tính toán thiết kế nâng cấp cải tạo hệ thống xử lý nước thải công ty cổ phần giấy Sài Gòn

tính toán thiết kế nâng cấp cải tạo hệ thống xử lý nước thải công ty cổ phần giấy Sài Gòn

CHƯƠNG I MỞ ĐẦU1.1 Sự cần thiết của đề tài.

Công ty cổ phần giấy Sài Gòn được xây dựng tại khu công nghiệp MỹXuânA –huyên Tân Thành-tỉnh Bà Rịa Vung Tàu, chuyên sản xuất giấy lụa vàgiấy công nghiệp từ giấy văn phòng cũ, giấy báo cũ và tạp chí cũ Hằng ngày trongquá trìng sản xuất và sinh hoạt của cán bộ công nhân viên nhà máy thải ra mộtlượng nước thải tương đối lớn với lưu lượng là 6000m3/ngày.đêm Lượng nước thảithải ra có nồng độ COD, BOD cao nhiều cặn lơ lửng, có pH cao…

Với một lưu lượng nước thải lớn và tính chất nước thải cao như vậy nhưngcông ty chỉ đầu tư xây dựng hệ thống xử lý nước thải còn thô sơ: chỉ xử lý côngđoạn hóa lý chưa có công đoạn xử lý sinh học, các công trinh đơn vị trong hệ thốngcó hiện tượng quá tải Do vậy tính chất nước thải đầu ra của hệ thống cao hơn rấtnhiều so với tiêu chuẩn xả thải TCVN 5945:2005

Công ty đang có nhu cầu cải tạo,nâng cấp hệ thống xử lý nước thải để nângcao hiệu xuẫt xử lý trươc khi thải ra nguôn tiếp nhận là cống thu gom nước thải củakhu công nghiệp và tái sử dụng sản xuất của nhà máy

Thông qua nghiên cứu hiện trạng của hệ thống ,em xin đề xuất phương ántính toán thiết kế nâng cấp cải tạo hệ thống xử lý nước thải cho công ty cổ phầngiấy Sài Gòn tại khu công nghiệp Mỹ Xuân

 Lấy mẫu phân tích thành phần ,tính chất nước thải đầu ra, đầu vàocủa hệ thống, từ đó đánh giá hiệu xuất xử lý.

 Đề xuất giải pháp kỷ thuậtä nhằm cải tạo, nâng cấp hệ thống xử lýnước thải cho công ty

 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải mới và khai toán giáthành

1.4 Giới hạn của đề tài.

Thời gian thực hiện: 1/10/2007 - 25/12/2007

Chỉ nghiên cứu vấn đề nươc thải của công ty mà không quan tâm đến cácvấn đề về môi trường khác

1.5 Phương pháp nghiên cứu.

 Phương pháp thống kê số liệu: Phương pháp này nhằm thu thập và xử

lý số liệu đầu vào,đầu ra nhằm đánh giá hiệu xuất xử lý và phục vụtính tóan thiết kế nâng cấp hệ thống xử lý nước thải : lưu lượng thải,nồng độ các chất ô nhiễm …

 Phương pháp so sánh: Phương pháp này nhằm đánh gía hiệu quả xử lýnước thải đầu vào và ra theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 5945 –2005)

 Phương pháp chuyên gia: lấy ý kiến của các chuyên gia về các nội

dung liên quan đến luận văn

CHƯƠNG 2

TÌNH HÌNH HOẠT ĐỘNG VÀ HIỆN TRẠNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA CÔNG TY CỔ PHẦN GIẤY SÀI GÒN TẠI KHU CÔNG NGHIỆP

MỸ XUÂN

2.1 Qúa trình thành lập và phát triển của công ty:

Công ty cổ phần giấy Sài Gòn được thành lập ngày 21/11/2003 theo giấy chứng nhận đăng ký kinh doanh số 491 300 0056 do phòng đăng ký kinh doanh –sởkế hoạch đầu tư tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu cấp

Có trụ sở tại khu công nghiệp Mỹ Xuân A xã Mỹ Xuân huyện Tân Thành tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu

Nghành nghề kinh doanh là:

 Sản xuấ và mua bán các sản phẩm nghành giấy

 Sản xuất giấy bao bì(giấy công nghiệp),giấy lụa(giấy vệ sinh )

 Mua bán nguyên liệu sản xuất ,máy móc ngành giấy

Sơ đồ 1: Sơ đồ cơ cấu tổ chức của công ty:

Tổng giám đốc

Phó tổng giám đốc

Thư ký

Giám đốc

cung ứng Giám đốc nhân sự Giám đốc sản xuất Giám đốc bán hàng tissure Giám đốc tài chính

Phó giám đốc

Phó giám đốc sản xuất

Giám đốc xưởng bảo trì Giám đốc xưởng động lực Trưởng phòng kh Trưởng phòng xây dựng Trưởng phong QA

Quản đốc phân xưởng seo

Giám sát bán hàng khu vực

Giám đốc bán hàng ip Kế toán

trưởng

Quản đốc phân xưởng bột giấy

Quản đốc thành phẩm

2.2 Tình hình hoạt đông của công ty:

Công nghệ sản xuất giấy của công ty:

Công nghệ sản xuất giấy bao gồm 2 quá trình cơ bản: sản xuất bột giấy từ nguyên liệu giấy tái sinhâ và sản xuất giấy từ bột giấy (xeo giấy)

Nguyên liệu chủ yếu để sản xuất bột giấy là các loại giấy cũ,báo và giấy văn phòng cũ hoặc các loại sợi tái sinh.

Tiêu chuẩn kỹ thuật và thành phần hóa học của nguyên liệu để sản xuất bột giấy bao gồm :

- Hàm lượng cellulose phải lớn hơn 35% khối lượng trong nguyên liệu khôtuyệt đối để đạt được hiệu thu hồi bột cao và hạ giá thành sản phẩm

- Hàm lượng lignin, hemicellulose và các tạp chất khác để giảm hoá chấtnấu tẩy, giảm thời gian nấu và qua đó tránh được ảnh hưởng xấu tới chấtlượng của cellulose

Ngoài nguyên liệu xơ sợi, công nghiệp giấy còn sử dụng một lượng lớn các hóa chất ở các công đoạn nấu, tẩy, xeo giấy như đá vôi, xút, cao lanh, nhựa thông, các chất kết dính tự nhiên và tổng hợp, các chất oxi hóa để khử lignin như clo, hypocloriv , peroxit,…

Sơ đồ 2 Quy trình công nghệ sản xuất giấy và bột giấy được áp dụng tại công ty cổ

phần giấy Sài Gòn

Nguyên liệu(giấy,báo cũ)

Bãi chứa lộ thiên

Nhiễm bẩn

Nước thải nghiền

Nước thải chứa hóa chất

Nước thải rửa

Nước thải bột rò

rỉ

Nước thải seo

 Bãi chứa lộ thiên là nơi tập kết nguyên liệu thô mà nhà máy mua về trước khi đư và sản xuất thành phẩ

 Nghiền bột giấy : mục đích là làm cho các xơ sợi được hydrat hóa, dẻo, dai, tăng bề mặt hoạt tính, giải phóng gốc hydroxyl làm tăng diện tích bề mặt, tăng độ mềm mại, hình thành độ bền của tờ giấy Sau công đoạn nghiền bột, bột giấy được trộn với chất độn và các chất phụ gia để đưa đến bộ phận xeo giấy.

 Tách mực : với yêu cầu sản xuất các loại giấy cao cấp , có độ trắng cao, bột giấy cần phải được tẩy trắng Mục đích của tẩy trắng là tách phần lignin còn lại và một số thành phần khác không phải là cellulose như hemicellulose Các tác nhân tẩy trắng thường dùng để tẩy trắng bột giấy là clo, hypoclorit natri NaOCl, hypoclorit canxi Ca(Ocl)2, dioxitclo ClO2, hypropeoxit H2O2 và ozon

 Rửa: là quá trinh làm sạch bột giấy như loại bỏ các tạp chất,hóa chất

do quá trình nghiền và tách mực để lại

 Xeo giấy: là quá trình tạo hình sản phẩm trên lưới và thoát nước để giảm độ ẩm của giấy Sau đó giấy được qua sấy để có sản phẩm khô

2.3 Hiện trạng xử lý nước thải của công ty:

2.3.1 Các nguồn phát sinh nước thải của công ty

Tất cả các loại nước thải khác biệt nhau không những về thành phần , tính chất, nồng độ các chất ô nhiễm mà còn cả về lưu lượng và chế độ xả thải điều nàysẽ gây nhiều khó khăn nhất định cho việc thiết lập các giải pháp kỹ thuật và công nghệ để xử lý ô nhiễm nước thải Để có cơ sở phục vụ cho việc đánh giá tác động môi trường và tính toán, thiết lập các công nghệ xử lý nước thải chung cho công ty sau này, cần phân tích kỹ hơn về thành phần, tính chất, nồng đo , lưu lượng chế độ xả và tính toán tải lượng các chất ô nhiễm của từng loại nước thải ở công ty hoặc tổng tải lượng ô nhiễm hằng ngày

Sơ đồ 3: Sơ đồ các dòng thải chính ở công ty

Công đoạn sản xuất giấy lụa:

Nguyên liệu(giấy,báo cũ)

Bãi chứa lộ thiên

Nhiễm bẩn

Nước thải nghiền

Nước thải chứa hóa chất

Nước thải rửa

Nước thải bột rò

rỉ

Nước thải seo

Công đoạn sản xuất giấy công nghiệp:

Nguyên liệu(giấy,báo cũ…)

Nước thải rửa

Nước thải seo

Nước thải quá trình

nghiền

Bải chứa lộ thiên

bẩn

Ngoài những nguồn phát sinh nước thải kể trên, nước thải sinh hoạt cũng góp phần đáng kể trong tổng lượng nước thải cần xử lý

2.3.2 Tính chất nước thải của công ty

 Nước thải tạo ra do quá trình rửa bột giấy và xeo giấy, là loại nước thải

phổ biến nhất trong công ty, chiếm hơn 80% tổng lưu lượng nước thảisản xuất Nước thải này có COD khoảng 4720mg/l, SS từ 2880 mg/l, N

= 6,24 –118 mg/l, P =1,36 – 4,2mg/l, pH = 6.8 – 7.4, độ màu 3910Pt-Co Định mức tiêu hao đối với 1 tấn giấy khoảng 10 m3 nước

 Nước thải rò rỉ : loại nước thải tách ra từ bột giấy trên sân chứa bột

giấy thành phẩm Tính chất của chúng gần giống như thành phần nướcthải trắng nhưng có độ màu cao hơn Tuy nhiên lượng nước này khônglớn, thường thay đổi theo thời gian và lượng bột chứa trên sân

 Nước thải sinh hoạt : ngoài các loại nước thải kể trên còn có một lượng

nước thải của công nhân trong công ty Loại nước này có thành phần vàtính chất tương tự như các loại nước thải sinh hoạt khác

2.3.3 Lưu lượng nước thải và yêu cầu chất lượng Nước thải đầu ra.

 Lưu lượng nước thải.: khoảng 6000 m3/ngày.đêm

o Nước thải công đoạn sản xuất giấy lụa : khoảng 3500 m3 /ngày đêm

o Nước thải công đoạn sản xuất giấy bao bì:2500 m3 /ngày đêm

o Nước thải sinh hoạt :

108 1000

600 180

ngd

 N : số nhân viên trong công ty, N = 600 (người)

 Qtb : tiêu chuẩn thoát nước trung bình, Lấy qtb = 180 l/người.ngàyđêm

Bảng 1 Đặc diểm nước thải hằng ngày của công ty

STT Quá

trình

Lưulượng

 Mức độ yêu cầu trong quá trình xử lý nước thải:

Nước thải của công ty 1 phần thải ra ngoài theo cống dẫn nước

thải của khu công nghiệp,một phần được đưa quay trở lại để tái sản xuất vì vậynước thải yêu cầu xử lý đạt loại B TCVN 5945-2005

SS (mg/l) < 100 BOD (mg/l) < 30

Tổng coliform (MPN/100

2.3.4 Hiện trạng hoạt động của hệ thống xử lý nước thải công ty

2.3.4.1 Tổng quan hệ thống xử lý Nước thải của công ty

Hệ thống này bao gồm các giai đoạn chính : giai đoạn tiền xử lý, giai đoạnhoá lý

 Giai đoạn tiền xử lý : công trình hố thuHố thu đóng vai trò điều hoà lưu lượng nước thải và lắng một phần các cặnlớn lơ lửng trong nước thải.Có khích thước là:

 Giai đoạn hoá lý bao gồm các công trình sau : bồn trộn hoá chất ,bểtuyển nổi khí hòa tan,bể trung hòa,bể chứa bột giấy

o Bồn trộn hoá chất : nhằm trộn dung dịch chất keo tụ (PAE, PAC) vớinước thải từ bể tuyể nổi khí hòa tanø Bồn này sử dụng motor giảmtốc có công suất 1 Hp và cánh khuấy bằng inox (chiều dài cánhkhuấy 420 mm) để khuấy trộn hoá chất Khi chất keo tụ cho vàonước thải, các hạt keo trong nước tương tác với nhau, kết cụm lạihình thành các bông cặn lớn.

o Bể tuyển nổi khí hòa tan(gồm 2 bể hoạt động song song)có nhiệmvụ tách các chất lơ lửng không tan nổi lên trên mặt nước nhờ bắmvào các bọt khí được trộn trong nước thải

o Bể trung hòa có nhiệm vụ trung hòa nước thải đã được xử lý sau bểtuyển nổi trước khi đưa vào bể chứa nước của nhà máy

o Bể chứa bột giấy có nhiệm vu thu gom bột giấy để tái sản xuất đượcvớt ra từ bể tuyển nổi có kích thước là:

 Thuyết minh giây chuyền công nghệ xử lý nước thải hiện có của công ty

Nước thải.tập trung của từ hai công đoạn sản xuất của nhà máy được chochảy vào bể chứa

Tại.bể này lưu lượng nước thải.được điều hoà ổn định (vì nước thải.trongquá trình sản xuất thường có lưu lượng không đều nhau ở các thời.điểm khác nhautrong cùng một ngày mà các công trình xử lý phía sau lại.cần một lưu lượng ổn định)

Sau đó, nước thải từ bể chứa được bơm tự động lên bể tuyển nổi khí hòatan,tại đây hóa chất PAC và PAE đươc bơm từ bồn trộn hóa chẩt trộn đều vớí nướcthải (hóa chất PAC và PAE được dùng để keo tụ các bột giấy tạo thành bôngcặn ),kêt hợp với nước chứa khí được bơm lên từ hệ thống trộn, khí các bông cạnnổi lên và được vớt ra nhờ hệ thống vớt cặn trên bề mặt bể.cằn được vớùt ra đi vàobể chứa bột giấy và mang đi tái sử dụng lại,lượng boat giấy dư được chuyển sangmáy nén bùn

Nước thải tiếp tục chảy qua bể trung hòa tại đây nước thải được trung hòanhờ NaOH và H2SO4 loảng rồi được bơm vào bể chứa nước của nhà máy để tái sảnxuất.Một phần thải ra cống thu gom nước thải của kcn Mỹ Xuân

Sơ đồ 4 Dây chuyền công nghệ hiện có tại công ty

Nươc thải sx giấy lụa

Hố thu

Bể tuyển nổi khí hòa tan

Bể trung hòa

Nươc thải sx giấy công nghiêp

Hố thu

Bể tuyển nổi khí hòa tan

Bể trung hòa

Bồn trộn hóa chất

Bể chứa bột

giấy

Bể chứa nước sx của công ty

2.3.4.2 Hiện trạng hoạt động của công trình

Các thiết bị sử dụng trong hệ thống nhìn chung đã qua sử dụng nhiều năm trong môi trường chưa được bảo quản tốt nên thường hay hỏng hóc (đặc biệt là các máy bơm để bơm nước thải vào các công trình xử lý và bơm bùn dư ra ngoài) gây ảnh hưởng đến hoạt động chung của cả hệ thống Tình trạng của các công trình trong hệ thống xử lý vẫn còn tốt, và vừa được tu sửa bảo quản, nâng cấp hệ thống đường đi và bố trí cây xanh Tuy nhiên, ở các bể điều trung hòa,bể chứa bùn do là hầm hố đã có lâu năm nên đã có một số biểu hiện xuống cấp nhất định, đặc biệt là phần đường để nhân viên đi lại, làm việc trên bể đã bị nứt vỡ nhiều chỗ không đảm bảo an toàn

2.3.5 Đánh giá hiệu quả xử lý của hệ thống xử lý nước thải:

Qua quá trình lấy mẫu đầu ra,đầu vào của hệ thống và quá trình phân tích mẫu tạiphòng thí nghiệm môi trường của trường đại học Kỷ Thuật Công Nghệ TPHCM

em có được kết quả như sau:

Bảng 2 Số liệu từ phân tích mẫu nước thải đầu vào của công đoạn sx giấy lụa

0

1968

2400

2335

2245

2450

244

5 < 100COD (mg/l) 325

8

2986

3420

3365

3380

3478

346

0 < 60BOD (mg/l) 108

5

1078

1090

1087

1090

1097

109

3 < 30

Ph xác định tại các công trình trong hệ thống xử lý nước thải tại

Bảng 3 Số liệu phân tích mẫu nước thải đầu vào của công đoạn sx giấy CN Ngày

Nước thải

đầu vào

4/10 5/10 6/10 7/10 8/10 9/10 10/10

TCVN6984:2001MLSS (mg/l) 1070 1089 1068 1079 1089 1094 1092 < 100COD (mg/l) 2350 2364 2333 2357 2370 2397 2386 < 60

Ph xác định tại các công trình trong hệ thống xử lý nước thải tại công đoạn

Bảng 4 Số liệu từ phân tích mẫu nước thải đầu ra của công ty

PH xác định tại các công trình trong hệ thống xử lý nước thải tạiâ công

Qua bảng 2 và bảng 3 ta có thể thấy ngoài giá trị pH là có thể chấp nhậnđược thì các thông số còn lại có độ chênh lệch rất cao so với tiêu chuẩn xả thảiTCVN 5945 – 2005 Đáng chú ý nhất là lượng BOD và COD cao hơn tiêu chuẩn rấtnhiều lần Do vậy cần chú ý đến các công trình sinh học để xử lý các thông số trênđây Bên cạnh đó, lượng cặn lơ lửng cũng khá cao và có thể ảnh hưởng đến quátrình xử lý sinh học trong toàn bộ hệ thống Vì vậy cần xử lý lượng cặn lơ lửng nàybằng các công trình xử lý như song chắn rác, bể lắng sơ bộ

Qua bảng phân tích kết quả đầu ra ta thấy lượng BOD và COD tuy có giảmxuống đáng kể nhưng vẫn còn khá cao và vượt tiêu chuẩn rất cao Điều này chứngtỏ quá trình vận hành của các công trình trong hệ thống chưa đạt hiệu quả

 Đánh giá hiệu quả xử lý chung của hệ thống

Bảng 5 Hiệu suất xử lý SS của hệ thống

SS đầu vào hệ thống (mg/l) 3170 3057 3468 3414 3334 3544 3537

SS đầu ra hệ thống (mg/l) 210 209 240 237 220 285 280

Hiệu suất xử lý trung bình (%) 82.6

Bảng 6 Hiệu suất xử lý COD của hệ thống

Ngày 4/10 5/10 6/10 7/10 8/10 9/10 10/10COD đầu vào hệ thống (mg/l) 5608 5350 5753 5722 5750 5875 5846COD đầu ra hệ thống (mg/l) 2380 2468 2468 2397 2466 2522 2480

Hiệu suất xử lý trung bình

(%)

57Hiệu suất xử lý của toàn hệ thống nhìn chung khá cao song chất lượng nướcthải đầu ra vẫn còn cao rất nhiều so với tiêu chuẩn xả thải 2005 được đề cập ở trên

Vì vậy công ty cần có giải pháp nâng cấp cải tạo hệ thống nhằm tăng hiệusuất xử lý SS từ 82,6% lên khoảng 98% và COD,BOD từ 57% lên 98%

Như vậy để có thể đạt được mức phù hợp với tiêu chuẩn đặt ra như trên thìcần phải xác định nguyên nhân ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý và hoàn thiện cácthông số vận hành của hệ thống

2.3.6 Nguyên nhân ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý

Một số nguyên nhân ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý có thể kể ra như sau:

o Về dây chuyền công nghệ

o Với lưu lượng nước thải hiện nay là khá lớn và tính chất nước thảiđầu vào thường không ổn định thì hệ thống không đáp ứng được cácyêu cầu xử lý và tiêu chuẩn xả thải sau xử lý

o Bể chứa bùn và bể trung hòa có hiện tượng quá tải, rất nhiều vángbùn và đám cặn bùn nổi lên tràn cả ra máng thu ảnh hưởng đếnchất lượng nước thải đầu ra và gây xáo trộn quy trình công nghệ

o Chưa có hệ thống xử lý sinh học nên nồng độ BOD vàCOD trongnươc thải đầu ra còn quá lớn so với chỉ tiêu xả thải của TCVN nênnước thải đầu ra rất ô nhiễm

o Chưa kiểm tra được các chỉ tiêu của nước thải đầu vào và đầu ra đểxác định hiệu quả xử lý của từng công trình và cả hệ thống nên dẫn

đến không kiểm soát được hiệu quả xử lý của từng công trình để cóbiện pháp khắc phục cải thiện nâng cao hiệu suất mong muốn.

 Yếu tố con người :

o Chưa có kỹ sư về môi trường tham gia quản lý vận hành hệ thốngmà chỉ do nhân viên của phòng kỹ thuật sản xuất kiêm nhiệm hệthống

o Nhân viên tham gia quản lý và vận hành hệ thống xử lý có kiếnthức rất ít về môi trường và hầu như không nắm vững các yêu cầuquản lý và vận hành hệ thống

o Do chưa nắm vững kiến thức về hệ thống xử lý nước thải cũng nhưcác thông số vận hành cần thiết trong hệ thống nên hầu hết nhữngsự cố xảy ra trong quá trình vận hành nếu có khắc phục được thìcũng chỉ là giải quyết ở phần “ngọn” chứ không khắc phục đượccác nguyên nhân thật sự của vấn đề

CHƯƠNG 3 TỔNG QUAN CÁC CÔNG TRÌNH VÀ PHƯƠNG PHÁP

XỬ LÝ NƯỚC THẢI NGHÀNH SẢN XUẤT GIẤY

Xử lý nước thải sản xuất giấy bao gồm tách chất rắn lơ lửng và các chất hữu

cơ hoà tan trong dòng thải bằng xử lý lắng/tạo bông và xử lý sinh học

3.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học

Thông thường trình tự của xử lý nước thải bắt đầu bằng tiền xử lý (xử lý sơbộ) Lưới chắn là giai đoạn xử lý đầu tiên thường được dùng để tách chất rắn thô Các bể lắng thường được sử dụng để tách các chất rắn lơ lửng trong nước dựatrên cơ sở trọng lực Các bể lắng này có thể đặt trước và/hoặc sau công trình xử lýsinh học tuỳ theo yêu cầu về mức độ cần thiết xử lý nước thải Nhìn chung các yếutố ảnh hưởng đến quá trình lắng bao gồm : lưu lượng nước thải, thời gian lắng (haythời gian lưu nước), khối lượng riêng và tải trọng tính theo chất rắn lơ lửng, tảitrọng thuỷ lực, sự keo tụ các chất rắn, vận tốc dòng chảy trong bể, sự nén bùn đặc,nhiệt độ nước thải và kích thước bể lắng

Tuỳ theo công dụng của bể lắng trong dây chuyền công nghệ mà người taphân biệt bể lắng đợt 1 (đặt trước công trình sinh học), bể lắng đợt 2 (đặt sau côngtrình sinh học)

 Căn cứ theo chế độ làm việc để phân biệt bể lắng hoạt động gián đoạnvà bể lắng hoạt động liên tục

o Bể lắng hoạt động gián đoạn là một bể chứa mà ta xả nước vàođó và để lắng trong khoảng thời gian nhất định Nước đã lắngđược tháo ra và cho nước mới vào (áp dụng cho trường hợp nướcthải ít và chế độ thải không đồng đều)

o Bể lắng hoạt động liên tục : nước thải cho chảy liên tục qua bể

 Căn cứ theo chiều nước chảy trong bể, người ta phân biệt thành bể lắngngang, bể lắng đứng, bể lắng radian

o Bể lắng ngang : nước chảy trong bể theo phương ngang từ đầuđến cuối bể.

o Bể lắng đứng : nước chảy từ dưới lên theo phương thẳng đứng

o Bể lắng radian : nước chảy từ trung tâm ra quanh thành bể (bểlắng li tâm) hoặc có thể ngược lại (bể lắng hướng tâm)

3.1.1 Bể lắng ngang

Bể lắng ngang có mặt bằng hình chữ nhật, tỉ lệ giữa chiều rộng và chiều dàikhông nhỏ hơn ¼, chiều sâu đến 4m

Nước thải dẫn vào bể theo mương và máng phân phối Đối diện cuối bểcũng xây dựng máng tương tự để thu nước và đặt tấm chắn nửa chìm nửa nổi caohơn mực nước 0,15 – 0,2m và không sâu quá mực nước 0,25m Tấm này có tácdụng ngăn chất nổi, thường đặt cách thành tràn 0,25 – 0,5m Để thu và xả chất nổingười ta đặt một máng đặc biệt ngay sát kể tấm chắn

Tấm chắn ở đầu bể đặt cách thành tràn (cửa vào) khoảng 0,5– m và khôngnông hơn 0,2m với mục đích phân phối đều nước trên toàn bộ chiều rộng của bể

Chiều cao xây dựng bể được xác định như sau :

H = h1 + h2 + h3 + h4Trong đó :

h1 : chiều sâu làm việc, m

h2 : chiều cao lớp chứa cặn, m

h3 : chiều cao lớp nước trung hoà (≈ 0,4 m)

h4 : chiều cao thành bể cao hơn mực nước (thường lấy 0,25 – 0,4m)

Đáy bể làm dốc I = 0,01 để thuận tiện khi cào gom cặn Độ dốc của hố thucặn không nhỏ hơn 45o Xả cặn ra khỏi bể thường bằng áp lực thuỷ tĩnh với cộtnước ≥ 1,5m đối với bể lắng đợt 1 và 0,9m (sau bể Aerotan) hoặc 1,2m (sau bểBiophin) đối với bể lắng đợt 2

Bể lắng ngang có thể làm một hố thu cặn ở đầu và cũng có thể làm các hốthu cặn dọc theo chiều dài của bể.

Song các bể có nhiều hố thu cặn thường không kinh tế vì làm tăng thêm

ra ngoài Khi nước thải dâng lên theo thân bể thì cặn lắng thực hiện quá trìnhngược lại Vậy giả sử tốc độ nước dâng là Vd và tốc độ lắng là Uo thì cặn chỉ lắngđược khi Uo > Vd

Để cặn tự chảy đến hố thu thì góc tạo bởi tường đáy bể và mặt nằm ngangkhông nhỏ hơn 45o

Trong thực tế, nước thải chuyển động trong bể lắng đứng khá phức tạp và cóthể tạo nên những vùng nước xoáy làm cản trở quá trình lắng cặn

Ưu điểm của bể lắng đứng là thuận tiện trong công tác xả cặn, chiếm ít diệntích xây dựng Song nó cũng có nhược điểm là chiều sâu xây dựng lớn làm tăng giáthành xây dựng (đặc biệt những nơi đất đai không thuận lợi), số lượng bể nhiều vàhiệu suất lắng thấp

Bảng 7 Một số kích thước của bể lắng đứng bằng bêtông cốt thép

Đường kính

của bể, mm

Lưu lượngtính toán, l/s

Chiều cao, mTổng cộng Hình trụ (Ht) Hình nón (Hn)

9 44 9 4.2 4.8

Các chỉ tiêu để tính toán thiết kế :

 Đặc tính cặn lắng

 Chế độ dòng chảy trong vùng lắng do thiết bị phân phối nước vào và rút

nước ra quyết định

 Ảnh hưởng của gió và nhiệt độ

 Chuyển động đối lưu do nhiệt và chênh lệch nồng độ xảy ra trong bể

Bảng 8 Các thông số tính toán bể lắng đợt 1

Nước thải đi thẳng vào bể lắng đợt một

Tên thông số Đơn vị đo

Giá trị các thông sốKhoảng daođộng Giá trị tiêu biểu

Tải trọng bề mặt

3.2 Các công trình xử lý nước thải giấy bằng phương pháp sinh học

Xử lý nước thải nhà máy giấy bằng phương pháp sinh học được áp dụng phổbiến để giảm hàm lượng các hợp chất hữu cơ hoà tan Bản chất của quá trình xử lýsinh học là quá trình vi sinh vật sử dụng các hợp chất hữu cơ và một số khoángtrong nước thải làm nguồn dinh dưỡng và tạo ra năng lượng Quá trình dinh dưỡnglàm cho chúng sinh sản, phát triễn và tăng số lượng tế bào (tăng sinh khối), đồngthời làm sạch (có thể là gần hoàn toàn) các chất hữu cơ hoà tan hoặc các hạt keophân tán nhỏ Sản phẩm của quá trình vi sinh vật phân huỷ các hợp chất hữu cơ hoàtan trong nước thải là khí CO2, nước, khí N2 , ion sulfate… Để có thể phát triễn lượng

vi sinh vật tối ưu cần có đủ dinh dưỡng cung cấp cho chúng Dinh dưỡng có thểthêm vào dưới dạng phân bón bán trên thị trường hay axit của nitơ và phôtpho Mộtsố chất sử dụng trong nhà máy giấy có thể gây hại cho quá trình sinh học như nhựa,sulphite, hydropeoxit,…

3.2.1 Các công trình xử lý hiếu khí

Các hệ thống xử lý hiếu khí phụ thuộc vào sự cung cấp đủ oxy Tiêu thụ oxytự nhiên diễn ra trong các ao có tải lượng thấp, còn các quá trình khác phải sử dụnghệ thống sục khí cơ học Có nhiều thiết bị sục khí cơ học và được chia thành cácloại như sục khí bề mặt và sục khí chìm trong nước

3.2.1.1 Hồ oxy hoá và hồ hỗn hợp

Hồ oxy hoá được phát triễn từ khái niệm làm sạch tự nhiên Bằng cách chứanước thải trong hồ để xảy ra quá trình làm sạch trước khi thải ra sông Khi xử lýdòng thải cho nhà máy bột giấy và giấy, các hồ này thường làm việc như là hồ hỗnhợp với lớp trên là hồ oxy hoá và lớp dưới hoạt động như hồ kị khí Chúng thườngđược gọi là hồ ổn định Các hồ oxy hoá có thể gây ra các vấn đề mùi và thườngnhạy cảm với những thay đổi nhiệt độ lớn

3.2.1.2 Hồ sục khí

Trong hồ sục khí, thiết bị sục khí tuốcbin bề mặt thường chịu trách nhiệm tạosự thoáng khí và khuấy trộn cần thiết Một hệ thống làm trong (clarifier) hay mộtvùng lắng nên được bố trí ở cuối hồ để tách các đám bông sinh học sinh ra trongquá trình xử lý.

Các thiết bị sục khí phải cung cấp đủ oxy cần thiết và khuấy trộn hiệu quả.Năng lượng tối thiểu cho khuấy trộn khoảng 2W/m3

Ưu điểm của hồ sục khí là ít nhạy cảm với các chất độc, sự thay đổi pH vàtải cũng như nhu cầu dinh dưỡng thấp và sinh ra ít bùn

Nhược điểm của hồ là cần một diện tích rộng và nhạy cảm với nhiệt độ thấp(thời tiết lạnh) cũng như tiêu thụ nhiều năng lượng

3.2.1.3 Hoạt hoá bùn

Bùn hoạt tính là loại bùn xốp chứa nhiều vi sinh có khả năng oxy hoá vàkhoáng hoá các chất hữu cơ trong nước thải

Trong xử lý bằng bùn hoạt hoá, nước thải và các vi sinh vật được sục khítrong một bể trước khi đưa tới thiết bị làm trong (clarifier) nơi mà sinh khối đượctách khỏi dịch lỏng Phần chính của sinh khối được tuần hoàn lại bể sục khí, cònphần bùn dư được rút ra tỉ lệ với sự sản sinh tế bào mới Sự sục khí phục vụ haimục đích là cung cấp oxy cần thiết cho quá trình phân huỷ và khuấy trộn trong bể

Quá trình hoạt hoá bùn sinh ra nhiều bùn hơn các hồ sục khí và khi xử lýdòng thải nhà máy bột giấy và giấy bằng phương pháp này cần thêm dinh dưỡngcần thiết đảm bảo tỉ lệ thông thường là BOD5:N:P =100:5: 1 Nhu cầu dinh dưỡngtrong phương pháp này cao hơn so với các phương pháp xử lý sinh học khác nhưngnó lại ít nhạy cảm với các hiệu ứng nhiệt độ hơn Vùng nhiệt độ tối ưu là 30 – 35oC

Oxy tinh khiết có thể sử dụng để thay cho không khí trong quá trình hoạt hoábùn Những hệ thống như vậy được áp dụng cho tải lớn và ít nhạy cảm với các thayđổi lớn của các chất hữu cơ

Bảng 9 Các thông số thiết kế thông thường cho các công trình xử lý hiếu khí

Thông số Đơn vị

Hồ oxy hoávà hồ hỗnhợp

Hồ sục khí Hoạt hoá bùn

Thời gian lưu ngày 7 – 50 3 – 10 0.1 – 0.4

Tải BOD5 g/m3, ngày 2 – 10 40 – 200 1000 – 4000

Giảm

Tải bề mặt

Đặc điểm và nguyên lý làm việc của Aerotank :

 Bể phản ứng sinh học hiếu khí là công trình bê tông cốt thép hình khối chữnhật hoặc hình tròn được sục khí để tăng cường oxy hoà tan và tăng cườngquá trình oxy hoá các chất hữu cơ có trong nước

 Nước thải (sau khi qua xử lý sơ bộ) còn chứa phần lớn các chất hữu cơ hoàtan và các chất lơ lửng đi vào Aerotank Quá trình oxy hoá các chất hữu cơxảy ra qua ba giai đoạn :

o Giai đoạn 1 : tốc độ oxy hoá bằng tốc độ tiêu thụ oxy Ở giai đoạn

này, bùn hoạt tính hình thành và phát triển Hàm lượng oxy cần cho visinh vật sinh trưởng trong thời gian này rất ít do vi sinh vật cần thờigian thích nghi với môi trường Sau khi đã thích nghi với môi trường

nước thải, chúng sinh trưởng và phát triển mạnh theo cấp số nhân vàtất nhiên lượng oxy bị tiêu thụ tăng mạnh

o Giai đoạn 2 : vi sinh vật phát triễn ổn định và tốc độ tiêu thụ oxy cũng

ở mức gần như ít thay đổi Giai đoạn này, các chất hữu cơ bị phân huỷnhiều nhất Hoạt lực enzyme của bùn hoạt tính ở giai đoạn này cũngđạt tới mức cực đại và kéo dài trong một thời gian tiếp theo Điểmcực đại của enzyme oxy hoá ở bùn hoạt tính thường đạt ở thời điểmsau khi lượng bùn hoạt tính (sinh khối của vi sinh vật) ở mức ổn định

o Giai đoạn 3 : sau một thời gian khá dài, tốc độ oxy hoá hầu như không

thay đổi và có chiều hướng giảm, tốc độ tiêu thụ oxy lại tăng cao lên.Đây là giai đoạn nitrat hoá các muối amon Sau cùng nhu cầu oxy lạigiảm và cần kết thúc quá trình làm việc của Aerotank (làm việc theomẻ)

Lưu ý : Sau khi oxy hoá được 80 – 95% BOD trong nước thải, nếu không

khuấy đảo hoặc thổi khí, bùn hoạt tính sẽ lắng xuống đáy, cần phải lấy bùn cặn ranếu không sẽ gây ô nhiễm thứ cấp do hiện tượng tự phân của vi sinh vật trong bùn(chiếm 70% khối lượng cặn bùn)

Các yếu tố làm ảnh hưởng đến khả năng làm sạch nước thải của Aerotank

 Lượng oxy hoà tan trong nước : điều kiện đầu tiên để đảm bảo choaerotank có khả năng oxy hoá các chất bẩn hữu cơ với hiệu suấtcao là phải đảm bảo cung cấp đủ oxy hoà tan trong môi trườnglỏng cho các vi sinh vật hiếu khí trong bùn hoạt tính Lượng oxy cóthể coi là đủ khi nước thải ra khỏi bể lắng 2 có nồng độ oxy hoàtan là 2mg/l

 Thành phần dinh dưỡng đối với sinh vật :

Trong nước thải có chứa các thành phần dinh dưỡng bao gồm chủ yếu lànguồn cacbon (cơ chất hay chất nền được thể hiện bằng BOD) – chất hữu cơ dễ bịphân huỷ bởi vi sinh vật, nitơ ( ở dạng NH4+) và phospho (ở dạng muối phosphate)và một số các chất khác như Mg, K, Ca, Mn, Fe, Co, … Thông thường các nguyên tốnày ở dạng ion đều có mặt trong nước thải và đôi khi vượt quá nhu cầu sinh lý của

vi sinh vật

Thiếu dinh dưỡng trong nước thải sẽ làm giảm mức độ sinh trưởng, pháttriển của vi sinh vật mà biểu hiện của nó là sự suy giảm lượng bùn hoạt tính tạothành, kìm hãm và ức chế quá trình oxy hoá các chất hữu cơ

o Nếu thiếu Nitơ một cách kéo dài thì ngoài việc làm cản trở quá trìnhsinh hoá, còn làm cho bùn hoạt tính khó lắng, các hạt bông bị phồnglên trôi nổi theo dòng nước ra làm cho nước khó trong và chứa mộtlượng lớn vi sinh vật, làm giảm tốc độ sinh trưởng cũng như cường độoxy hoá của vi sinh vật

o Nếu thiếu phospho thì vi sinh vật dạng sợi phát triễn làm cho bùn hoạttính lắng chậm và giảm hiệu quả xử lý

Tỉ lệ các chất dinh dưỡng cho xử lý nước thải bằng phương pháp hiếu khíđược đề xuất như sau : BOD: N : P = 100 : 5 : 1 Song, tỉ số này thường chỉ đúngcho 3 ngày đầu (là lúc vi sinh vật phát triễn mạnh và bùn hoạt tính được tao thànhnhiều nhất) Nếu quá trình xử lý kéo dài thì tỉ lệ trên cần đổi thành 200 : 5 : 1 (thờigian xử lý có thể đến 20 ngày) Để cân đối dinh dưỡng N và P có thể dùng urehoặc supephosphat để bổ sung vào nước thải

Nồng độ cho phép của chất bẩn hữu cơ có trong nước thải để đảm bảo choAerotank hoạt động có hiệu quả :

Nồng độ cơ chất trong môi trường ảnh hưởng nhiều tới đời sống vi sinh vật vìchúng đều có nồng độ cơ chất tới hạn hoặc cho phép Nếu vượt quá thì vi sinh vật

sẽ bị ức chế các quá trình sinh lý, sinh hóa trong tế bào và ảnh hưởng xấu đến quátrình trao đổi chất, quá trình hình thành enzyme và có thể gây chết.

Các chất có độc tính ở trong nước thải ức chế đến đời sống của vi sinhvật :

Để đảm bảo cho bùn hoạt tính được hình thành và hoạt động bình thườngtrong nước thải thì cần xác định độc tính đối với vi sinh vật Việc này chỉ cho tathấy loại nước thải nào có thể xử lý bằng kỹ thuật bùn hoạt tính trong Aerotank chứkhông cho ta biết được tính độc của các yếu tố (trong đó có kim loại nặng và cácchất độc khác) đối với vi sinh vật

pH của nước thải có ảnh hưởng nhiều đến các quá trình hoá sinh của visinh vật, quá trình tạo bùn và lắng Nhìn chung, pH thích hợp để cho xử lý ởAerotank là 6,5 – 8,5

Nhiệt độ : ảnh hưởng lớn đến hoạt động sống của vi sinh vật, đến quá trìnhhoà tan oxy vào nước và khả năng kết lắng của các bông cặn bùn hoạt tính Nhiệtđộ nước thải tốt nhất ở vào khoảng 15 – 35oC

Nồng độ các chất lơ lửng ở dạng huyền phù (SS) :

Bể Aerotank thông thường có thể xử lý hiệu quả cao với nồng độ SS ở vàokhoảng 150 mg/l Do đó, trước khi đưa nước thải vào xử lý ở Aerotank cần phảitiến hành xử lý sơ bộ để loại bỏ các vẩn cặn lớn và một phần các chất rắn lơ lửng

Phương pháp lọc sinh học dựa trên hoạt động của vi sinh vật ở lớp màng sinhhọc, oxy hoá các chất bẩn hữu cơ có trong nước thải Các màng sinh học là tập thểcác vi sinh vật (chủ yếu là vi khuẩn) hiếu khí, kị khí và tuỳ nghi Các vi khuẩn hiếukhí tập trung ở phần lớp ngoài của màng sinh học, phát triển và gắn với giá mang(là các vật liệu lọc) nên được gọi là sinh trưởng gắn kết hay sinh trưởng dính bám

 Lọc phun hay lọc nhỏ giọt (Trickling filter) :

Đây là loại bể lọc sinh học với lớp vật liệu tiếp xúc không ngập trongnước Các vật liệu lọc có độ rỗng và diện tích mặt tiếp xúc trong một đơn vị thểtích là lớn nhất trong điều kiện có thể Nước đến lớp vật liệu lọc chia thành cácdòng hoặc hạt nhỏ chảy thành lớp mỏng qua khe hở của vật liệu, đồng thời tiếp xúcvới màng sinh học trên bề mặt lớp vật liệu và được làm sạch do vi sinh vật có trênmàng phân huỷ hiếu khí và kị khí các chất hữu cơ có trong nước Các chất hữu cơ

bị phân huỷ hiếu khí sinh ra CO2 và nước, phân huỷ kị khí sinh ra CH4 và CO2 làmtróc màng ra khỏi vật mang Trên mặt giá mang (lớp vật liệu), lại hình thành mộtlớp màng mới Hiện tượng này được lặp đi lặp lại nhiều lần và giúp làm giảm hoặclàm sạch hoàn toàn các chất hữu cơ nhiễm bẩn trong nước thải

Nước thải trước khi đưa vào xử lý ở bể lọc sinh học nhỏ giọt cần phải đi quaxử lý sơ bộ để tránh tắc nghẽn các khe trong lớp vật liệu Khác với ở bể aerotank,nước ra ở bể lọc sinh học thường ít bùn cặn hơn Nồng độ bùn cặn thường là nhởhơn 500 mg/l tải trọng bề mặt của lắng đợt 2 sau lọc phun vào khoảng 16 – 25 m3/

m2.ngày

Bảng 10 Phân loại lọc phun – lọc nhỏ giọt theo tải trọng thuỷ lực hoặc theo tải

trọng chất hữu cơ

Thông số Đơn vị đo Tải trọng thấp Tải trọng caoChiều cao lớp

0,9 – 2,4 (đá)

6 – 8 (nhựa tấm)Loại vật liệu

Đá cục, thancục, đá ong,cuội lớn

Đá cục, thancục, sỏi lớn, tấmnhựa đúc, cầunhựa

Tải trọng theo

chất hữu cơ

theo thể tích

vật liệu lọc

Kg BOD5/1

m3 vậtliệu.ngày

0,08 – 0,4 0,4 – 1,6

Tải trọng thuỷ

lực trên bề mặt

của bể lắng 2

M3/m2.ngày 25 16

Hiệu quả khử

BOD sau bể

lọc và bể lắng

2

QT : lưu lượng tuần hoàn (nếu có); Q : lưu lượng nước xử lý ; tải trọng bề mặt tính bằng tỉ số của Q T SQ

, với S là diện tích bể mặt của bể lọc.

Bể lọc sinh học nhỏ giọt tải trọng thấp có hiệu quả xử lý phụ thuộc vào chếđộ tưới (tức là phụ thuộc vào vòng quay cuả thiết bị tưới), thời gian tưới gián đoạn

≤ 5 phút

Nhìn chung bể lọc nhỏ giọt có một số ưu điểm so với bùn hoạt tính :

 Giảm việc trông coi

 Tiết kiệm năng lượng, không khí được cấp trong hầu hết thờigian lọc làm việc bằng cách lưu thông tự nhiên từ cửa thông gió đi vào qua lớp vậtliệu

Các nhược điểm của bể lọc nhỏ giọt :

 Hiệu suất làm sạch nhỏ hơn với cùng một tải lượng khối

 Dễ bị tắc nghẽn

 Rất nhạy cảm với nhiệt độ

 Không khống chế được quá trình thông khí, dễ bốc mùiChiều cao hạn chế

 Bùn dư không ổn định

 Khối lượng lớp vật liệu tương đối nặng nên giá thành xâydựng cao

Tuy nhờ có sự ra đời của lớp vật liệu là chất dẻo đã khắc phục được một sốnhược điểm trên nhưng trong việc xử lý nước thải ngành giấy, phương pháp nàyđang được sử dụng ít đi vì vấn đề tắc nghẽn ở lớp vật liệu lọc và hệ thống phânphối nước

3.2.2 Các công trình xử lý kị khí

Xử lý sinh học bằng vi sinh yếm khí là quá trình phân huỷ các chất hữu cơ,vô cơ có trong nước thải khi không có oxy Quy trình này được áp dụng để xử lý ổnđịnh cặn và xử lý nước thải có nồng độ BOD, COD cao

Trong quá trình xử lý kị khí, chất hữu cơ trong dòng thải bị chuyển hoá thànhsản phẩm chính cuối cùng là CH4 và CO2 Quá trình chuyển hoá này được diễn ratheo 3 bước :

 Bước 1 : các vi sinh vật tự nhiên có trong nước thải thuỷ phân các chấthữu cơ phức tạp trong dòng thải thành các hợp chất hữu cơ đơn giảncó trọng lượng nhẹ như monosaccarite, amino axit để tạo ra nguồnthức ăn và năng lượng cho vi sinh vật hoạt động

 Bước 2 : các vi sinh vật kị khí và kể cả vi sinh vật tuỳ nghi chuyểnhoá các sản phẩm trung gian có được ở bước một thành các axit hữu

cơ bậc thấp cùng các chất hữu cơ khác như axit béo, rượu, axit amin,glyxerin, axeton, H2S, CO2, H2 Những vi sinh vật này được gọi là axitfocmo

 Bước 3 : tồn tại các vi sinh vật kị khí chuyển hoá các sản phẩm củapha axit thành CH4 (65%) và CO2 (25%) và một lượng nhỏ các khíkhác (làm cho pH môi trường chuyển sang kiềm) bằng cách tiêu thụ

hydro và acide acetide Nhóm vi khuẩn này được gọi là vi khuẩnmetan focmo

Các điều kiện ảnh hưởng đến quá trình lên men metan :

o Không có oxy

o Nhiệt độ : tối ưu đối với vi sinh vật sinh metan là 27 – 38oC và dưới

10oC thì vi sinh vật sinh metan hầu như không hoạt động

o Nguyên liệu là các loại nước thải có độ ô nhiễm cao (BOD từ 4000– 5000 mg/l) Hàm lượng chất rắn của nguyên liệu cần có là 7 – 9%và cần phải khuấy trộn để phân bố đều chất dinh dưỡng và duy trì tỉlệ COD : N : P = 350 : 5 : 1

o Nguồn nitơ tốt nhất cho lên men metan là amon cacbonat và amonclorua với tỉ số N : C tối ưu là 1 : 12 đến 1 : 20

o Môi trường pH là 6,6 – 7,5 là tối ưu Duy trì độ kiềm đủ khoảng

1000 –1500 mg/l làm dung dịch đệm nhằm ngăn pH giảm xuốngdưới 6,2

o Các ion kim loại ảnh hưởng lớn đến hoạt động của vi sinh vật metantheo thứ tự giảm dần như sau : Cr > Cu > Zn > Cd > Ni Nồng độ chophép của những kim loại này là Cr : 690; Cu : 150 – 500; chì : 900;

Zn : 690 và Ni : 73 (mg/l)  không có hàm lượng quá mức các kimloại nặng

Trong các quá trình kị khí, tốc độ tổng hợp tế bào thường chậm và cần mộtthời gian lưu lớn để loại BOD Mỗi kg COD được loại ra sẽ sản sinh 0,1 – 0,35 m3

CH4 Bùn dư dao dộng trong khoảng từ 0,05 – 0,5 kg chất rắn khô trên mỗi kg CODđược tách ra Nếu tốc độ sinh metan lớn thì tốc độ sinh bùn sẽ chậm và ngược lại.Nhiệt độ tối ưu thường là 37oC Hệ thống xử lý kị khí sử dụng năng lượng thấp hơn

so với hiếu khí Giai đoạn khởi động thường rất kéo dài nhưng một khi bùn đã thích

nghi thì nó được lưu giữ trong một khoảng thời gian dài và quá trình có thể đượcbắt đầu lại một cách nhanh chóng.

CHƯƠNG 4

ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU XUẤT XỬ LÝ CỦA HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY CỔ PHẦN GIẤY SÀI

Trong đó: Chiều dài L = 5 m

Chiều rộng là B = 4 m

Chiều cao là H= 3 m

Nhưng với lưu lượng hiện tại là Qmã

s =0.073(m3/s) thì thể tích tương ứng sẽ là :

Chiều rộng là B = 5 m

Chiều cao là H = 3 m

Do đó cần mở rộng chiều dài của bể lên 1 m,chiều rộng 1 m

 Công đoạn giấy công nghiệp có thể tích là:

V = 4.5 3  5 3 = 47.26 m3

Trong đó: Chiều dài L = 4.5 m

Chiều rộng là B = 3.5 m

Chiều cao là H= 3 m

Nhưng với lưu lượng hiện tại là Qmã

s =0.052(m3/s) thì thể tích tương ứng sẽ là:

v Q s xt 0 , 052x20x60 62 4 (m3 )







Vôùi t laø thôøi gian löu nöôùc laø t=20 phuùt

Nhö vaôy,hoâ thu caăn phại nađng leđn 62.4-47.26=15.14m3

Chón kích thöôùc môùi cụa beơ laø:

Chieău daøi L = 6 m

Chieău roông laø B = 4 m

Chieău cao laø H = 3 m

Do ñoù caăn môû roông chieău daøi cụa beơ leđn 1.5 m,chieău roông 0.5 m

4.1.2 Beơ chöùa boôt giaây:

Beơ chöa boôt giaây hieôn tái cụa cođng ty coù theơ tích laø:

Cođng ñoan sạn xuaât giaây lúa:

V=6 4  3=72m3

Trong ñoù: Chieău daøi L = 6 m

Chieău roông laø B = 4 m

Chieău cao laø H= 3m

Cođng ñoan sạn xuaât giaây cođng nghieôp:

V=2 2  5 5=25m3

Trong ñoù: Chieău daøi L = 5m

Chieău roông laø B = 2.5 m

Chieău cao laø H= 2m

Nhöng löông boôt giaây sinh ra moêi ngaøy ôû beơ tuyeơn noơi laø :

V=94.5m3/ngaøy ôû cođng ñoán sạn xuaât giaây lúa vaø ôû cođng ñoán sạn xuaât giaây cođngnghieôp laø V=29.7 øm3/ngaøy.Vì theẫ coù hieôn töôïng boôt giaây traøn ra ngoaøi,vaø hieôn nay

2 beơ naøy ñaõ xuoâng caâp neđn caăn xađy döïng lái nhö tính toaùn ôû chöông sau(chöông 5) Bảng 11: Bảng số liệu nđng cấp câc công trình

Caùc cođng trình nađng caâp

Caùcffdfdfdg cfdgdgdođng trình

Hoâ thu Beơ chöa boôt

giaây

fg th thgedê tdfsgdfghểt

tthhhh Tht nâng cấp

Thể tícfgdác công trình

côngđoạngiấylụa

Côngđoangiây cn

côngđoạngiấylụa

CôngđoangiâycnThể tích hiện có 60m

4.2 Cải tạo các công trình trong hệ thống:

Cải tạo 2 bể trung hòa thành 1 bể điều hòa:

Hiện nay công ty có 2 bể trung hòa có khích thước như sau:

Công đoạn giấy lụa là : ø Chiều dài L= 3 m

Chiều rộng là B = 2 m

Chiều cao là H= 1.5m

Công đoạn giấy cn là : Chiều dài L= 3 m

Chiều rộng là B = 2 m

Chiều cao là H=1.5 m

Do nước thải từ bể trung hòa sau khi xử lý đều đươc bơm sang bể chứa nước sảnxuất của công ty vì vậy ta nên gộp 2 nguồn nước này lại trong 1 bể điều hòa nhằmđiều hòa lưu lượng và nồng độ trước khi đưa sang bể aerotank để xử lý sinh họcBể điều hòa được tinh toán thiết kế như sau:

1 1) Thể tích bể

V = Qmaxh * t = 450 * 2 = 900 (m3

Trong đó

Qmaxh : lưu lượng giờ lớn nhất (m3/h)

t : thời gian lưu nước trong bể , chọn t = 2h, quy phạm t = 2 – 6h

1 2) Kích thước bể

Chọn hình dạng bể điều hoà là hình chữ nhật, chiều sâu bể chọn H = 5(m) Chiều dài bể chọn L= 20m, chiều rộng bể B=9m

Chọn chiều cao an toàn là hbv = 0.3 Vậy chiều cao tổng cộng của bể H = 5.3(m) Thể tích xây dựng bể điều hoà : V = B *H * L = 9 * 5.3* 20 = 954 (m3)

1 3) Tính lượng khí cần sục trong bể điều hoà

0 a) Lưu lượng khí cần cung cấp trong bể

2 Qkk = vk * V = 0.015 * 954 = 14.31 (m3/ phút)

Trong đó

vk : tốc độ cấp khí trong bể điều hoà, chọn vk = 0.015 m3/m3 phút (theo Trịnh Xuân Lai, tính toán thiết kế các công trình xửlý nước thải, 2000)

V : dung tích bể điều hoà

Chọn hệ thống cấp khí bằng nhựa PVC có đục lổ, hệ thống gồm 5 ống nhánh, các ống đặt vuông gốc với bể và đặt theo chiều dài bể

n: số ống nhánh

1 d) Đường kính ống nhánh

862 2 4

x x

3 x 2 =0.0113(m3/phút)

1 f) Số lổ trên một ống nhánh

N=

lo q

q

=02.0113.862 =253.2 Chọn 254 lỗ trên một ống

1 4) Aùp lực cần thiết cho hệ thống khí nén

H = h + h + h + H = 0.4 + 0.5 + 5.3 = 6.2 (m)

Trong đó:

hd: Tổn thất áp lực cục bộ (m)

hf: Tổn thất áp lực qua thiết bị phân phối (m), hf ≤ 0,5m; chọn hf = 0,5

Tổng tổn thất hd, hc 0,4m, chọn h≤d + hc = 0,4

H: chiều sâu lớp nước trong bể

1 5) Công suất máy khí nén

2

N=34400102(P0x.291)xq(Kw) Trong đó

Q: lưu lượng không khí cấn cung cấp.Chọn q=0.35 (m3/phút)

: hiệu suất máy nén khí Chọn  =0,7 ( 70% )

p: áp lực khí nén (atm)

33 , 10

2 6 33 , 10 33

, 10

33 , 10

4.3 Bổ sung thêm công trình xử lý:

Xây dựng phòng thí nghiệm để kiểm tra hằng ngày các chỉ tiêu nước thảitrước và sau xử lý nhằm đánh giá được hiệu suất hoạt động của từng công trình vàcủa cả hệ thống Các chỉ tiêu đó là : chất rắn (chất rắn tổng cộng – TS, chất rắnbay hơi và rắn ổn định – VS và FS, chất rắn lơ lửng và chất rắn hoà tan – SS vàTDS), nhu cầu oxy sinh hoá (BOD5, BOD20), nhu cầu oxy hoá học (COD), Nitơ,Phốtpho, độ màu, độ đục, pH, nhiệt độ… Bên cạnh đó, cần tiến hành thí nghiệmJartest để xác định liều lượng hoá chất (chất tạo bông (phèn), chất keo tụ) và pHtối ưu Việc phân tích phải được tiến hành thường xuyên và có sổ ghi riêng để lưutrữ các số liệu và những sự cố bất thường xảy ra

4.3.1 Song chắn rác:

Do còn có nhiều mảnh polime,và các sợi tạp chất có kích thước lớn trongnước thải làm nghẹt các bơm nước thải,nên trước khi nước thải theo máng vào hốthu ta cần đặt thêm song chắn rác(SCR) SCR được thiết kế như sau:

Nhiệm vụ của song chắn rác là giữ lại các tạp chất có kích thước lớn (chủ yếulà rác).

Số khe hở cần thiết của song chắn rác

1

max

vxbxh

Q kx n

b : chiều rộng khe hở thường lấy từ 16 – 25 (mm), chọn b = 20 (mm)

k : hệ số tính đền khả năng thu hẹp của dòng chảy, thường lấy k = 1,05 h1 : độ sâu nước ở chân song chắn Tính bằng độ đầy trong mương dẫn nướcđến song chắn rác

) ( 6 26 18

, 0 02 , 0 8 , 0

073 , 0 05

,

x x x

Lấy n = 26 (khe)

Chiều rộng của song chắn rác (Bs)

bxn n

dx

B s  (  1 ) d: chiều dầy thanh chắn

d= 0,008m = 8 mm

Bs = 0,008x(27–1)+0,02x27 = 0,748 (m)

chọn Bs =0.748(mm)

Tổn thất áp lực qua song chắn rác

Tổn thất áp lực qua song chắn rác sạch ứng với lưu lượng nước thải qua songcực đại có xét đến hình dạng của thanh chắn, theo PGS.TS Hoàng Huệ, xử lý nướcthải 2000

d kx

d: chiều rộng lớn nhất của thanh chắn chọn d = 0.008 (mm) =8 (m)

b: chiều rộng bé nhất của 1 khe b= 0,02(m) = 20(mm)

va : vận tốc chảy qua khe hở va = 0,8 (m/s)

 : góc nghiêng của song chắn rác so với mặt phẳng nằm ngang theo(PGS.TS Hoàng Huệ, xử lý nước thải, năm 2000) Ta có  từ 45 – 60 0, chọn  =600

1 , 0 041 , 0 ) (

41

60 sin 8 , 9 2 8 , 0 02

, 0 008 , 0 42 , 2

2 3

Bm : bề rộng mương dẫn , Bm = 0,5 (m) = 500 (mm)

Bs : chiều rộng song chắn rác ,Bs = 0,944 (m) = 944 (mm)

 : góc mở rộng trước song chắn rác Theo quy phạm  = 20

) ( 610 ) ( 61 , 0 364 , 0 2

5 , 0 944 ,

610 , 0 2

1

l    , chọn l2 = 305 (mm) Chiều dài xây dựng của mương đặt song chắn rác

L = l1l2 l bl = 0,610 + 0,305 + 1,5 = 2,415(m) = 2415 (mm)

Lbl : chiều dài phần mương đặt song chắn rác, chọn lbl= 1,5 (m) = 1500 (mm)

Chiều sâu xây dựng của mương sau song chắn rác

H = h + hs + hbvh: chiều cao lớp nước trước song chắn rác , h = 0,18(m)

hs: tổn thất áp lực qua song chắn rác , hs = 0,041(m)

hbv: chiều cao bảo vệ của song chắn rác Theo quy phạm thì hbv > 0,45m,chọn hbv = 0,5 (m) = 500(mm)

) ( 721 , 0 5 , 0 041 , 0 18

SS đầu ra hệ thống (mg/l) 210 209 240 237 220 285 280

Như vậy hàm lượng ss sau bể tuyển nổi có giảm xuống đáng kể nhưng vẫncòn rất lớn nên ta cần đặt thêm bể lắng I sau bể tuyển nổi nhằm giảm hàm lượng ssthích hợp trứơc khi dẫn nước vào công trình xử lý sinh học