vào hai máy nghiền đĩa ( máy xay) có công suất khác nhau.Máy nghiền loại lớn cung cấp bột giấy cho máy xeo lớn, còn máy nghiền nhỏ thì cung cấp cho máy xeo nhỏ Sau đó được bơm vào các bể chứa có thể tích 30 m3 Sau khi qua máy nghiền, sản phẩm bột giấy được hút vào bể chứa có cánh khuấy để làm tơi và dùng nước đẻ pha loãng đến nồng độ cần thiết

Lượng nước thải ra trong quá trình xeo: một phần được sử dụng trong quá trình nghiền, phần còn lại thải ra ngoài

a) Công đoạn nghiền bột giấy

Các loại giấy lề, vỏ hộp carton,… được đưa vào bể nghiền và máy nghiền thủy lực để tạo bột giấy bằng phương pháp nghiền cơ học Các sợi celluluza được cắt theo yêu cầu công nghệ và các chỉ tiêu kỹ thuật do cơ sở quy định Cơ sở hiện có hai bin nghiền để tạo bột giấy

mặt phải và hai máy nghiền thủy lực để tạo bột giấy mặt trái

Tại bể nghiền:Nước được cho vào khoảng 2/3 bể nghiền, sau đó cho bìa carton, giấy vụn hay tre, nứa vào bin nghiền Trong bể nghiền bột được phân chia thành những sợi nhỏ, mịn, có độ nhuyễn nhất định, được phân tơ chổi hoá do chịu tác dụng của các lực cơ giới khi bột đi qua khe hở giữa các hai dao như cắt, mài, ép, ma sát

Giấy nguyên liệu cho vào bể nghiền từ 2 – 3 tạ/ mẻ Một ngày cơ sở chạy được từ 9 –

10 mẻ Trong quá trình nghiền, người ta dùng keo nhựa thông ( chứa axit C19H29COOH ) để

làm tăng độ liên kết, kết dính của các xơ sợi celluloza với nhau Khi pha chế keo nhựa thông, xảy ra phản ứng: C19H29COOH + NaOH → C19H29COONa + H2O

Sau đó để kết tủa keo nhựa thông lên xơ sợi celluloza người ta sử dụng phèn nhôm

Al2(SO4)3 nH2O Khi phản ứng xảy ra thì ( C19H29COO)3Al tạo thành sẽ kết tủa và bám lên

sơ sợi, dính sít nhau tạo cho giấy sau này có độ bền và có tính chất cần thiết khác như không thấm nước và không bị nhoè mực Phản ứng có dạng như sau:

6C18H29COONa + Al2(SO4)3 → 2 (C19H29COO)3Al ↓ + 3 Na2SO4

Nếu bột giấy sau đó được sử dụng để sản xuất giấy vàng 1 hoặc vàng 2 thì tiếp tục cho thêm phẩm màu vào với định lượng theo yêu cầu công nghệ

Tại máy nghiền thuỷ lực:Nguyên vật liệu được cho đầy vào máy nghiền thuỷ lực, cấp nước, sau đó vận hành máy Trong quá trình hoạt động, giấy được nghiền nhỏ nhờ cánh quạt nghiền, vật liệu được nghiền đi nghiền lại cho đến khi đạt tiêu chuẩn lọt qua lỗ đĩa sàng đi ra

bể chứa nhờ bơm hút Còn vật liệu to tiếp tục bị cánh quạt nghiền nhỏ Trong quá trình nghiền người ta cho khoảng 3 – 4 kg/1 tấn giấy, phèn để tạo độ cứng cho sản phẩm

b) Công đoạn nghiền đĩa:

Bột giấy sau khi đã được nghiền ở bể nghiền được bơm hút đi qua 02 máy nghiền xay, tại đó bột giấy được tiếp tục nghiền nhỏ sao cho đạt yêu cầu chất lượng của sản phẩm Sản phẩm sau khi đã nghiền xay đạt tiêu chuẩn được bơm lên bể chứa có các cánh khuấy để

đánh tơi

c)Công đoạn xeo giấy

Bột giấy sau khi nghiền đạt tiêu chuẩn được bơm vào bể pha loãng bột Tiếp đó, bột được bơm qua hòm điều tiết rồi qua dàn lắng để tách các cặn bẩn còn lại trong bột và được đưa tới lô ướt của máy xeo Tại đây giấy được tạo hình trên lưới nhờ có sự chênh lệch áp suất bên trong và bên ngoài lô lưới Bột giấy đi qua lô lưới mặt ( lưới 1) để tạo giấy mặt phải cho sản phẩm, sau đó bột đi qua hai lô ép lưới mặt trái để tạo giấy mặt trái để tạo giấy mặt trái cho sản phẩm nhờ băng chuyển vải ( nỉ) Tiếp đó được chuyển qua hòm hút chân không nhờ các máy hút chân không và ép lỏng có tác dụng hút nước từ tấm giấy ướt trên băng tải

và cuối cùng được đi qua ép ngược và ép trung gian để ép lên lô sấy một và hai tạo sản phẩm cuối cùng

Lô sấy một có tác dụng làm khô giấy Ở lô sấy một lượng hơi nước cấp vào luông đạt

từ 2 ÷ 2,5 kg/ cm2

và có nhiệt độ khoảng 1250C, lượng hơi nước vào lô hai từ 1 ÷ 1,5 kg/cm2

với nhiệt độ 80 ÷ 90oC Ra khỏi lô sấy giấy đạt độ khô từ 85 ÷ 90% Ngoài ra cấu tạo máy xeo còn có bể áp nằm hai bên hòm phun có tác dụng cân bằng lượng bột hai bên làm cho sản phẩm giấy được đồng đều không bị chỗ đầy chỗ mỏng

d)Công đoạn tạo sản phẩm

Giấy sau khi ra khỏi lô được đưa tới máy cắt và máy cuộn

Tuỳ theo quy cách và yêu cầu của khách hàng mà có độ rộng khác nhau Nhưng thường độ rộng là 60 cm – 1,3 m

Sau khi đã được cắt vàcuộn thành thành phẩm giấy được đem cân và đưa vào kho

thành phẩm

Bảng 2.6 Tính cân bằng vật liệu trung bình cho một ngày sản xuất cho dây chuyền sản xuất của công ty giấy Bình Minh

Xeo

Sấy

Sản phẩm 1000kg

Giấy loại

Bể chứa bột giấy thừa

Bể chứa nước thải sau xeo

Đóng gói

Sàng thô 32376,7 kg

Bể chứa bột giấy

32366,7 kg

Nước Hơi nước

- Trung bình một ngày cơ sở thải bỏ ra ngoài môi trường khoảng 160 m3 đến 180 m3 nước thải Lượng bột giấy thất thoát ra nước thải từ 620 kg/ngày đến 695 kg/ngày chiếm 0,46% đến 0,52% lượng giấy nguyên liệu đã sử dụng Lượng bột giây thát thoát ra nước thải như vậy là tương đối lớn do đó làm giảm lượng giấy sản xuất được cũng như làm giảm hiệu quả của dây chuyền sản xuất của công ty

- Lượng chất thải rắn thải ra ngoài vào khoảng 10 kg/tấn sản phẩm và 120 kg/ngày sản xuất

- Nước thải là loại chất thải chính cần quan tâm Đặc biệt trong thành phần nước thải có chứa một lượng khá lớn bột, sỏ sợi thất thoát ra ngoài theo nước thải

- Kết quả tính cân bằng vật liệu cũng cho thấy, công đoạn xeo là công đoạn tạo ra dòng nước thải chính trong quá trình vận hành sản xuất Cụ thể công đoạn xeo đã thải ra … /h

Do vậy việc sử dụng tuần hoàn nước thải, đặc biệt nước thải từ công đoạn xeo, bằng cách thu hồi nước thải và bơm tuần hoàn trở lại các công đoạn sản xuất sử dụng nhiều nước nhằm giảm bớt lượng nước cấp là hết sức quan trọng

Tuy nguồn nước thải này chứa các thành phần ít gây độc hại đối với môi trường hơn

so với dịch đen, nhưng lượng xơ sợi tổn thất cũng gây tác hại bởi vì chúng có xu hướng lắng xuống đáy nguồn tiếp nhận tạo thành đống xơ sợi và quá trình lên men yếm khí có thể xảy

ra Các nghiên cứu cũng đã kết luận rằng ở nồng độ chất thải rắn lơ lửng 25mg/l bắt đầu xuất hiện các triệu chứng căng thẳng đối với cá, như ảnh hưởng tới sự hô hấp, tốc độ tăng trưởng, thành phần máu, khả năng tìm thức ăn, tránh né kẻ thù… của chúng

2.2 Hiện trạng môi trường của cụm công nghiệp giấy Phú Lâm – Tiên Du – Bắc Ninh

2.2.1 Sơ lược về cụm công nghiệp giấy Phú Lâm – Tiên Du – Bắc Ninh

Hai làng nghề tái chế giấy Dương Ổ và Phú Lâm thuộc tỉnh Bắc Ninh hiện đã có tới

350 cơ sở sản xuất giấy tái chế với tổng công suất lên tới 30000 tấn/ năm.Trong đó xã Phú Lâm tuy chỉ có 13 hộ sản xuất nhưng công suất chiếm khoảng 10000tấn/ năm

Với nhiều loại hình sản phẩm phong phú, đa dạng, với hình thức tổ chức sản xuất linh hoạt, các cơ sở tái chế giấy kiểu này đã tạo ra một lượng lớn hàng hoá, giải quyết công ăn việc làm và mang lại thu nhập cho bà con, góp phần phát triển kinh tế xã hội của khu vực.Thị trường giấy hiện tại và trong tương lai, bên cạnh nhóm các sản phẩm không đòi hỏi chất lượng cao lắm nhưng giá thành phải rẻ và ổn định về chất lượng Để đáp ứng mảng thị

trường này chưa hẳn các nhà máy lớn với các thiết bị hiện đại công suất lớn đã phù hợp Như vậy, các cơ sở sản xuất giấy quy mô vừa và nhỏ như hiện nay ở các làng nghề vẫn có nhiều cơ hội để tồn tại và phát triển

Tuy nhiên, hiện tại các cơ sở sản xuất loại này, với thiết bị cũ kỹ, lạc hậu, trình độ công nghệ còn thấp, lao động giản đơn, chưa được đào tạo đầy đủ cơ bản, chủ yếu dựa vào kinh nghiệm nên hiệu quả sản xuất thường không cao, tiêu tốn nhiều năng lượng và nguyên liệu Tất cả, các mặt hạn chế này một mặt khiến giá thành sản phẩm tăng lên mặt khác tác động tiêu cực tới chất lượng môi trường và sức khỏe con người huyệnYên Phong, phía Tây giáp xã Tam Sơn, phía Nam giáp xã Tương Giang, xã Nội Duệ, phía Đông giáp xã Vân, Phú Lâm có tổng diện tích tự nhiên 1.163,35 ha nằm gọn trong vùng đồng bằng châu thổ song Hồng

Sông Ngũ Huyện Khuê chạy suốt ranh giới xã Phú Lâm từ phía Tây sang phía Bắc, phía Đông dài khoảng 7 ÷ 8 km Đây là nguồn cung cấp nước tưới tiêu chủ yếu và cũng là đường tiêu nước chính cho xã.Ngoài ra, còn có 60 ha diện tích mặt nước trong địa bàn xã cũng là nguồn nước tưới tiêu dồi dào cho đồng ruộng

2.2.2 Hiện trạng môi trường của cụm công nghiệp giấy Phú Lâm – Tiên Du – Bắc Ninh

Nước thải do hoạt động sản xuất của cụm công nghiệp giấy Phú Lâm – Tiên Du – Bắc Ninh hiện nay vẫn còn đang bị bỏ ngỏ Nước thải từ các cơ sở từ năm 2009 trở về trước một số cơ sở thải ra hồ chứa, các cơ sở còn lại phần thải ra Sông Ngũ Huyện Khuê gây cho nước sông có mùi hôi khó chịu và có màu đen.Như đã nêu ở trên nguồn nước này được

dùng trong sản xuất nông nghiệp và sản xuất giấy của cả cụm công nghiệp Từ năm 2010 được sự chú trọng của chính quyền địa phương đã xây dựng đường ống dẫn nước thải của tất cả các công ty về hồ chứa tập trung, tuy nhiên với lưu lượng thải lớn cung cới nhiều cơ

sở sản xuất thì hồ chứa này đã bị quá tải và nước thải đã tràn lên mặt đường ảnh hưởng rất lớn đến sinh hoạt của người dân trong vùng, cũng như ảnh hưởng tới giao thông

Nước thải chưa được xử lý không những gây ra môi trường không khí có mùi hôi khó chịu mà còn ảnh hưởng đến cả nguồn nước ngầm của vùng, gây ảnh hưởng rất đến dân sinh, giáo dục, sản xuất nông nghiệp

Phương pháp này thường được sử dụng để làm sạch các loại có chứa các chất hữu cơ hòa tan hoặc các chất phân tán nhỏ, keo Do vậy, chúng thường được dùng sau khi loại các tạp chất phân tán thô ra khỏi nước thải

Đối với các chất hữu cơ có trong nước thải thì phương pháp này dùng để khử các hợp chất sunfit, muối amoni nitrat - tức là các chất chưa bị oxy hóa hoàn toàn Sản phẩm cuối cùng của quá trình phân hủy sinh hóa các chất bẩn sẽ là CO

2, H

2O, N

2, SO4

,…Các nghiên cứu cho thấy vi sinh vật có thể phân hủy tất cả các chất hữu cơ có trong thiên nhiên và rất nhiều chất hữu cơ tổng hợp nhân tạo

2-Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học gồm các phương pháp sau:

Ưu điểm:

- Có thể xử lý nước thải có phổ nhiễm bẩn các chất hữu cơ tương đối rộng

- Hệ thống có thể tự điều chỉnh theo phổ các chất nhiễm bẩn và nồng độ của chúng

- Thiết kế và trang thiết bị đơn giản

Nhược điểm:

- Nhạy cảm với những chất độc và sự thay đổi bất thường về tải trọng của công trình

- Xử lý nước thải chưa triệt để

- Những hiểu biết về vi sinh vật kỵ khí còn hạn chế

- Thiếu kinh nghiệm vận hành công trình

- Đầu tư cơ bản cho việc xây dựng khá tốn kém

- Phải có chế độ công nghệ làm sạch đồng bộ và hoàn chỉnh

- Các chất hữu cơ khó phân hủy cũng như các chất vô cơ có độc tính ảnh hưởng đến thời gian và hiệu quả làm sạch Các chất có độc tính tác động đến quần thể sinh vật nói chung và trong bùn hoạt tính làm giảm hiệu suất xử lý của quá trình

- Có thể phải làm loãng nước thải có nồng độ chất bẩn cao, như vậy sẽ làm tăng lượng nước thải và cần diện tích mặt bằng rộng

Tuy vậy, các phương pháp sinh học vẫn được dùng phổ biến rộng rãi và tỏ ra rất thích hợp cho quá trình làm sạch nước thải chứa các chất hữu cơ dễ phân hủy

3.1.1 Các phương pháp hiếu khí:

a Nguyên tắc:

Phương pháp hiếu khí dùng để loại các chất hữu cơ dễ bị vi sinh phân hủy ra khỏi nguồn nước Các chất này được các loại vi sinh hiếu khí oxy hóa bằng oxy hòa tan trong nước

- + 4 H

+ + 2 H

-

Tổng cộng: NH

4

+ + 2 O

2

Vi sinh NO3

- + 2 H

+ + H

Một dạng cải tiến của phương pháp bùn hoạt tính là phương pháp “thông khí tăng cường” gần đây được sử dụng tại nhiều nước phát triển dưới tên gọi là “mương oxy hóa” Trong hệ thống này có thể bỏ qua các giai đọan lắng bước một và tiêu hủy bùn Tuy nhiên quá trình này lại cần biện pháp thông khí kéo dài với cường độ cao hơn

-Ao ổn định chất thải kỵ khí: là loại ao sâu không cần oxy hòa tan cho hoạt động vi sinh Ở đây các loại vi sinh kỵ khí và vi sinh tùy nghi dùng oxy từ các hợp chất như nitrat, sunfat để oxy hóa chất hữu cơ thành mêtan và CO

2 Như vậy các ao này có khả năng tiếp nhận khối

lượng lớn chất hữu cơ và không cần quá trình quang hợp tảo Ao ổn định chất thải tùy nghi

là loại ao hoạt động theo cả quá trình kỵ khí và hiếu khí Ao thường sâu từ 1-2m, thích hợp cho việc phát triển tảo và các vi sinh tùy nghi Ban ngày khi có ánh sáng, quá trình xảy ra trong ao là hiếu khí Ban đêm ở lớp đáy ao quá trình chính là kỵ khí

Ao ổn định chất thải tùy nghi thường được sử dụng nhiều hơn hai loại trên Ngoài ba loại ao trên, theo phương pháp “ ao ổn định chất thải ” người ta còn kết hợp với các loại ao nuôi cá,

ao thủy thực vật ( ao rau muống, lục bình ) Để tăng cường hiệu quả xử lý nước thải, ta nên kết nối các loại ao với nhau

3.1.2 Các phương pháp thiếu khí ( anoxic ):

Trong điều kiện thiếu oxy hòa tan việc khử nitrit hóa sẽ xảy ra Oxy được giải phóng

từ nitrat sẽ oxy hóa chất hữu cơ và nitơ sẽ được tạo thành

NO

3

- vi sinh

NO2

- + O

2 O

3.1.3 Các phương pháp kỵ khí:

Phương pháp xử lý kỵ khí dùng để loại bỏ các chất hữu cơ có trong phần cặn của nước thải bằng vi sinh vật tùy nghi và vi sinh vật kỵ khí

Hai cách xử lý yếm khí thông dụng là:

_ Lên men acid thủy phân và chuyển hóa các sản phẩm thủy phân ( như acid béo, đường ) thành các acid và rượu mạch ngắn hơn và cuối cùng thành khí cacbonic

_ Lên men metan: Phân hủy các chất hữu cơ thành metan ( CH

4 ) và khí cacbonic ( CO

2 ) Việc lên men metan nhạy cảm với sự thay đổi pH, pH tối ưu cho quá trình từ 6,8-7,4 Thí dụ về phản ứng metan hóa:

Các phương pháp kỵ khí thường được dùng để xử lý nước thải công nghiệp và chất thải từ chuồng trại chăn nuôi

3.2 Các phương pháp cơ học:

Làm sạch sinh học chỉ được ứng dụng trong trường hợp cần loại ra khỏi nước các chất hữu cơ, nếu các chất bẩn có nguồn gốc vô cơ thì phương pháp này không phù hợp Các phương pháp hóa lý được ứng dụng để xử lý nước thải gồm lọc, đông tụ và keo tụ, tuyển nổi, hấp phụ, trao đổi ion, thẩm thấu ngược, siêu lọc, thẩm tách và điện thẩm tách,…Các phương pháp này được ứng dụng để loại ra khỏi nước thải các hạt phân tán lơ lửng ( rắn và lỏng ), các khí tan những chất vô cơ và hữu cơ hòa tan

Việc ứng dụng các phương pháp hóa lý để xử lý nước thải có những ưu điểm sau: _ Có khả năng loại các chất độc hữu cơ không bị oxy hóa sinh học;

_ Hiệu quả xử lý cao hơn;

_ Kích thước hệ thống xử lý nhỏ hơn;

_ Độ nhạy đối với sự thay đổi tải trọng thấp hơn;

_ Có thể tự động hóa hoàn toàn;

_ Không cần theo dõi hoạt động của sinh vật;

_ Có thể thu hồi các chất khác nhau

3.2.1 Lọc qua song chắn rác ( xử lý sơ bộ ):

Đối tượng xử lý là rác thải loại lớn ( như: giẻ, rác, vỏ đồ hộp, các mẫu đá, gỗ và các

vật thải khác ), chúng thường được tách ra để khỏi gây tắc nghẽn đường ống Người ta dùng lưới làm bằng các thanh kim loại được đặt nghiêng một góc 60÷750 Rác thải được lấy ra bằng cào cơ giới Đối với rác có kích cỡ nhỏ hơn người ta có thể dùng rây

Đây là hình thức xử lý sơ bộ Mục đích của quá trình là loại tất cả các tạp vật có thể gây ra sự cố trong quá trình vận hành hệ thống xử lý nước thải như làm tắc bơm, đường ống hoặc kênh dẫn Đây là bước quan trọng đảm bảo an toàn và điều kiện làm việc thuận lợi cho

cả hệ thống xử lý nước tự nhiên lẫn nước thải

3.2.2 Lắng tụ:

Được dùng để lắng các tạp chất tan thô ra khỏi nước thải ( sinh hoạt và công nghiệp ) Lắng tụ diễn ra dưới tác dụng của trọng lực Để lắng người ta sử dụng bể lắng cát, bể lắng

• Bể lắng đứng:

Bể lắng đứng là bể chứa hình trụ ( hoặc tiết diện vuông ) có đáy chóp Nước thải được cho vào theo ống trung tâm Sau đó nước chảy từ dưới lên trên vào các rãnh chảy tràn Như vậy, quá trình lắng cặn diễn ra trong dòng đi lên, vận tốc nước là 0,5-0,6m/s Chiều cao vùng lắng 4-5m

• Bể lắng hướng tâm:

Bể lắng hướng tâm là bể lắng tròn Nước trong đó chuyển động từ tâm ra vành đai Vận tốc nước nhỏ nhất là ở vành đai Loại bể lắng này được ứng dụng cho lưu lượng nước thải lớn hơn 20.000m3/ngày đêm

• Bể lắng dạng bảng:

Ở bên trong bể lắng dạng bảng có các bản đặt nghiêng và song song với nhau Nước chuyển động giữa các bản, còn cặn trượt xuống vào bình chứa

• Bể lắng trong:

Bể lắng được sử dụng để làm sạch tự nhiên và để làm trong nước thải công nghiệp Người ta thường sử dụng bể lắng trong với lớp cặn lơ lửng trong đó người ta cho nước với chất đông tụ đi qua đó

3.2.3 Lọc:

Lọc được dùng để xử lý nước thải, để tách các loại tạp chất nhỏ ra khỏi nước thải mà

bể lắng không lắng được Trong các loại phin lọc thường có các loại phin lọc dùng vật liệu lọc dạng tấm hoặc dạng hạt Vật liệu dạng tấm có thể làm bằng tấm thép có đục lỗ hoặc lưới bằng thép không gỉ, nhôm, niken, đồng, thau,… và cả các loại vải khác nhau ( thủy tinh, amiăng, bông, len, sợi tổng hợp ) Tấm lọc cần có trở lực nhỏ, đủ bền và dẻo cơ học, không

bị trương nở và bị phá hủy ở điều kiện lọc

Vật liệu lọc dạng hạt là cát thạch anh, than cốc, sỏi, đá nghiền thậm chí cả than gỗ Đặc tính quan trọng của lớp hạt lọc là độ xốp và bề mặt riêng Quá trình lọc có thể xảy ra dưới tác dụng của áp suất của cột chất lỏng hay áp suất cao trước vách vật liệu lọc hoặc chân không sau lớp lọc

Các phin lọc làm việc sẽ tách các phần tử tạp chất phân tán hoặc lơ lửng khó lắng khỏi nước Các phin lọc làm việc không hoàn toàn dựa vào nguyên lí cơ học Khi nước qua lớp lọc dù ít hay nhiều cũng tạo ra lớp màng trên mặt các hạt vật liệu lọc, màng này là màng sinh học Do vậy, ngoài tác dụng tách các phần tử tạp chất phân tán ra khỏi nước, các màng sinh học cũng biến đổi các chất hòa tan trong nước thải nhờ quần thể các vi sinh vật có trong màng sinh học

Chất bẩn và màng sinh học sẽ bám vào bề mặt vật liệu lọc dần dần bít các khe hở của lớp lọc làm cho dòng chảy bị chậm lại hoặc ngưng chảy Do đó, trong quá trình làm việc, người ta phải rửa phin lọc, lấy bớt màng bẩn phía trên, và cho nước thải đi từ dưới lên trên

hydroxit kim loại, lắng nhanh trong trường trọng lực Các bông này có khả năng hút các hạt keo và hạt lơ lửng kết hợp với chúng Các chất này tham gia vào phản ứng trao đổi với ion nước và hình thành các tạp chất có phối trí phức tạp ( trang 51, [11])

Quá trình thủy phân các chất đông tụ và tạo thành các bông keo xảy ra theo các giai đoạn sau:

Me

3+

+ HOH ↔ Me(OH)2+ + H

+ Me(OH)

2+

+ HOH ↔ Me(OH)

2

+ + H+

⇒ Me3+ + 3HOH ↔ Me(OH)

3 + 3H+

Các chất đông tụ thường dùng trong mục đích này là các muối nhôm hoặc muối sắt hoặc hỗn hợp của chúng Đây là hai loại hóa chất rất thông dụng trong xử lý nước cấp nhất

là xử lý nước sinh hoạt

3 cũng thường được dùng làm chất đông tụ

2O Tạo bông keo qua phản ứng:

FeCl

3 + 6 H

2O → Fe(OH)

3↓ + 3 HCl Fe

- Tác dụng tốt hơn ở nhiệt độ thấp

- Có khoảng giá trị pH tối ưu của môi trường rộng hơn

- Độ bền lớn và kích thước bông keo có khoảng giới hạn rộng của thành phần muối

- Có thể khử được mùi vị khi có H

b) Keo tụ:

Keo tụ là quá trình kết hợp các hạt lơ lửng khi cho các hợp chất cao phân tử vào nước Khác với quá trình đông tụ, khi keo tụ sự kết hợp diễn ra không chỉ do tiếp xúc trực tiếp mà còn do tương tác lẫn nhau giữa các phân tử chất keo tụ bị hấp phụ trên các hạt lơ lửng

Keo tụ điện hóa:Keo tụ không có tác chất hay keo tụ điện hóa diễn ra bằng cách dẫn

nước qua các tấm nhôm được xếp cách nhau 10-20 mm Bản chất của quá trình là hòa tan anot của các tấm nhôm được nối lần lượt với các cực dương và cực âm của nguồn điện có cường độ cao và hiệu điện thế thấp Khi đó ion nhôm sẽ chuyển vào nước và tạo thành hydroxit Ưu điểm của quá trình này là hình thành và lắng nhanh các sợi bông dai và không

cần điều chỉnh pH Nhược điểm của nó là chi phí điện năng cao

Phương pháp này có thể được dùng để xử lý nước phù sa ở các tỉnh thuộc đồng bằng Sông Cửu Long, nhưng do mạng lưới điện chưa được lắp đặt đầy đủ và chi phí điện cao nên

này còn để tách các chất hòa tan như các hoạt động bề mặt

Trong công nghiệp, tuyển nổi được áp dụng để xử lý chất khoáng, tái sinh nguyên liệu từ nước rửa, làm sạch nước thải, xử lý bùn và thu hồi khoáng sản quí Trong xử lý nước cấp, quá trình tuyển nổi được kết hợp với quá trình keo tụ tạo bông, đặc biệt là đối với chất mùn và tảo sau quá trình keo tụ tạo bông được tách ra khỏi nước bằng tuyển nổi

Phương pháp này được thực hiện nhờ thổi không khí thành bọt nhỏ vào trong nước thải Các bọt khí dính các hạt lơ lửng lắng kém và nổi lên trên mặt nước Khi nổi lên các bọt khí tập hợp thành bông hạt đủ lớn, rồi tạo thành một lớp bọt chứa nhiều hạt bẩn

Tuyển nổi bọt nhằm tách các hạt lơ lửng không tan và một số chất keo hoặc hòa tan

ra khỏi pha lỏng Kĩ thuật này có thể dùng cho xử lý nước thải đô thị và nhiều lĩnh vực công

nghiệp như: chế biến dầu béo, dệt thuộc da, chế biến thịt, v.v…

Ngoài ra, tuyển nổi ion và phân tử là một phương pháp mới để tách các chất tan ra khỏi nước, được sử dụng trong những năm gần đây

Hiệu suất của phương pháp tuyển nổi phụ thuộc vào kích thước và số lượng bong bóng khí, kích thước các tạp chất trong nước thải Kích thước tối ưu của bong bóng khí là 15

÷ 30μm, kích thước hạt tạp chất là 0,2 ÷ 1,5μm

3.3.2.2 Phân loại:

Có nhiều phương pháp tuyển nổi để xử lý nước thải:

1 Tuyển nổi từ sự tách không khí từ dung dịch;

2 Tuyển nổi với sự phân tán không khí bằng cơ giới;

3.Tuyển nổi nhờ các tấm xốp;

4 Tuyển nổi bằng phương pháp tách phân đoạn bọt;

5 Tuyển nổi hóa học, sinh học và ion;

6 Tuyển nổi điện

Ưu điểm của phương pháp:

-Thời gian xử lý nhanh

-Thể tích thiết bị không lớn, ít tốn mặt bằng

- Hoạt động liên tục, phạm vi ứng dụng rộng rãi

-Chi phí đầu tư và vận hành không lớn

-Hiệu quả xử lý cao

-Thiết bị đơn giản

-Thu cặn có độ ẩm nhỏ và có thể thu hồi tạp chất trong cặn

- Ngoài ra, nước thải được xử lý bằng phương pháp tuyển nổi sẽ được thông khí, giảm được hàm lượng chất hoạt động bề mặt, chất dễ bị oxy hóa

Cụ thể như sau:

a) Tuyển nổi từ sự tách không khí từ dung dịch:

Phương pháp này được áp dụng để làm sạch nước thải chứa hạt ô nhiễm rất mịn Bản chất của phương pháp này là tạo dung dịch quá bão hòa không khí Khi giảm áp suất các bọt không khí sẽ tách ra khỏi dung dịch và làm nổi chất bẩn

Tùy thuộc vào biện pháp tạo dung dịch quá bão hòa, người ta chia ra: tuyển nổi chân không, áp suất và bơm dâng

b) Tuyển nổi với sự phân tán không khí bằng cơ khí:

Sự phân tán khí trong máy tuyển nổi được thực hiên nhờ bơm turbin kiểu cánh quạt, đó

là đĩa có cánh quay hướng lên trên Thiết kế kiểu này được ứng dụng để xử lý nước có nồng

độ các hạt lơ lửng cao ( lớn hơn 2 g/l ) Khi quay cánh quạt trong chất lỏng xuất hiện một số lượng lớn các dòng xoay nhỏ và được phân tán thành các bọt khí có kích thước xác định,

mức độ phân tán càng cao bọt khí càng nhỏ quá trình càng hiệu quả Tuy nhiên, nếu vận tốc quay cao sẽ làm tăng đột ngột dòng chảy rối và có thể phá vỡ tổ hợp hạt - khí, do đó làm

giảm hiệu quả xử lý

c) Xử lý bằng phương pháp tách phân đoạn bọt ( tách bọt ):

Phương pháp tách phân đoạn bọt dựa trên sự hấp phụ chọn lọc một hay nhiều chất tan trên bề mặt bọt khí nổi lên trên xuyên qua dung dịch Quá trình này ứng dụng để loại chất hoạt động bề mặt ra khỏi nước thải, nó tương tự quá trình hấp phụ trên chất rắn

Trong quá trình phân riêng, bọt tạo thành có nồng độ chất tan hoạt động bề mặt khá cao Việc tách nó ra khỏi bọt rất khó khăn Vì vậy, trong đa số các trường hợp nó là chất thải Như vậy, quá trình xử lý nước thải khỏi chất hoạt động bề mặt bằng phương pháp tách bọt có nhược điểm:

- Tạo thành chất ngưng giàu chất hoạt động bề mặt, bị phân hủy chậm

- Khi nồng độ chất hoạt động bề mặt trong nước thải tăng hiệu quả xử lý giảm

Do đó, người ta đề nghị phương pháp xử lý chất hoạt động bề mặt kết hợp với phương pháp tách bọt rồi xử lý bức xạ, loại trừ hoàn toàn chất thải dạng bọt

Theo sơ đồ này, chất thải chứa chất hoạt động bề mặt được cho liên tục vào tháp Không khí cũng được sủi bọt vào thùng này Bọt tạo thành trong tháp được đưa qua thiết bị bức xạ, chiếu bằng tia γ Nhờ đó, chất hoạt động bề mặt bị phân hủy còn bọt ngưng tụ

Theo sơ đồ khác, bọt không đi ra khỏi tháp mà bị phân hủy ngay trên đỉnh tháp bằng tia γ Phương pháp này cho phép xử lý nước thải có nồng độ chất hoạt động bề mặt cao Tuy nhiên, sự phân hủy hoàn toàn chất hoạt động bề mặt thành H

2O và CO

2 không kinh tế.Thích hợp nhất là phân hủy chúng thành các chất dễ bị oxy hóa sinh học

d) Tuyển nổi nhờ các tấm xốp:

Phương pháp này có ưu điểm là : kết cấu buồng nổi đơn giản, chi phí năng lượng thấp Nhược điểm : các bọt mau bị bẩn và dễ bị bịt kín, khó cho vật liệu có lỗ giống nhau để tạo bọt khí nhuyễn và co kích thước bằng nhau Hiệu quả tuyển nổi phụ thuộc vào lỗ xốp, áp suất không khí, lưu lượng không khí, thời gian tuyển nổi, mực nước trong thiết bị tuyển nổi

e) Tuyển nổi hóa học: