Đồ án Thiết kế hệ thống xử lý nước thải, giấy tái sinh công ty giấy Tiến Phát công suất 450 m3ngày đêm full port

Và thế kỷ 20 được xem là giai đoạn cải tiến tinh vi cho nền công nghiệp này như sự phát triển của công nghệ sản xuất bột nghiền, công nghệ nấu bột liên tục, tẩy bột liên tục nhiều giai đ

CHƯƠNG 1 MỤC ĐÍCH NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Giấy là một vật phẩm cần thiết cho cuộc sống với lượng sử dụng của xã hội ngày càng tăng trên toàn cầu Các hoạt động sản xuất của nghành công nghiệp bột giấy và giấy tiêu thụ nguồn tài nguyên ở mức độ cao và có khả năng gây ra những tác động tới môi trường mà chưa được quản lý chặt chẽ

Nhiều nhà máy sản xuất giấy và bột giấy sử dụng một lượng nước đáng kể và sẽ sinh ra một lượng nước thải lớn

Nước là một nhu cầu thiết yếu cho mõi sinh vật, không có nước cuộc sống trên trái đất không thể tồn tại đươc Chính vì vậy việc bảo vệ nguồn nước, xử lý tốt lượng nước thải phát sinh trong các hoạt động sản xuất công nghiệp là việc làm cần thiết hiện nay

Nhận thức sâu sắc những vấn đề cấp bách trên tôi thực hiện đề tài: “Tính toán thiết kế Hệ thống xử lý nước thải công suất 450 m3/ngày đêm cho Công ty TNHH SX&TM Giấy Tiến Phát”

1.2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỒ ÁN

Dựa trên các kết quả phân tích một số thông số đặc trưng có trong nước thải sản xuất giấy, tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải trong điều kiện cụ thể của công ty giấy Tiến Phát hiện tại và trong tương lai

1.3 NỘI DUNG THỰC HIỆN ĐỒ ÁN

- Tổng quan về nghành sản xuất giấy và tác động tới môi trường từ hoạt động sản xuất giấy

- Thu thập các thông tin cơ bản về công ty

- Tìm hiểu công nghệ sản xuất giấy, nhu cầu năng lượng, nguyên liệu trong quá trình sản xuất

- Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải tại công ty TNHH SX&TM giấy Tiến Phát

1.4 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN

- Thu thập số liệu một số cơ sở sản xuất giấy tại Tp Hồ Chí Minh.

- Xác định, phân tích các thông số đặc trưng về tính chất hoá lý của nước thải sản xuất giấy của công ty Trên cơ sở đề xuất các biện pháp quản lý thích hợp và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho công ty sản xuất giấy Tiến Phát

- Ứng dụng các phần mềm máy tính Microsoft Word, Excel, Autocad để viết văn bản, tính toán và vẽ hệ thống xử lý, các chi tiết của hệ thống xử lý

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP GIẤY

2.1 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN NGÀNH GIẤY

Công nghiệp giấy và bột giấy đã có từ hàng nghìn năm trước đây khi giấy còn được làm từ cây cói và được coi là một phương tiện riêng dùng trong việc truyền tải thông điệp giữa các thủ lĩnh

Và thế kỷ 20 được xem là giai đoạn cải tiến tinh vi cho nền công nghiệp này như sự phát triển của công nghệ sản xuất bột nghiền, công nghệ nấu bột liên tục, tẩy bột liên tục nhiều giai đoạn, tráng giấy trên máy xeo, máy xeo lưới đôi…

Ngày nay giấy đã được sử dụng rộng rãi với số lượng lớn làm nguyên liệu đóng gói, cho các mục đích vệ sinh và là phương tiện thông tin không thể thiếu trong các hoạt động xã hội

Các loại báo, tạp chí được in từ giấy

Lượng sử dụng giấy dao động từ trên 300 kg/người.năm ở các vùng công nghiệp phát triển cao đến dưới 10 kg/người.năm ở các vùng đang phát triển trên thế giới Giấy đặt nền móng cho quá trình phát triển, có ý nghĩa quyết định đối với khả năng đọc và viết và rất quan trọng trong việc tăng cường trao đổi văn hoá và kinh doanh

Sách được làm từ giấy Giấy photo

2.2 TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ NHÀ MÁY SẢN XUẤT GIẤY ĐIỂN HÌNH TẠI TP HỒ CHÍ MINH

Nghành công nghiệp giấy và bột giấy nước ta đang phát triển rất mạnh mẽ, hiện đứng thứ 5 trong nền kinh tế của chúng ta và được xếp thứ 3 trong tốc độ phát triển của nền kinh tế

Xét riêng trên địa bàn thành phố Hồ Chí Minh nghành công nghiệp giấy được chia thành hai hình thức hoạt động sản xuất

- Các hợp tác xã và các tổ hợp sản xuất : nguyên liệu chủ yếu ở các cơ sở sản xuất này là giấy thải các loại và các chất phụ gia khác như tinh bột, nhựa thông, nhựa PE, phèn…

Các cơ sở này ít gây ô nhiễm đến môi trường vì trong quy trình sản xuất giấy tái sinh không thải ra dịch đen là loại nước thải sau nấu giấy

- Các nhà máy, công ty sản xuất giấy có quy mô điển hình như:

Công ty TNHH SX&TM Thuận Tiến gồm 3 phân xưởng, toạ lạc tại lô 2 đường 1 KCN Tân Tạo, điện thoại: 7540194, 7540192, 8558744 Công ty chuyên kinh doanh bao bì các loại, sản phẩm chính là giấy gói, giấy vệ sinh, giấy photo,…

Nguồn nguyên liệu chính: Lồ ô, tre, bột giấy nhập và các nguyên liệu phụ gia, hoá chất tẩy trắng…

DNTN Thương mại Minh Kim Long, cũng thuộc KCN Tân Tạo nhưng ở địa chỉ lô

3 đường B, điện thoại: 7505592, 7505594

Doanh nghiệp này chuyên kinh doanh các mặt hàng bao bì, sản phẩm chính là sản

xuất giấy cuộn, giấy vệ sinh và giấy bao bì Nguyên liệu: Bột giấy, giấy vụn các loại và một số nguyên liệu phụ trợ

Công ty TNHH Bao bì Tấn Thành toạ lạt tại lô III 24 cụm 4, đường 19/5A Nhóm

CN III KCN Tân Bình, điện thoại: 8155314, 8155369.

Công ty chuyên kinh doanh bao bì các loại, sản phẩm chính là bao bì nhựa, giấy

và hộp giấy Nguyên liệu: nhựa, giấy vụn, thùng làm từ bìa lượn sóng cũ và các nguyên liệu phụ gia, hoá chất…

Công ty TNHH Bao bì Giấy Vạn Hưng, địa chỉ: lô 6 đường 2, KCN Tân Tạo, điện thoại: 7508232, 7505250

Công ty chuyên sản xuất và kinh doanh các mặt hàng bao bì, sản phẩm chính là thùng carton, bao bì hộp

Nguyên liệu sản xuất: Giấy vụn các loại và một số nguyên liệu phụ trợ…

Công ty TNHH SX-TM Hoàng Trung Phát, địa chỉ: M3 KCN Lê Minh Xuân, số điện thoại: 7660586 Công ty chuyên sản xuất và kinh doanh các mặt hàng giấy

và bao bì, sản phẩm chủ yếu là giấy duplex, giấy cuộn, bao bì carton

Nguyên liệu: Bột giấy, giấy vụn, thùng làm từ bìa lượn sóng cũ và các nguyên liệu phụ gia, hoá chất…

Nhà máy giấy Xuân Đức gồm ba phân xưởng toạ lạc tại quận Thủ Đức, có diện tích mặt bằng tổng cộng 27069 m2 Sản phẩm chính của nhà máy là sản xuất bột giấy, giấy carton, giấy duplex

Nguyên liệu: Lồ ô, tre, dăm đủa, các loại giấy vụn và các nguyên liệu phụ trợ sản xuất giấy…

Nhà máy giấy Mai Lan – 129 Aâu Cơ – quận Tân Bình, tổng diện tích mặt bằng:

11700 m2 Nhà máy chuyên sản xuất các sản phẩm: Giấy vệ sinh cuộn, băng giấy vệ sinh, khăn giấy, khăn thơm…

Nguyên liệu: Lồ ô, bông phế, bột giấy, giấy vụn…

Qua sơ lược các công ty, nhà máy, cơ sở sản xuất giấy tại Tp Hồ Chí Minh, ta có thể nhận thấy rất ít các công ty sản xuất bột giấy từ nguyên liệu gỗ, nếu có sản xuất các dạng giấy trắng dùng trong photo thì đa phần đều nhập nguyên liệu bột giấy từ nơi khác Điều này một phần vì công đoạn sản xuất bột giấy, tẩy trắng bột đòi hỏi quy mô nơi sản xuất phải lớn, các quy trình, thiết bị tiên tiến giá thành cao Phần khác nước thải từ công đoạn nấu tạo ra dịch đen và nước thải sau nấu ở công đoạn tẩy trắng rất khó xử lý dễ gây ô nhiễm môi trường

Hiện nay hầu hết các nhà máy sản xuất giấy trong thành phố chưa xây dựng được hệ thống xử lý nước thải đạt hiệu quả, nhiều công ty sản xuất giấy xây dựng hệ thống xử lý nước thải không hướng đến bảo vệ môi trường chỉ nhằm mục đích đối

2.3 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BỘT GIẤY VÀ GIẤY

2.3.1 Nguyên liệu

Sản xuất giấy sử dụng ba nguồn sợi chính: nguyên liệu gỗ, các loại thực vật phi gỗ và giấy tái sinh Ngoài ra các thành phần không phải sợi giấy cũng được dùng trong sản xuất giấy để tạo thêm một số đặt tính cho giấy Các chất phụ gia này đóng vai trò quan trọng trong hệ thống sản xuất giấy Một số phụ gia bị thải ra với số lượng lớn theo dòng thải của nhà máy giấy và một số khác được giữ lại trong giấy thành phẩm

Các chất phụ gia gồm có: các chất trợ bảo lưu (phèn nhôm Al2(SO4)3, nhựa thông, tinh bột, các polyme tan trong nước hay dùng là polyacrylamid …) có tác dụng làm tăng liên kết cho sợi giấy Chất độn ( kao lanh (khoáng trong đất sét), bột hoạt thạch (talc), đá phấn ( CaCO3), đá vôi( limestone), đá hoa…) lấp vào chỗ trống giữa những xơ sợi làm trơn mịn bề mặt, cải thiện độ trắng, độ bóng của giấy

- Gỗ là nguyên liệu phổ biến nhất được sử dụng để làm giấy, được chia thành hai loại là gỗ mềm và gỗ cứng Việc sử dụng gỗ làm giấy giữa các vùng trên thế giới cũng có sự khác biệt lớn Trong tổng hàm lượng rừng trên thế giới thì nước Nga chiếm hơn một nữa lượng rừng gỗ mềm, phần lớn rừng lá rộng thì tồn tại ở vùng nhiệt đới, đặt biệt ở châu Phi và châu Mỹ la tinh

Bảng 2.1 : Sản lượng sợi giấy năm 1991 và các con số ước đoán cho năm 2010 (triệu tấn)

Loại sợi giấy Các nước phát triển Các nước đang phát triển

Nguồn: Ngành giấy tiến tới năm 2010, FAO, Rome 1994

- Nguyên liệu sợi phi gỗ là nguồn sợi thô quan trọng đối với nhiều cơ sở sản xuất bột giấy đặt biệt là ở châu Á Như tre nứa là loại cây sinh trưởng tự nhiên tại các vùng nhiệt đới, là nguyên liệu có sợi dài được sử dụng nhiều ở các nước Aán Độ, Bangladesh và Việt Nam Tại Trung Quốc hiện nay sợi phi gỗ đang chiếm phần lớn nguồn nguyên liệu thô của nghành sản xuất bột giấy và giấy

Bảng 2.2 : Các loại sợi giấy phi gỗ được quan tâm nhất trong sản xuất giấy

Nhóm Các loài cây được sử dụng

Rơm rạ và cỏ Lúa mì, gạo, cây lương thực, cỏ

Mía và lau sậy Mía, lau sậy, thân cây ngô

Cây cành gỗ Cây đay, cây lanh, cây gai dầu, bông, đậu nành

Sợi từ lá cây Lá chuối, cây sizan, henequen, cây dứa

Tre nứa Nhiều loài khác nhau

Nguồn: Kỹ thuật xenlulô và giấy, Nguyễn Thị Ngọc Bích 2003

- Các loại sợi tái sinh hiện nay là nguồn nguyên liệu quan trọng nhất cho ngành giấy ở các nước đang phát triển Giấy loại (giấy phế thải) được thu gom, mua bán để sử dụng cho các mục đích như làm nhiên liệu, vật liệu làm bao bì đóng gói…Ngoài ra việc thu hồi tái sử dụng giấy loại mang lại những lôi ích tích cực về mặt môi trường

Bảng 2.3 : Sử dụng sợi giấy tái sinh và thu hồi giấy ở một số quốc gia 1994 (tính theo triệu tấn)

Quốc gia Sàn lượng

giấy sợi tái sinh Sử dụng Tiêu thụ giấy Thu gom giấy có điều chỉnh Tỉ lệ thu hồi

2.3.2 Công nghệ sản xuất bột giấy và giấy

Đặc thù của ngành giấy nói chung là quy trình công nghệ có tính liên ngành cao, sử dụng nhiều hoá chất, nhiều mặt bằng và các thiết bị đòi hỏi mức độ cơ giới hoá cao Quy trình sản xuất giấy đi từ nguyên liệu gỗ hay từ một số thực vật phi gỗ ( tre, rơm, cỏ, bã mía…) là một quy trình phức tạp, bao gồm nhiều công đoạn

Xử lý hóa

Phương pháp kiềm, trung tính, axit (bột soda, sulfat, sulfit)

Bột giấy thô

Dịch đen, (thu hồi hóa chất)

Cl2, ClO2, NaOCl, O3, O2,

H2O2

Bột tẩy trắng

Phân tán và nghiền bột

Phối trộn phụ gia

Xeo giấy, ép, sấy

Gia keo bề mặt, cán láng (ép quang), cuộn, cắt

Nước thải (xử lý)

Báo cáo luận văn: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải, giấy tái sinh công ty giấy Tiến Phát công suất 450 mphẩm 3 /ngày đêm

Quấn cuộnXeo

Thùng carton làm từ bìa lượn sóng

cũ

Thành phẩm

2.3.3 Các công đoạn trong quy trình sản xuất bột giấy và giấy

2.3.3.1 Công đoạn sản xuất bột giấy

Công đoạn sản xuất bột giấy là giai đoạn chế biến để tách thành phần xơ sợi từ nguyên liệu gỗ hay một số thực vật bằng phương pháp hoá học hay cơ học

Trước khi đi vào quy trình chế biến bột, gỗ được bóc vỏ vì thành phần này chứa nhiều tạp chất làm ảnh hưởng đến tính chất sản phẩm và làm tiêu tốn nhiều năng lượng, hoá chất Nước rữa gỗ sau khi lắng sẽ được đưa trở lại sử dụng cho thiết bị bóc vỏ Tiếp theo là giai đoạn cắt gỗ thành dăm và sàng chọn để có dăm đồng đều

Sau đó đến quy trình xử lý nhằm mục đích làm mềm hoặc làm hoà tan phần lignin, từ đó các bó sợi sẽ được giải phóng dưới tác dụng hoá học hoặc cơ học, các sợi xenlulô sẽ được tách rời ra và tạo nên huyền phù đồng nhất trong nước Sau khi tách sợi, bột được rữa để loại bỏ các chất hoà tan

Kết thúc công đoạn tạo bột, bột giấy thường có màu nâu sẫm nên cần tiến hành quá trình tẩy trắng bột để loại bỏ màu của bột Các chất được sử dụng trong tẩy trắng bột giấy thường là Clo và chất chiết (C+E), Hypoclorit (dung dịch NaOCl), dung dịch Dioxit Clo, khí Oâxy kết hợp dung dịch NaOH…

Tuỳ theo yêu cầu cụ thể bột được tẩy trắng ở mức độ khác nhau

Bảng 2.4 : Bảng phân loại các quy trình sản xuất bột giấy với một số tính chất quan trọng ( dựa theo Haskoning, 1993)

chất

Chế biến giấy tái sinh

không có năng

lượng cơ học)

Năng lượng cơ học (hoá chất và nhiệt) Kết hợp xử lý hoá học

và cơ học

Bán hoá học Sunfit trung tính (NSSC)

Nguyên

Liệu Gỗ cứng và gỗ mềm

Cây hàng năm,

tre nứa

Gỗ cứng và gỗ mềmCây hàng năm, tre nứa Gỗ cứngCây hàng

năm, tre nứa

Tất cả các loại giấy tái sinh

Nguồn: Theo báo các kỹ thuật – Quàn lý môi trường trong công nghiệp bột giấy và giấy (Viện Khoa học và Môi trường)

2.3.3.2 Công đoạn sản xuất giấy

Công đoạn sản xuất giấy là giai đoạn tạo hình tờ giấy từ các loại bột giấy ( hay còn gọi là công đoạn xeo) Ở công đoạn này sẽ diễn ra quá trình xử lý cơ học (như quá trình nghiền), hay hoá học (như sử dụng một số phụ gia)

Bột sau khi tẩy trắng được nghiền, đây là quá trình thuỷ hoá và chổi hoá sợi, nhằm làm tăng độ liên kết sợi, cải thiện một vài tính năng cơ lý cho tờ giấy

Sau cùng là giai đoạn tạo hình tờ giấy – huyền phù bột sẽ được pha loãng, sàng lọc, phối trộn với một số phụ gia cần thiết, rồi đưa qua máy xeo giấy Trên máy xeo, hình thành băng giấy ướt, kế đó nó sẽ được ép, sấy và cuối cùng qua một số xử lý bề mặt để cho ra các sản phẩm giấy khác nhau theo yêu cầu sản xuất

2.4 TÁC ĐỘNG TỚI MÔI TRƯỜNG DO SẢN XUẤT BỘT GIẤY VÀ GIẤY 2.4.1 Sử dụng tài nguyên

Tác động môi trường chính phát sinh từ sản xuất giấy và bột giấy bắt nguồn từ việc sử dụng tài nguyên tại các nhà máy (xem hình 2.4)

Công nghiệp giấy và bột giấy dùng nguồn nguyên liệu thô chủ yếu là gỗ, tre nứa, lồ ô….Mà việc trồng trọt, chăm sóc, thu hoạch và vận chuyển nguồn nguyên liệu này có thể dẫn đến những rối loạn nghiêm trọng trong hệ sinh thái và nền sinh vật ở địa phương

Các nhà máy sản xuất giấy đã sử dụng rất nhiều nước, thải ra khối lượng nước thải lớn Điện năng được sử dụng để chạy bơm, các thiết bị tinh luyện, băng tải , trong khi đó nhiệt năng được sử dụng để tạo ra nhiệt độ cần thiết cho các phản ứng hoá học sảy ra Việc sử dụng nguồn nguyên liệu hoá thạch ( than đá để đốt lò hơi) dẫn tới những ảnh hưởng có tính khu vực hay toàn cầu

Mặt khác đầu ra chính của quá trình sản xuất ngoài bột giấy và giấy còn có một lượng các vật liệu, hoá chất còn lại và năng lượng cũng được thải vào nước và không khí gây ra các tác động xấu đến môi trường

Hình 2.4: Đầu vào và ra cơ bản của sản xuất bột giấy và giấy

Bảng 2.5 : Các nguồn tài nguyên dùng trong các quá trình tạo bột và làm giấy khác nhau

Nguồn: Theo báo các kỹ thuật – Quản lý môi trường trong công nghiệp bột giấy

và giấy (Viện Khoa học và Môi trường)

2.4.2 Chất thải khí

Các quá trình Nguyên

liệu thô là

chất

Nước (m3/t90)

Điện (kWh/t90)

Nhiên liệu (GJ/t90)

Nghiền sợi tuần

hoàn

- Giấy nâu

- Khử mực

1.1001.200

500700

4 – 6

4 – 6

1050

210

Nước Các chất và năng lượng còn lại

Ở các nhà máy sản xuất bột hoá học, như bột sulfat và sulfit các chất thải khí có thể là các phần khí xả từ phân xưởng tẩy trắng bột như Clo, đioxyt Clo, ozôn Đặc trưng hơn là khí xả và khói bụi từ quá trình xả khí khi nấu bột, đốt dịch đen trong lò thu hồi tác chất, phát thải ra một lượng các hợp chất hữu cơ bay hơi chứa nhiều chất khác nhau có thể góp phần hình thành ozôn ở tầng đối lưu hoặc ở tầng thấp sẽ trực tiếp gây ra tác động môi trường, tới cây cối và mùa màng.

Các hạt bụi cũng như các hợp chất mùi vẫn là những chất ô nhiễm gây ra tác động tới môi trường vùng lân cận của các nhà máy sản xuất giấy

Bảng 2.6 : Nguồn gốc của một số chất thải dạng khí và bụi

Hạt bụi mịn Bụi natri từ lò thu hồi dịch đen (bột

sulfat)

NO2, NO Từ tất cả các loại quá trình thiêu đốtCác chất khí có chứa lưu huỳnh ( H2S,

CH3SH, CH3SCH3, CH3SSCH3) Từ quá trình nấu bột sulfat và từ lò thu hồiCác chất hữu cơ bay hơi (VOC) Phần không ngưng từ khí xả của tháp

nấu bột và từ quá trình bay hơi dịch đen

Nguồn: Kỹ thuật xenlulô và giấy, Nguyễn Thị Ngọc Bích 2003

Ngoài ra khí thải từ các phương tiện giao thông vận tải cũng là nguồn gây ô nhiễm tới môi trường không thể khống chế một cách chặt chẽ được Khi hoạt động như vậy, các phương tiện vận tải với nhiên liệu chủ yếu là xăng và dầu diezel sẽ thải ra môi trường một lượng khói thải chứa các chất ô nhiễm không khí Thành phần khí thải chủ yếu là bụi, COx, NOx, SOx, cacbuahydro, aldehyde và quan trọng là chì

2.4.3 Chất thải rắn

Chất thải rắn được hình thành ở tất cả các công đoạn trong vòng đời của giấy và bột giấy Lượng chất thải rắn lớn nhất thải ra từ một nhà máy bột giấy thường là các loại vỏ cây và các phế liệu của nguyên liệu ban đầu Bùn vôi từ hệ thống thu hồi, các loại sợi giấy, hoá chất và bùn sinh học của công trình xử lý cuối đường ống cũng góp một phần vào lượng chất thải rắn Đồng thời phải kể đến một lượng bùn chứa sợi giấy và mực in từ công đoạn tái sinh sợi giấy

Các chất thải rắn sản sinh từ các nhà máy giấy sẽ gây ra các tác động xấu tới môi trường Ví dụ như tro, xỉ và các chất thải quá trình vô cơ khác thường đi vào đất Bùn từ xủ lý ngoại vi có thể gây ra các tác động môi trường tại điểm thải…

Bảng 2.7 : Các dạng chất thải quan trọng nhất sinh ra trong ngành công nghiệp giấy

Bùn Công trình xử lý nước thải (có sự khác nhau

giữa các loại bùn cơ học, hoá học và sinh học)Bụi và xỉ Quá trình đốt nhiên liệu

Các chất còn lại từ hệ thống

thu hồi hoá chất Hệ thống thu hồi ( tạo bột hoá học)

Bùn vôi Hệ thống thu hồi ( tạo bột Kraft)

Nguồn: Theo báo các kỹ thuật – Quản lý môi trường trong công nghiệp bột giấy và giấy (Viện Khoa học và Môi trường)

Đối với quá trình sản xuất bột từ xơ sợi tái sinh, các loại chất thải rắn phát sinh phụ thuộc chủ ỵéu vào mức độ làm trắng của dây chuyền công nghệ Bùn sinh ra từ sản xuất bột giấy loại thay đổi rất lớn theo loại giấy được sử dụng Các chất trong bùn thường gặp là đất sét, cát, các mảnh vụn plastic và các chất hữu cơ của mực in Bùn thải ra các bãi rác thường chứa trên 50% nước là điều kiện thích hợp cho các vi sinh vật hoạt động mạnh tạo ra các khí độc hại, làm phát sinh nhiều vấn đề lớn về ô nhiễm mùi hôi

Bảng 2.8 : Chất thải rắn sinh ra từ chế biến giấy loại

Dạng giấy loại Yêu cầu tạo bột Phần trăm

chất thải rắn

Hỗn hợp giấy thải sinh

Hỗn hợp giấy thải sinh

Thùng làm từ bìa lượng Bìa lót lượn sóng 10 – 15%

Giấy loại không đi từ

nguyên liệu gỗ được lựa

chọn

Các loại giấy in không

đi từ nguyên liệu gỗ 3 – 5%

Nguồn: Theo báo các kỹ thuật – Quản lý môi trường trong công nghiệp bột giấy và giấy (Viện Khoa học và Môi trường)

2.5 ĐẶC TÍNH NƯỚC THẢI NGÀNH CÔNG NGHIỆP GIẤY

Đặc tính của nước thải rất khác nhau về thành phần và hàm lượng ở từng nhà máy Nhưng đặc điểm chung là các chất gây ô nhiễm xuất phát từ gỗ và các tác chất sử dụng trong quy trình chế biến gỗ thành bột giấy và giấy Tuỳ theo từng phương pháp sản xuất bột, tuỳ theo từng công đoạn trong quy trình mà nước thải sẽ có đặc điểm khác nhau

2.5.1 Thành phần, tính chất nước thải công nghiệp giấy

- Thành phần dịch chiết từ gỗ

Tổng quát, gỗ chứa 60-80% hydrat cacbon gồm xenlulô và hêmixenlulô, 20-40% hợp chất gồm lignin và các chất nhựa và chất mang màu Thông thường gỗ cứng chứa khoảng 20%, gỗ mềm chứa 25-30% lignin, đây là thành phần chủ yếu gây ra khó khăn cho quá trình sản xuất bột giấy

Trong quá trình sản xuất bột hoá, các chất trích ly có trong gỗ sẽ tan trong dịch đen Các tác chất độc hại hiện diện trong nước thải sau giai đoạn sản xuất bột giấy là:

+ Lignin là chất có độ trùng hợp cao ở dạng vô định, thành phần chủ yếu là các đơn vị phenylpropan nối kết với nhau thành khối không gian ba chiều Lignin dễ

dị oxy hoá, hoà tan trong kiềm trong dung dịch muối sunfit hay muối của axit H2SO4 như Ca(HSO3)2 khi đun nóng

+ Các dẫn xuất từ hợp chất lignin, axit nhựa, axit béo chưa bão hoà, diterpin rượu…

+ Một phần xenlulô và hemixenlulô bị thất thoát, chúng không tan trong nước nhưng tan trong dung môi hữu cơ và bị thuỷ phân trong dung dịch kiềm hay axit loãng khi đun sôi

Lượng các chất gây ô nhiễm trong nước thải sản xuất bột giấy còn phụ thuộc vào thông số vận hành như: mức độ nghiền, thời gian tác dụng nhiệt, loại hoá chất, lượng hoá chất sử dụng…

- Thành phần dịch sau tẩy

Đối với quá trình tẩy trắng bột cơ, hàm lượng chất hữu cơ trong dịch tẩy không cao vì không có phản ứng hoà tan lignin hay hydrat cacbon Còn đối với bột hoá thì nước thải từ phân xưởng tẩy trắng bột rất khó xử lý

Trong các quy trình tẩy trắng sử dụng những tác chất tẩy có chứa Clo, việc thải ra nước nguồn phải được xử lý chặt chẽ

- Nước trắng từ máy xeo

Hệ thống nước trắng từ phân xưởng xeo chủ yếu chứa các chất rắn lơ lững như sợi mịn, chất độn, xử lý đơn giản nhất là cho lắng và lọc

2.5.2 Khả năng gây ô nhiễm nước thải ngành giấy

Sản xuất giấy là một trong những ngành công nghiệp phát sinh ra một lượng nước thải tương đối lớn Ứng với mỗi quá trình sản xuất giấy và bột giấy thì tính chất nước thải và mức độ gây ô nhiễm sẽ khác nhau

Tải lượng lớn nhất của chất hữu cơ trong nước thải là từ dịch nấu còn dư trong quá trình tạo bột bằng phương pháp sulfat hay sulfit hoá học.Việc thu hồi dịch nấu đã sử dụng trong các nhà máy nhỏ dùng nguyên liệu thô xơ sợi không có nguồn gốc từ gỗ rất ít phổ biến do thiếu hệ thống thu hồi, vì thế dịch đã sử dụng thường được thải mà không qua xử lý dẫn đến tác động nghiêm trọng tới môi trường

Nước thải từ công đoạn tẩy trắng của các nhà máy bột giấy hoá học chứa một phần lignin hoà tan và các chất tẩy trắng, đặt biệt là hợp chất clo và hypoclorit gây ra những vấn đề môi trường đặt trưng Như khi tẩy trắng với lượng lớn clo sẽ tạo ra hợp chất độc polyclorin, tồn tại rất lâu và có thể tích tụ sinh học trong các

cơ thể sống

Bảng 2.9 : Các đặt tính dòng thải của quá trình tẩy trắng bằng clo

16171516

60906060

Đồng thời nước thải trong sản xuất giấy cũng phát thải ra một lượng nitơ và photpho có thể làm tăng mức dinh dưỡng cho nguồn tiếp nhận gây hiện trạng phú dưỡng hoá.

Bảng 2.10 : Công nghệ sản xuất và tải lượng nước thải ở một số công ty giấy ở Việt Nam

Hoá nhiệt cơ

không có thu hồi

kiềm

Xút thu hồi kiềm

Xút không thu hồi

kiềm

400 – 500200

500

400 – 800

1050253

63

150 – 200

172150

Nguồn: Tổng công ty giấy Việt Nam, 2002

2.5.3 Khả năng gây ô nhiễm của nước thải sản xuất giấy dùng làm bao bì

Nước thải trong sản xuất giấy dùng làm bao bì chủ yếu phát sinh từ quá trình nghiền và xeo giấy Mức độ ô nhiễm nước thải này tuỳ thuộc vào các quá trình sản xuất của từng loại sản phẩm và các tiêu chuẩn vận hành

Qua khảo sát và kết quả phân tích thành phần nước thải cho thấy một trong các tác nhân gây ô nhiễm chính trong quá trình sản xuất giấy tái sinh là các loại phẩm màu được sử dụng trong quá trình sản xuất, đây chính là nguyên nhân gây nên độ màu của nước thải Độ màu cao làm ngăn cản sự truyền suốt của ánh sáng mặt trời, gây ức chế quá trình quang hợp của một số loài thuỷ sinh, gây nên những biến đổi hệ sinh thái dưới nước, ảnh hưởng đến đời sống con người

Mặt khác, hàm lượng chất rắn lơ lững có trong nước thải rất cao sẽ dẫn đến hiện tượng lắng đọng trong cống thoát cũng như bồi lắng trong các kênh rạch Sau một thời gian lớp cặn này sẽ hình thành một lớp mùn hữu cơ mà cấu trúc của nó là vòng benzen cùa phenol với các mạch chính Cấu trúc này làm cho lớp mùn trở nên bền vững hơn với sự phân huỷ của vi sinh vật

Nồng độ các chất hữu cơ trong nước thải là tác nhân gây ô nhiễm chính của ngành tiểu thủ công nghiệp sản xuất giấy, nó được đánh giá qua các chỉ tiêu BOD và COD

Bảng 2.11 : Các dòng nước thải điển hình của quá trình sản xuất bột giấy từ nhiều loại giấy thải khác nhau.

Nguồn: Theo sổ tay hướng dẫn xử lý ô nhiễm môi trường trong sản xuất tiểu thủCông nghiệp (Viện Khoa học và Môi trường,2002)

Dạng giấy loại BOD

(kg/tấn bột)

COD (kg/tấn bột)

Nhận xét

Hỗn hợp giấy thải sinh

hoạt 5 - 15 10 – 40 Phụ thuộc vào các chất bẩnGiấy loại từ hoạt động

thương mại 5 – 10 10 – 30 Ít bị nhiễm bẩn, phụ thuộc vào hàm lượng

các tạp chất nhỏ mịnBáo cũ 20 – 40 40 – 90 Khử mực làm tăng tải

lượng ô nhiễmThùng làm từ bìa lượn

sóng cũ 5 – 15 10 – 40 Phụ thuộc vào thành phần hồ dán và tinh bộtGiấy loại không đi từ

nguyên liệu gỗ được

chọn

5 - 50 10 - 100 Biến động lớn, phụ

thuộc vào lượng tinh bột

CHƯƠNG 3 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TY GIẤY TIẾN PHÁT

3.1 Hình thức đầu tư

- Đầu tư xây dựng: công ty sản xuất bao bì carton

- Tên gọi: CÔNG TY TNHH SX&TM GIẤY VÀ BB GIẤY TIẾN PHÁT

- Địa điểm nhà xưởng: 89 – Tam Tân _ ấp Trạm Bơm_xã Tân Phú Trung_huyện Củ Chi_TpHCM

3.2 Về hoạt động

- Công ty tổ chức sản xuất kinh doanh, hoạt động theo luật công ty và các văn bản hướng dẫn thực hiện luật này

- Luật khuyến khích đầu tư trong nước và nghị định 51/1999/NĐ-CP năm 1999 của chính phủ quy định chi tiết Luật khuyến khích đầu tư trong nước

- Công ty có tư cách pháp nhân là đơn vị kinh tế độc lập tự chủ về tài chính, hạch toán độc lập mở sổ sách thống kê theo mẫu thống nhất của Bộ tài chính có con dấu và tài khoản riêng

Công ty sản xuất giấy Tiến Phát là một công ty tư nhân, có chức năng sản xuất và kinh doanh các sản phẩm nghành giấy, đồng thời là giải quyết được một số lao động tại địa phương

Mục tiêu là sản xuất giấy bao bì carton để cung ứng thị trường trong nước Trong điều kiện sản xuất công nghiệp ngày càng phát triển và thị hiếu của người tiêu dùng ngày càng cao, công ty sẽ luôn cải tiến chất lượng cũng như mẫu mã bao bì để kịp thời đáp ứng nhu cầu thị trường

Tổng số nhân công 80 người Trong đó:

- Người làm viêc gián tiếp: 18 người

- Người làm việc trực tiếp: 72 người

Bố trí nhân công làm việc theo 2 ca:

- Ca ngày: 8h – 19h tối

- Ca đêm: 19h – 8h sáng

- Sơ đồ tổ chức và bố trí nhân sự

3.3 Sản phẩm và thị trường

-Sản phẩm: công ty sản xuất mặt hàng bao bì giấy carton phục vụ cho công ty bao

bì để làm thùng, đóng gói

-Thị trường tiêu thụ các sản phẩm của công ty chủ yếu là thị trường trong nước, cung cấp cho các nhà máy, xí nghiệp bao bì có nhu cầu cần giấy carton để làm thùng Đặc biệt là các nhà máy, xí nghiệp, các khu công nghiệp của tỉnh Bình Dương và TP Hồ Chí Minh

CHÁNH

P KẾ TOÁN

P KINH DOANH

P KẾ KỸ THUẬT-VẬT TƯ

HOẠCH-XƯỞNG SẢN XUẤT

PHÂN

XƯỞNG XEO PHÂN XƯỞNG SÓNG XƯỞNG INPHÂN

3.4 Dây chuyền công nghệ sản xuất

Phân loạiNghiền thủy lựcNghiền Hà LanLắng cátHầm quậy

Sàn rungLô lướiPha loãngÉp

Cuộn, cắtGiấy cuộn 27 tấn

Cán gợn sóng dán thành lớpCắt theo quy cách cần thiết

In ấn Đóng kim

Chất thải rắn 600kgChất thải rắn 1600kgNước sạch

Nhựa thông, phèn

Thông phân lượng

Giấy vụn

Hơi nước, nước ngưng

Hình 3.1: Dây chuyền công nghệ sản xuất bao bì, thùng carton công ty Tiến Phát

Lò hơi

Giấy vụn

30 tấn/24h

Thành phẩm

Thuyết minh dây chuyền công nghệ:

Đầu tiên, nguyên liệu giấy vụn được đưa vào hồ thủy lực để nghiền Sau khi nghiền thủy lực, tiếp tục được đưa đến hệ thống nghiền Hà lan, tại đây Nhựa thông và phèn được cho vào Giấy vụn lúc này đã được nghiền thành bột giấy mịn tiếp tục được đưa sang hồ lắng, tại đây sẽ loại bỏ những cặn có khối lượng lớn như cát, kim ghim… Các chất có trọng lượng lớn sẽ được lắng xuống đáy Tiếp tục, phần còn lại sẽ được đưa qua hầm quậy, đến thông phân lượng rồi qua sàn rung, tại đây sẽ lọc những tạp chất nổi lên trên bề mặt nước Tất cả còn lại sẽ theo đường ống đến thùng chứa bột cho lô lưới, tại đây bột được pha loãng, những tạp chất hoặc cặn có đường kính lớn được giữ lại Khi lô lưới quay, bột được quết lên mền, phía trên là một trục quay đè lên mền có nhiệm vụ ép bột được quết nằm dưới mền dính vào mền, phía dưới là lô lưới quay liên tục Giấy ướt nằm dưới mền được đưa đến lô sấy lớn sau đó qua lô sấy nhỏ rồi đến trục quay cuộn giấy xeo( giấy ruột) lại thành từng cuộn giấy lớn Giấy cuộn được đưa qua máy cắt giấy theo từng khổ khác nhau theo nhu cầu

Cuộn giấy xeo được đưa qua phân xưởng sóng, cán gợn sóng dán thành lớp carton

3 hoặc 5 lớp tùy theo yêu cầu Những miếng carton này sẽ được ép cho chắc và xén khổ cần thiết, sau đó được đưa qua xưởng in ấn, đóng kim, dán mép thùng carton Cuối cùng cho ra những sản phẩm thùng carton hoàn chỉnh

Qui trình sản xuất giấy

Dây chuyền sản xuất phân xưởng XEO:

Nhiệm vụ phân xưởng này là sản xuất ra giấy (giấy ruột) từ giấy vụn được thu mua để làm thùng carton Nên có thể cho rằng nguồn ô nhiễm từ phân xưởng này là chính Ban đầu giấy vụn được thu mua về được cho vào hồ thủy lực để nghiền

sơ bộ, sau đó được đưa đến hệ thống nghiền hà lan (nghiền mịn), tại đây nhựa thông và phèn được cho vào có nhiệm vụ tăng kết dính bột giấy lên mền Sau khi nghiền mịn sẽ được đưa sang hồ lắng để lắng những tạp chất có trọng lượng lớn như cát, kim ghim… Sau khi lắng tiếp tục được đưa sang hầm quậy, qua thông phân lượng, tiếp tục qua sàn rung, tại đây sẽ lọc những tạp chất nổi trên bề mặt cho ra ngoài Tiếp tục sẽ theo đường ống qua thùng chứa bột của lô lưới, tại đây bột được pha loãng, lô lưới quay quết bột lên mền, trục quay trên mền sẽ ép bột giấy vào mền Sau đó qua lô sấy, sấy giấy ướt thành giấy khô, cuộn cắt, cuối cùng là thành phẩm giấy cuộn

Dây chuyền công nghệ phân xưởng SÓNG:

Đây là phân xưởng sản xuất những tấm carton để làm thùng carton Nguyên liệu giấy cuộn được đem cán dợn sóng, dán thành lớp carton 3 hoặc 5 năm lớp tùy theo yêu cầu khách hàng Sau đó được cắt theo quy cách cần thiết (cắt khe), tạo thành những tấm carton

Giấy vụn Nghiền

thủy lực Nghiền Hà Lan Lắng cát

Hầm quậy

Thông phân lượng

Sàn rungLô lưới

Tấm carton

Dây chuyền công nghệ phân xưởng IN:

Tấm carton được chuyển sang xưởng in Có thể in lôgô hay nhãn hiệu theo yêu cầu của khách hàng lên trên tấm carton Sau đó những tấm carton này được đóng kim, dán mép tạo thành sản phẩm thùng carton hoàn chỉnh

3.5 Nguồn cung cấp nguyên vật liệu cho công ty

- Nguyên liệu chính phục vụ cho quá trình sản xuất giấy của Công ty Tiến Phát là giấy vụn được thu mua ở các tỉnh thành trong cả nước Do Công ty sản xuất giấy cuộn từ nguyên liệu là giấy vụn nên rất ít hóa chất phụ gia, chỉ sử dụng Phèn và Nhựa thông

- Nhiên liệu chính dùng trong sản xuất chủ yếu là than để đốt lò hơi và gas để vận hành máy dợn sóng Và nguồn nhiên liệu không thể thiếu là điện và nước.+ Điện : 167000 KW/ tháng

CHƯƠNG 4

TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI NGÀNH

CÔNG NGHIỆP GIẤY

Công nghệ sản xuất giấy và bột giấy là một trong những công nghệ sử dụng nhiều nước Nước được dùng cho các công đoạn rữa nguyên liệu, nấu, tẩy trắng, xeo giấy và sản xuất hơi nước Ở các nhà máy giấy, hầu như tất cảc lượng nước đưa vào sử dụng cuối cùng đều trở thành nước thải và mang theo các tạp chất, hoá chất, bột giấy, các chất ô nhiễm dạng hữu cơ và vô cơ Trong đó dòng thải từ các quá trình nấu bột và tẩy trắng có mức độ ô nhiễm và độc hại nhất

Xử lý nước thải sản xuất bột giấy là công việc hết sức khó khăn và tốn kém, đòi hỏi vốn đầu tư và chi phí vận hành cao

Xử lý nước thải giấy chủ yếu là tách chất rắn lơ lững và các chất hữu cơ hoà tan trong dòng thải bằng xử lý lắng, tạo bông và xử lý sinh học

Để xử lý nước thải thường ứng dụng các phương pháp sau: xử lý cơ học (vật lý), hoá học, hoá lý và sinh học

Bảng4.1: Hiệu suất xử lý của các phương pháp xử lý nước thải khác nhau

(%)

Xử lý cơ học Khử chất lơ lững

Khử BOD5Khử Nitơ

75 – 90

20 – 35

10 – 25Xử lý sinh học Khử BOD5

Kết tủa hoá học

Al2(SO4)3 hoặc FeCl3 Khử photphoKhử kim loại nặng

Khử BOD5Khử nitơ

65 – 95

40 – 80

50 – 65

10 – 60

Nitrat hoá Amoniac bị oxy hoá thành nitrat 80 – 95

Hấp thụ bằng than hoạt

Khử photphoKhử nitơKhử kim loại nặng

20 – 40

80 – 95

80 – 95

90 – 95Oxy hoá hoá học (Cl2) Oxy hoá các chất độc hại: N2… 50 – 98

Nguồn: Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, Lâm Minh Triết, 2006

4.1 Xử lý nước thải giấy bằng phương pháp cơ học

Xử lý cơ học là nhằm loại bỏ các tạp chất không hoà tan chứa trong nước thải và được thực hiện ở các công trình xử lý: song chắn rác, lưới chắn rác, bể lắng cát, bể lắng, bể lọc các loại Ngoài ra giai đoạn xử lý cơ học nước thải công nghiệp thường có bể điều hoà để điều hoà lưu lượng và nồng đô bẩn của nước thải

- Song chắn rác, lưới chắn rác

Nhằm giữ lại các tạp chất thô như rác, vỏ cây…, đảm bảo cho máy bơm và các công trình và thiết bị xử lý nước thải hoạt động tốt

+ Song chắn rác làm bằng sắt tròn hoặc vuông, khoảng cách các thanh từ 60 – 100mm để chắn vật thô và 10 – 20mm để chắn vật nhỏ hơn, thiết bị chắn rác thường đặt nghiêng theo chiều dòng chảy một góc 50 – 9O

+ Lưới chắn rác dùng loại bỏ các tạp chất rắn có kích thước nhỏ hơn

- Lắng và tạo bông cơ học

Mục đích của tạo bông cơ học là làm tăng kích cỡ của hạt trong dòng thải tạo điều kiện cho quá trình tách vật lý Thiết bị sử dụng thường là các máy khuấy tròn chậm, thời gian lưu cho giai đoạn tạo bông từ 20 – 30 phút

Lắng là phương pháp thông dụng nhất để tách các chất lơ lững trong dòng thải của công nghiệp bột giấy và giấy Để lắng được các hạt lơ lững phải có tỷ trọng cao hơn của chất lỏng và có kích cỡ đủ lớn để lắng xuống trong khoảng thời gian nhất định Thông số thiết kế quan trọng cho lắng là tải bề mặt (lưu lượng trên một đơn vị diện tích bề mặt m3/m2.h)

Quá trình và thông số thiết kế thiết bị lắng cần quan tâm:

* Độ sâu nước khoảng 4m Các bể quá nông thì khả năng lưu giữ bùn thấp, hạn chế làm đặc và nguy cơ tạo ra nhiều chất rắn lơ lững vào dòng ra bởi hệ thống rút bùn sẽ xoáy bùn lên

* Đường kính tối đa cho hệ thống lắng hình tròn là 50m, chiều rộng tối đa 30m cho loại hình chữ nhật

* Tránh thời gian lưu bùn quá lâu vì sẽ nảy sinh vấn đề mùi, bùn nổi lên

- Lọc cơ học

Các phin lọc làm việc sẽ tách các phần tử tạp chất phát tán hoặc lơ lững khó lắng khỏi nước Các phin lọc làm việc không hoàn toàn dựa vào nguyên lý cơ học Khi nứoc qua lớp lọc sẽ tạo ra lớp màn trên bề mặt các hạt vật liệu lọc Lớp màng sinh học này đã một phần biến đổi các chất hoà tan trong nước thải do quần thể vi sinh vật có trong màng Màng sinh học và chất bẩn sẽ bám vào bề mặt vật liệu lọc, bịt các khe hở của lớp lọc làm cho dòng chảy bị chậm Do đó trong quá trình làm việc cần phải rữa phin lọc và lấy các màng bẩn phía trên và cho nước rửa đi từ dưới lên trên để tách màng bẩn ra khỏi vật liệu lọc.

4.2 Xử lý nước thải giấy bằng phương pháp hoá lí và hoá học

Cơ sở phương pháp hoá học là các phần tử hoá học, các quá trình hoá lí diễn ra giữa chất bẩn với hoá chất cho thêm vào

* Tạo bông hoá học có thể được áp dụng để tách các hạt nhỏ (không thể tách

được bằng lắng hoặc tuyển nổi), một số các chất hữu cơ tan trong nước, photpho, các chất độc và các chất màu

Quá trình bao gồm các bước sau (xem hình 4.1 )

- Thêm tác nhân tạo bông trong khi khuấy chất thải

- Điều chỉnh PH tới giá trị tối ưu bằng cách thêm axit hoặc kiềm

- Tạo bông trong khi khuấy tăng kích cỡ đám bông để có thể tách được

- Tách thông thường nhờ lắng

Giá trị pH tối ưu phụ thuộc vào đặt tính nước thải, thông thường từ 5-7 đối với các muối của nhôm, 5-11 đối với các muối sắt, trên 11 đối với vôi Tác nhân keo tụ và hoá chất trung hoà thường được trộn với nước thải trong khi khuấy, thường là trong khoảng một phút

Quá trình tạo bông được hỗ trợ bằng cách khuấy động tốt, nhưng nếu khuấy động mạnh dễ làm vỡ những đám bông, keo tụ

Tổng thời gian tạo bông là 10-30 phút, các đám keo tụ tạo bông có thể được tách nhờ lắng với tải bề mặt khoảng 0.7 m/h Trong những năm gần đây tuyển nổi cũng được áp dụng khá rộng rãi để tách các đám keo tụ tạo bông

* Đông tụ là quá trình trung hoà điện tích các hạt (hay là quá trình phá vỡ tính

bền vững của các hạt keo bằng cách đưa thêm chất phản ứng gọi là chất đông tụ).Đối với đông tụ hoá học được xử dụng trong cả trường hợp xử lý đơn và trong cả trường hợp xử lý cấp ba sau xử lý sinh học

Trong trường hợp xử lý đơn lẽ, nó được áp dụng để xử lý dòng thải bị nhiễm bẩn nhẹ ví dụ như từ nhà máy chỉ sản xuất giấy Chất keo tụ thông dụng nhất là phèn, clorua sắt, vôi và chất điện ly cao phân tử Các polyme cho vào sẽ kết hợp với một muối kim loại để làm ổn định đám keo tụ và thúc đẩy quá trình lắng

* Khử khuẩn là việc dùng các hoá chất có tính độc với vi sinh vật, tảo, động vật

nguyên sinh, giun… để làm sạch nước Các chất khử khuẩn thường được dùng là khí hoặc nước clo, nước javen, vôi clorua… Ngoài ra có thể dùng các tác nhân vật lý như tia tử ngoại… để khử trùng nước

4.3 Xử lý nước thải giấy bằng phương pháp sinh học

Chất keo tụ

Axit hoặc kiềm

Nước

vào

Bổ sung hoá chất Keo tụ, kết tụ

các đám lớn hơn Bùn

Nước đã xử lý

Gạn trong nước Tách cơ học các bông bùnHình 4.1: Nguyên tắc của kết tủa hoá học và làm trong dòng thải

Thực chất của phương pháp sinh học để xử lý nước thải là dùng khả năng sống, hoạt động của vi sinh vật để phân huỷ các chất hữu cơ bẩn trong nước thải Chúng sử dụng các hợp chất hữu cơ và một số khoáng chất làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng để phát triển các tế bào mới.

Hoạt động sinh học của vi sinh vật phụ thuộc vào các thông số như nhiệt độ, PH, loại hợp chất hữu cơ, hàm lượng dinh dưỡng và sự có mặt các thành phần chất thải độc hại Nên tách các chất rắn lơ lững có thể lắng dễ dàng bằng xử lý sơ bộ để hạn chế lượng bùn tích tụ trong hệ thống sinh học

Điều kiện để phát triển lượng vi sinh vật tối ưu cần có đủ dinh dưỡng, lượng các nguyên tố vết, pH trong khoảng 6 – 8.5

Trong nhà máy sản xuất bột giấy và giấy thường phát thải một số chất gây ảnh hưởng độc cho các quá trình sinh học như nhựa, sunfit và hydroperoxit…

Các quá trình sinh học có thể diễn ra trong các khu vực tự nhiên, hoặc các bể được thiết kế và xây dựng để xử lý nước thải

Dạng thứ nhất gồm các loại như cánh đồng tưới, cánh đồng lọc, hồ sinh vật… sẽ giải quyết vấn đề làm sạch nước thải đến mức độ cần thiết, và phục vụ tưới ruộng, làm màu mỡ đất đai và nuôi cá

Dạng thứ hai gồm các công trình như bể lọc sinh học nhỏ giọt, bể lọc sinh học cao tải, bể bùn hoạt tính, hồ sinh học thổi khí, mương oxy hoá…

- CÁC HỆ THỐNG XỬ LÝ HIẾU KHÍ

* Hồ oxi hoá và hồ hỗn hợp

Hồ oxi hoá được áp dụng để xử lý dòng thải bằng cách chứa nước thải trong hồ để xảy ra quá trình làm sạch trước khi thải ra sông

Khi xử lý nước thải cho nhà máy bột giấy và giấy các hồ này thường làm việc như là hồ hỗn hợp với lớp trên là hồ oxi hoá, lớp dưới hoạt động như hồ kỵ khí Các hồ này có công suất trên m2 rất hạn chế, chúng nhạy cảm với sự thay đổi nhiệt độ và có thể xảy ra vấn đề mùi

* Hoạt hoá bùn

Xử lý bằng hoạt hoá bùn, nước thải và các vi sinh vật được sục trong một bể trước khi đưa tới thiết bị làm trong (clarifier) nơi này sinh khối được tách khỏi dịch lỏng Phần chính của sinh khối được tuần hoàn trở lại bể sục khí, còn phần bùn dư được rút ra theo tỉ lệ với sự sản sinh tế bào mới

Khi xử lý dòng thải nhà máy bột giấy và giấy bằng phương pháp hoạt hoá bùn cần thêm dinh dưỡng vào, tỉ lệ thông thường là BOD5:N:P = 100:5:1

* Lọc nhỏ giọt và màng sinh học chìm

Quá trình này là việc sử dụng một lượng nhất định các vi sinh vật trong thiết bị lọc tia hay màng cố định Thiết bị có cấu trúc thích hợp được nhồi vật liệu trơ và màng sinh học sẽ phát triển trên đó

Nước thải được phân phối qua bề mặt trên của vật liệu lọc và dòng nước sẽ chảy qua bề mặt vật liệu nhồi, ở đây tạo thành màng lỏng mỏng Một lượng nước đã được xử lý được tuần hoàn lại qua lọc để tăng tải của dòng

Quá trình này phụ thuộc vào những khối vật liệu làm môi trường bằng nhựa chìm trong bể sục khí

- HỆ THỐNG XỬ LÝ KỴ KHÍ

Đặc điểm của nước thải giấy thường có tỷ lệ BOD5 : COD < 0.55 và hàm lượng COD > 1000 mg/l Do vậy trong xử lý cơ bản (xử lý bậc II bằng phương pháp sinh học thường có hai công đoạn: công đoạn xử lý kỵ khí (metan hoá) đặt trước, công nghệ xử lý hiếu khí đặt sau trong quy trình công nghệ

Trong quá trình xử lý kỵ khí, các chất hữu cơ trong dòng thải bị chuyển hoá thành sản phẩm chính cuối cùng là mêtan và cacbon đioxit Quá trình này được tiến hành không có oxi, nhờ những nhóm vi sinh vật khác nhau Tốc độ sinh bùn thấp hơn so với các quá trình hiếu khí

Hệ thống xử lý bao gồm các hồ kỵ khí hoặc các thiết bị phản ứng tốc độ cao, UASB…

Đặc biệt quá trình xử lý bùn kỵ khí ngược dòng (UASB) ban đầu được triển khai để xử lý nước thải của đường, hiện được áp dụng với nhiều ngành khác ví dụ như giấy Nước thải được đưa vào đáy của thiết bị chảy ngược qua tầng bùn, sỏi hạt Phần bên trong của thiết bị được khuấy nhờ khí sinh ra Trên đỉnh thiết bị có một thiết bị đặt biệt để tách khí, chất lỏng và bùn

4.4 Giảm thiểu ô nhiễm

Đối với nhà máy sản xuất bột giấy, trong công đoạn nấu có phát sinh ra một lượng dung dịch đen rất giàu lignin ( loại hợp chất hữu cơ từ thực vật rất khó phân

- Có thể thay hoá chất tẩy Clo bằng H2O2, O3 Vì dùng Cl2 để tẩy trắng và tiệt trùng có thể sinh ra các hợp chất halogen hữu cơ gây nguy cơ tích luỹ độc tính trong cơ thể người.

- Thu hồi hoá chất từ dịch đen bằng công nghệ cô đặt đốt xút hoá sẽ giảm tải ô nhiễm COD

CHƯƠNG 5

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI GIẤY

TÁI SINH CHO CÔNG TY GIẤY TIẾN PHÁT

* Qua khảo sát nước thải trong sản xuất giấy dùng làm bao bì của công ty giấy Tiến Phát chủ yếu phát sinh từ quá trình nghiền và xeo giấy Thành phần nước thải tại nhà máy có lẫn nhiều xơ, sợi xenlulozơ, nhiều chất rắn lơ lững dạng hạt, các hợp chất hữu cơ hoà tan…Tất cả đều có tác động nhất định đến môi trường và sức khoẻ con người Nên việc xử lý nước thải sản xuất giấy rất cần thiết

* Dựa trên cơ sở:

- Tình hình thực tế, khả năng tài chính của công ty

- Diện tích mặt bằng nhà xưởng sản xuất của công ty

- Thành phần tính chất nước thải từ hoạt động sản xuất của công ty

Bảng 5.1:Giá trị các thông số nước thải tại công ty sản xuất giấy Tiến Phát

Nguồn: Phòng công nghệ công ty giấy Tiến Phát

* Tiêu chuẩn xả thải vào nguồn tiếp nhận

Bảng 5.2: Giá trị giới hạn các thông số và nồng độ các chất ô nhiễm thải vào nước kênh, sông (kênh Thầy Cai) dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt

STT Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị giới hạn

Bể lắng đứng

Bể AerotankBể lắng II

Bể

tiếp

xúc

Sân phơi bùn

Không khí

Chất trợ keo tụ

SƠ ĐỒ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI PHƯƠNG ÁN 1

Đường dẫn nướcĐường dẫn khíĐường châm hoá chất

Song chắn rác

Không khí

5.1.2 Thuyết minh quy trình công nghệ phương án 1

Nước thải từ các công đoạn nghiền rửa bột giấy và xeo giấy sau khi qua song chắn rác, tại đây rác có kích thước lớn được giữ lại Sau đó nước chảy đến hố nước thải tập trung Phần nước thải tiếp tục được đưa qua bể điều hoà nhằm cân bằng lưu lượng và nồng độ Đồng thời tại bể điều hoà nước được sục bởi giàn phân phối khí đặt ở đáy bể Từ bể điều hoà nước thải được đưa đến bể trộn, tại đây nước thải được hoà trộn đều với các chất keo tụ tạo điều kiện tiếp xúc và kết dính giữa các hạt keo và cặn bẩn trong nước để tạo thành những bông cặn đủ lớn có khả năng lắng tốt Tiếp theo nước được bơm sang bể lắng I, các bông cặn lớn sẽ lắng xuống đáy bể được dẫn đến bể chứa bùn, còn phần nước thải tiếp tục được dẫn sang bể xử lý sinh lý sinh học Aerotan Trong bể Aerotan nước tiếp tục được cung cấp khí, sau đó được dẫn sang bể lắng II để loại bỏ bùn hoạt tính, một phần bùn dư ở bể lắng II được dẫn đến bể chứa bùn Phần nước sau khi được xử lý sẽ được đưa sang bể tiếp xúc nhằm khử trùng, cuối cùng nước được xả vào nguồn tiếp nhận (kênh Thầy Cai)

Phần bùn thu từ bể lắng đứng va( phần bùn cặn được lắng tư bể lắng II được đưa đến bể chứa bùn, tại đây bùn sẽ đưa ra sân phơi bùn, trong trường hợp cần thiết một phần bùn sẽ được tuần hoàn trở lại bể Aerotan để duy trì ổn định mật độ vi sinh vật, bùn sau xử lý được dùng san lấp nền Đồng thời một lượng nước rỉ từ bể chứa bùn được dẫn sang bể điều hoà để xử lý nước tiếp

5.2 Phương án 2

5.2.1 Sơ đồ công nghệ cho phương án 2

SƠ ĐỒ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI PHƯƠNG ÁN 2

Ghi chú:

Đường dẫn nướcĐường dẫn khíĐường châm hoá chấtĐường dẫn bùn

Đường tuần hoàn nước

Bể lắng cát thổi khí

Sân phơi cát

Hố thu nước Bể điều hoà

Bể trộn

Bể lắng đứng

Bể lọc sinh học

Bể lắng II

Bể

tiếp

xúc

Sân phơi bùn

Không khí

Chất trợ keo tụ

Bể trung gianTuần hoàn nước

5.2.2 Thuyết minh quy trình công nghệ phương án 2

Nước thải từ các công đoạn sản xuất qua song chắn rác, tại đây rác có kích thước lớn được giữ lại Sau đó nước chảy đến bể lắng cát thổi khí, cát và một phần cặn được giữ lại Cát được chuyển sang sân phơi cát, còn nước tiếp tục được chuyển qua hố nước thải tập trung, tiếp tục được bơm vào bể điều hoà Tại bể điều hoà chất hữu cơ trong nước thải bị phân huỷ một phần và tại đây không khí được cung cấp bởi máy thổi khí nhằm xáo trộn hỗn hợp nước, bùn… Sau khi nước thải được điều hoà về nồng độ và lưu lượng sẽ được bơm sang bể trộn, tại bể trộn dung dịch phèn nhôm hoặc phèn sắt, dung dịch xút, polyme được châm vào nhằm cân bằng pH và trợ giúp quá trình tạo bông đạt hiệu quả Sau đó nước được đưa sang bể lắng đứng nhằm lắng các bông cặn Tiếp theo nước được bơm sang bể lọc áp lực, sau khi lọc xong nước được đưa qua bể lắng II để lắng các mảng vi sinh vật, làm sạch nước Nước sau khi xử lý được dẫn sang bể tiếp xúc và đưa ra nguồn tiếp nhận là kênh Thầy Cai

Phần bùn thu từ bể lắng đứng và phần bùn cặn được lắng từ bể lắng II được bơm đưa ra sân phơi bùn xử lý bùn, ở phương án này không có sự tuần hoàn bùn từ bể lắng II sang bể lọc sinh học Phần nước rỉ được tuần hoàn về bể lắng đứng tiếp tục xử lý

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

5.3 TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH CHO PHƯƠNG ÁN 1

5.3.1 Mương dẫn nước thải đến song chắn rác

Nước thải sau khi qua ngăn tiếp nhận được dẫn đến song chắn rác theo mương tiết diện hình chữ nhật Kết quả tính toán thuỷ lực như sau:

Thông số thiết kế: Qng-đ = 450 m3/ng.đêm = 0.0052 m3/s

• Diện tích tiết diện ướt (w)

Q: lưu lượng tính toán (m3/s)

V: vận tốc chuyển động của nước thải trước song chắn rác (m/s)

Quy phạm là 0,6 – 1 (m/s) Chọn vận tốc tối ưu là V=0,6 (m/s)

Thiết kế mương dẫn có chiều rộng b= 0,4 (m)

• Chiều sâu mực nước trong mương dẫn

• Hệ số sêzi (C)

n : hệ số nhám, n = 0,013

y : hệ số phụ thuộc vào hệ số nhám

Do R= 0,01< 1 nên ta áp dụng công thức:

Bảng 5.3.1: Tính toán thuỷ lực của mương dẫn nước thải đến song chắn rác

Các thông số tính toán Kí hiệu Giá trị Đơn vị

Lưu lượng tính toán

0,00520,0030,40,60,0210,48

m3/s

000

mm/smm

5.3.2 Song chắn rác

Song chắn rác có chức năng giữ lại các thành phần rác có kích thước lớn như lá cây, bao nilông… Nhờ đó tránh làm tắt bơm, nghẽn đường ống hoặc kênh dẫn Đây là bước quan trọng nhằm đảm bảo an toàn và điều kiện làm việc thuận lợi cho cả hệ thống xử lí nước thải

• Số khe hở cần thiết của song chắn rác

Qmax= 0,0052 (m/s)

V: vận tốc trung bình qua khe hở của song chắn rác Thường lấy từ 0,6 – 1 m/s chọn V= 0,6 m/s

b: chiều rộng khe hở thường lấy từ 2,5 – 50 (mm) Chọn b= 30 (mm)

k: hệ số tính đền mức độ cản trở dòng chảy; k= 1,05

h1: độ sâu nước ở chân song chắn Tính bằng độ đầy trong mương dẫn nước đến song chắn rác

• Chiều rộng của song chắn rác (Bs)