THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY GIẤY CÔNG BÌNH CÔNG SUẤT 200M 3 NGÀY.ĐÊM

Trình bày quy trình sản xuất và khả năng gây ô nhiễm của Công ty giấy Công Bình từ đó nêu bật lên ý nghĩa của sự cần thiết phải xử lý nước thải nhằm bảo vệ môi trường.. Độc tính của các

KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN



KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI

THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY

GVHD: ThS Nguyễn Văn Hiển

Họ và tên : Lưu Thế Phương Lớp : DH07MT

Ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG MSSV: 07131146

TP.HCM, Tháng 7/2011

Trong suốt bốn năm học tập tại trường Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh em đã được quý Thầy Cô, đặc biệt là các Thầy Cô Khoa Môi Trường và Tài Nguyên, trang bị một hành trang vào đời quý báu Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô đã tận tình giảng dạy, truyền đạt những kiến thức hữu ích giúp em hoàn thành tốt Luận văn tốt nghiệp này

Em xin chân thành cảm ơn Thầy hướng dẫn Nguyễn Văn Hiển đã tận tình hướng dẫn, cung cấp tài liệu và đóng góp nhiều ý kiến thiết thực trong suốt quá trình thực hiện Luận văn Đồng thời, em xin cám ơn các cô chú, anh chị trong Ban giám đốc và toàn thể nhân viên thuộc Công Ty giấy Công Bình đã nhiệt tình hướng dẫn và cung cấp số liệu giúp em hoàn thành tốt Luận văn này

Cuối cùng, xin được cảm ơn các bạn bè cùng lớp Môi Trường DH07MT đã động viên, ủng hộ và giúp đỡ tôi trong suốt năm năm học tập vừa qua

TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Luận văn này được thực hiện nhằm nêu lên hiện trạng ô nhiễm môi trường gây nên bởi ngành công nghiệp sản xuất giấy Đặc biệt đi sâu vào khảo sát, nghiên cứu cụ thể đối với Công ty giấy Công Bình, để đề xuất một quy trình xử lý thích hợp áp dụng cho Công ty giấy Công Bình

và các nhà máy khác có công nghệ sản xuất tương tự

Phần đầu của Luận văn là các điều tra về hiện trạng và sự phát triển của ngành công nghiệp sản xuất bột giấy và giấy Trình bày quy trình sản xuất và khả năng gây ô nhiễm của Công

ty giấy Công Bình từ đó nêu bật lên ý nghĩa của sự cần thiết phải xử lý nước thải nhằm bảo vệ môi trường

Phần tiếp theo trình bày tóm tắt các phương pháp xử lý nước thải cũng như ưu, nhược điểm của từng phương pháp

Phần kế tiếp đề xuất quy trình công nghệ xử lý nước thải thích hợp cho Công ty giấy Công Bình

Cuối cùng là phần tính toán thiết kế các công trình đơn vị và tính toán kinh tế, đồng thời đưa ra một số kết luận và kiến nghị cần thiết

KÝ HIỆU VIẾT TẮT

BOD : Biochemical Oxygen Demand – Nhu cầu ôxy sinh hóa, mgO2/L

COD : Chemical Oxygen Demand – Nhu cầu ôxy hóa học, mgO2/L

DO : Dissolved Oxygen – Ôxy hòa tan, mgO2/L

F/M : Food/Micro-organism – Tỷ số giữa lượng thức ăn và lượng vi sinh vật trong

mô hình

MLSS : Mixed Liquor Suspended Solid – Chất rắn lơ lửng trong bùn lỏng, mg/L

MLVSS : Mixed Liquor Volatile Suspended Solid – Chất rắn lơ lửng bay hơi trong bùn lỏng, mg/L

SS : Suspended Solid – Chất rắn lơ lửng, mg/L

VS : Volatile Solid – Chất rắn bay hơi, mg/L

SVI : Sludge Volume Index – Chỉ số thể tích bùn, mL/g

PAC : Poly Aluminium Chloride

SVTH: LƯU THẾ PHƯƠNG Trang 1

Mục lục

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 3

1.1 Đặt vấn đề 3

1.2 Mục đích 3

1.3 Phạm vi 4

1.4 Giới hạn 4

1.5 Phương pháp thực hiện 4

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VÀ HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC THẢI NGÀNH GIẤY VÀ TẠI CÔNG TY GIẤY CÔNG BÌNH 5

2.1 Tổng quan về công nghiệp sản xuất bột giấy và giấy 5

2.1.1 Nguyên liệu 5

2.1.2 Công nghệ sản xuất giấy và bột giấy 8

2.1.2.1 Công nghệ sản xuất bột giấy 8

2.1.2.2 Tẩy bột 10

2.1.2.3 Nghiền bột, phối chế và xeo giấy 10

2.2 Hiện trạng ngành công nghiệp sản xuất bột giấy và giấy ở Việt Nam 13

2.3.Các vấn đề môi trường 16

2.4 Tổng quan về Công ty giấy Công Bình 17

2.4.1 Vị trí địa lý 17

2.4.2 Cơ sở vật chất tại công ty 18

2.4.2.1 Diện tích khu vực sản xuất 18

2.4.2.2 Nguyên, vật liệu, thiết bị sản xuất và sản phẩm 18

2.4.3 Quy trình công nghệ sản xuất tại công ty 19

2.4.3.1 Quy trình sản xuất 19

2.4.3.2 Nguyên vật liệu được lưu trữ, sử dụng 22

2.4.3.3 Nhu cầu sử dụng năng lượng, nước sinh hoạt 22

2.5 Hiện trạng môi trường nước thải tại công ty 23

2.5.1 Hiện trạng ô nhiễm nước thải 23

2.5.2 Nhiệm vụ đặt ra 24

2.6 Công nghệ xử lý nước thải tại một số công ty trong ngành sản xuất giấy 25

2.6.1 Nhà máy giấy Tiền Vĩnh Thành 25

2.6.2 Công ty giấy Hòa Phương 25

2.6.3 Nhà máy sản xuất giấy và bột giấy Xuân Đức 26

CHƯƠNG 3 ĐỀ XUẤT VÀ TÍNH TOÁN CÁC PHƯƠNG ÁN XÂY DỰNG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO CÔNG TY GIẤY CÔNG BÌNH 27

3.1 Tính chất và lưu lượng nước thải 27

3.1.1 Nguồn gốc phát sinh nước thải 27

3.1.2 Thành phần, tính chất nước thải 27

3.2 Cơ sở lựa chọn công nghệ 27

3.3 Các thông số thiết kế 28

3.4 Sơ đồ công nghệ 29

3.5 Tính toán các công trình đơn vị 30

3.5.1 Tính toán phương án 1 30

3.5.1.1 Lưới chắn rác tinh 30

3.5.1.2 Bể điều hòa 32

3.5.1.3.Bể keo tụ 39

3.5.1.4 Bể lắng 1 (lắng đứng) 46

3.5.1.5 Bể AEROTANK 52

3.5.1.6 Bể lắng đợt II 63

3.5.1.7 Bể chứa bùn 68

3.5.2 Tính toán phương án 2 69

3.5.2.5 Bể SBR 69

3.5.2.6 Bể khử trùng (Ozone) 81

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN KINH TẾ 83

4.1.Chi phí ban đầu 83

4.2.Chi phí quản lý vận hành 84

4.2.1 Chi phí nhân công 84

CHƯƠNG 5 QUẢN LÝ VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY GIẤY CÔNG BÌNH 86

5.1 Chạy thử 86

5.2 Vận hành hằng ngày 87

5.3 Xử lý sự cố 87

CHƯƠNG 6 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 88

6.1 Kết luận 88

6.2 Kiến nghị 88

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

SVTH: LƯU THẾ PHƯƠNG Trang 3

Tuy nhiên, lượng nước thải do ngành công nghiệp này thải ra mà không qua xử lý

đã ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường nước Độc tính của các dòng nước thải từ các nhà máy sản xuất bột giấy và giấy là do sự hiện diện một hỗn hợp phức tạp các dịch chiết trong thân cây bao gồm : nhựa cây, các axit béo,lignin … và một số sản phẩm phân hủy của lignin đã bị clo hóa có trọng lượng phân tử thấp Nồng độ của một số chất từ dịch chiết có khả năng gây ức chế đối với cá Khi xả trực tiếp nguồn nước thải này ra kênh rạch sẽ hình thành từng mảng giấy nổi lên trên mặt nước, làm cho nước có độ màu khá cao và hàm lượng DO trong nước hầu như bằng không Điều này không những ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường sống của sinh vật nước mà còn gián tiếp ảnh hưởng đến sức khỏe của người dân trong khu vực

Hiện nay, hầu hết các nhà máy giấy đều chưa xây dựng hệ thống xử lý nước thải hoặc nếu có thì xử lý không đạt tiêu chuẩn thải ra nguồn tiếp nhận, Công ty giấy Công Bình là một trong số những nhà máy đó

1.2 Mục đích

Với hiện trạng môi trường như vậy, vấn đề nghiên cứu công nghệ thích hợp xử lý nước thải cho ngành công nghiệp sản xuất giấy là hết sức cần thiết Đề tài này được thực hiện nhằm mục đích nghiên cứu và đề xuất công nghệ xử lý thích hợp, khả thi cho một trường hợp cụ thể, đó là Công ty giấy Công Bình

1.3 Phạm vi

Việc ứng dụng công nghệ xử lý chung cho một ngành công nghiệp rất khó khăn,

do mỗi nhà máy có đặc trưng riêng về công nghệ, nguyên vật liệu sản xuất, … nên thành phần và tính chất nước thải thường khác nhau Phạm vi ứng dụng của nghiên cứu là xử lý nước thải Công ty giấy Công Bình đặt tại Phường Linh Xuân – Quận Thủ Đức – TPHCM

1.4 Giới hạn

Quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp có một số giới hạn như sau :

+ Thời gian thực hiện ngắn

+ Khả năng đầu tư hệ thống xử lý nước thải của Công ty

+ Diện tích dùng để bố trí hệ thống xử lý nước thải

1.5 Phương pháp thực hiện

Thu thập số liệu, tài liệu về các hoạt động, các dự án của công ty, các công nghệ

xử lý của các công ty sản xuất giấy khác

SVTH: LƯU THẾ PHƯƠNG Trang 5

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VÀ HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC THẢI NGÀNH GIẤY VÀ TẠI CÔNG TY GIẤY CÔNG

Các loại gỗ : Bạch đàn, bồ đề, mỡ, keo,…

Các thực vật ngoài gỗ : Tre nứa, bã mía, rơm rạ,…

Các vật liệu tái sinh : Vải vụn, giấy vụn, giấy đã sử dụng,…

Trong đó, gỗ là nguồn cung cấp sợi quan trọng nhất Thành phần hóa học cơ bản của gỗ bao gồm:

Cellulose

Cellulose là một carbohydrate, thành phần phân tử bao gồm các nguyên tố carbon, hydrogen và oxygen Phân tử cellulose do nhiều phân tử đường glucose tạo thành nên còn được gọi là polysaccharide

Công thức hóa học của cellulose là (C6H10O5)n, trong đó n thay đổi tùy theo loại

gỗ Thông thường các sợi cellulose dùng trong sản xuất giấy có giá trị n nằm trong khoảng 600 – 1500

Cellulose rất dễ thủy phân thành đường glucose (C6H10O5) trong môi trường axit Tính chất của các vật liệu bằng cellulose phụ thuộc nhiều vào khối lượng phân tử của nó Khối lượng phân tử càng thấp thì độ bền của sợi cellulose càng giảm

Hemicellulos

Các chuỗi cellulose dạng dài được gọi là alpha cellulose Các chuỗi cellulose ngắn hơn thường được gọi chung là hemicellulose Thông thường, người ta chia hemicellulose

thành 02 loại :

Beta cellulose (giá trị n nằm trong khoảng 15 – 90)

Gamma cellulose (giá trị n nhỏ hơn 15)

Trái với cellulose – là polymer của một đường đơn duy nhất (glucose), hemicellulose là các polymer của 05 loại đường khác nhau :

Hexose : Glucose, mannose, galactose

Pentose : Xylose, arabinose

Một số hemicellulose liên kết với các cellulose, số còn lại chủ yếu là liên kết với lignin

Trong quá trình sản xuất bột giấy từ gỗ bằng phương pháp hóa học, số lượng, vị trí

và cấu trúc của hemicellulose thường thay đổi đáng kể Thông thường, hemicellulose dễ

bị phân hủy và hòa tan hơn cellulose nên hàm lượng của chúng trong bột giấy luôn thấp hơn trong gỗ

SVTH: LƯU THẾ PHƯƠNG Trang 7

Về cấu tạo hóa học, lignin là một polymer thơm bao gồm các đơn vị phenyl propane liên kết với nhau trong không gian 03 chiều

Extractive

Ngoài holocellulose và lignin, trong các sợi gỗ còn có chứa một số chất khác như acid béo, nhựa cây, phenol, rượu, protein,…Hầu hết các chất này tan trong nước và được gọi chung là extractive

Hình 1 Sơ đồ tóm tắt thành phần hóa học của gỗ:

Arabin ose

Glucose

2.1.2 Công nghệ sản xuất giấy và bột giấy

2.1.2.1 Công nghệ sản xuất bột giấy

a Nghiền bột từ sợi tái chế

Trong nhiều năm qua, việc sử dụng sợi tái chế để sản xuất bột giấy và xeo giấy đã trở nên phổ biến Việc sử dụng loại vật liệu này trong thời gian gần đây đã tăng lên đáng

kể Các phát triển công nghệ hiện đại tập trung chủ yếu vào việc nâng cấp chất lượng bột giấy từ các vật liệu tái chế và chính do thành công trong lĩnh vực này đã dẫn đến việc sử dụng rất rộng rãi loại bột giấy từ sợi tái chế

Bột giấy để sản xuất các vật liệu làm hộp và giấy gói có thể làm từ bất kì loại sợi thứ cấp nào mà không cần phân loại nhiều Giấy thải được thu gom rời và đôi khi được bó thành kiện để dễ dàng vận chuyển Giấy thải được lưu kho, thành đống Máy nghiền bột

cơ học được sử dụng để nghiền giấy, trộn nước và chuyển hóa thành một hỗn hợp đồng nhất, có thể bơm như nước Các chất nhiễm bẩn nặng như cát, sỏi,… được thải bỏ khi chảy lơ lửng trong hệ thống máng Tại đây các chất nặng sẽ lắng xuống và lấy ra khỏi hệ thống theo định kì Sợi được phân loại riêng dưới dạng huyền phù nhẹ, sau đó được chảy qua một loạt các sàng lọc có lớp tấm đục lỗ Ở đây các chất nhiễm bẩn nhẹ hơn, nhưng lớn hơn sợi sẽ bị loại ra Trong một số qui trình công nghệ cần phải có sản phẩm thật sạch, thì phải có một loạt các cyclon làm sạch đặt sau các sàng lọc Ở công đoạn này, người ta phải sử dụng một máy lọc tinh cơ học hoặc khử mảnh vụn nhằm đảm bảo sao cho các sợi tách rời nhau và có thể tạo ra đủ độ bền liên kết giữa các sợi trong giấy Cách sản xuất này rất phù hợp trong việc sản xuất các loại bao gói

b.Nghiền bột cơ học

Trong nghiền bột cơ học, các sợi chủ yếu bị tách rời nhau do lực cơ học trong máy nghiền hoặc trong thiết bị tinh chế Qui trình công nghệ nguyên thủy là gia công gỗ tròn

SVTH: LƯU THẾ PHƯƠNG Trang 9

bằng đá – gỗ được ép bằng đá nghiền quay tròn Công nghệ này làm ra loại bột giấy có độ dai tương đối thấp

Ở các máy tinh chế TMP (Thermal Mechanical Pulping) và các máy nghiền áp lực cách xử lý cơ học được tiến hành ở áp lực và nhiệt độ cao, do vậy bột giấy có các thuộc tính độ dai tốt hơn bột giấy cơ học truyền thống Thực hiện qui trình công nghệ này ở các máy tinh chế có độ linh hoạt cao hơn trong việc lựa chọn nguyên liệu, vì sau đó có thể tận dụng vụn gỗ, cũng như các nguyên liệu sợi ngoài gỗ

Trong nghiền bột CTMP (Chemical Thermal Mechanical Pulping) chất làm nguyên liệu sợi được ngâm tẩm với các hóa chất trước khi tinh chế Và do vậy có thể làm tăng độ dai và độ sáng của bột giấy

Có thể tẩy các loại bột giấy cơ học bằng máy tinh chế hoặc bằng hệ thống tẩy riêng, hydrogen dioxide là hóa chất được sử dụng phổ biến nhất Trước công đoạn tẩy, bột giấy được xử lý để loại bỏ các kim loại nặng, chúng là xúc tác cho các phản ứng phân hủy tác nhân tẩy

c Nghiền bột hóa học và bán hóa học

Trong nghiền bột hóa học và bán hóa học, nguyên liệu sợi được xử lý với hóa chất

ở nhiệt độ và áp lực cao (nấu) Mục đích của quá trình xử lý này là nhằm hòa tan hoặc làm mềm thành phần chính của chất lignin liên kết các sợi trong nguyên liệu với nhau, đồng thời lại gây ra sự phá hủy càng ít càng tốt đối với thành phần cellulose (tăng độ dai của sợi) Cách xử lý này được tiến hành trong nồi áp suất (nồi nấu), có thể vận hành theo chế độ liên tục hoặc theo từng mẻ

Có hai loại công nghệ nghiền bột hóa học chính : các quy trình kiềm hóa (quy trình sulphate, quy trình xút) và quy trình sulphite

Trong quy trình sulphate, dịch nấu có độ kiềm cao và các thành phần hoạt tính là các ion hydroxyl, sulphite và hydrogen sulphite Các thành phần hoạt tính quá trình nghiền bột giấy bằng xút là hydroxyl và carbonate Nghiền bột giấy sulphate tạo ra loại bột giấy dai nhất trong khi nghiền bột giấy xút thích hợp hơn với các nguyên liệu chứa lignin thấp như các loại cây một năm, tre nứa,…

Các chất hoạt tính trong quy trình sulphite là sulphur dioxide tự do, sulphite hoặc ion hydrogen sulphite Bột giấy sulphite có độ sáng không tẩy cao nhất nên thường chỉ cần ít hóa chất để tẩy hơn so với bột giấy sulphate và bột giấy xút

2.1.2.2 Tẩy bột

Mục đích của tẩy bột giấy hóa học là làm sáng màu lignin tồn dư trong bột giấy sau khi nấu Để khử được lignin người ta dùng chlorine, hypochlorite, chlorine dioxide, oxygen hoặc ozone và đặc biệt là peroxide Một cách truyền thống, có thể nói rằng quy trình tẩy trắng bao gồm 03 giai đoạn chính :

Giai đoạn clo hóa, oxy hóa trong môi trường axit để phân hủy phần lớn lignin còn sót lại trong bột

Giai đoạn thủy phân kiềm sản phẩm lignin hòa tan trong kiềm nóng được tách ra khỏi bột

Giai đoạn tẩy oxy hóa để thay đổi cấu trúc các nhóm mang màu còn sót lại

2.1.2.3 Nghiền bột, phối chế và xeo giấy

Bột giấy được nghiền để có độ thủy hóa và chuỗi hóa đạt yêu cầu, được cho thêm chất độn và phụ gia (chất phủ trám,…) rồi đưa lên máy xeo để định hình tờ giấy Cuối cùng là ép vắt nước, sấy khô và cắt cuộn

Nước thải ra dưới dàn lưới xeo gọi là nước trắng, chứa nhiều hạt mịn Nước thải

SVTH: LƯU THẾ PHƯƠNG Trang 11

tương đối sạch nồng độ chất nhiễm bẩn không cao, BOD trung bình, độ màu thấp, pH gần trung tính, không chứa lignin, hàm lượng chất rắn lơ lửng cao, chủ yếu là do bột giấy và chất độn thất thoát Lượng chất rắn này có thể dễ dàng thu hồi bằng các phương pháp lắng

Hình 2 : Các dòng nước thải chính của nhà máy sản xuất bột giấy và giấy

SVTH: LƯU THẾ PHƯƠNG Trang 13

2.2 Hiện trạng ngành công nghiệp sản xuất bột giấy và giấy ở Việt Nam

Ở Việt Nam công nghiệp giấy còn rất nhỏ bé Năng lực sản xuất bột giấy đạt khoảng 150 – 170 ngàn tấn/năm, năng suất thiết kế của các cơ sơ sản xuất giấy vào khoảng 250 ngàn tấn/năm Gần đây sản lượng giấy trong nước đạt khoảng 200 – 250 ngàn tấn/năm, trong đó bột giấy khoảng 120 – 150 ngàn tấn Lượng bột giấy thiếu hụt được bù đắp bằng việc xử lý giấy cũ và bột nhập khẩu

Về sản phẩm, ngành đã sản xuất được các loại giấy chủ yếu là : giấy in báo, giấy

in, giấy viết, giấy vệ sinh – sinh hoạt, giấy bao bì, giấy vàng mã nội địa và xuất khẩu Chất lượng giấy nói chung chỉ đạt mức trung bình hoặc dưới trung bình so với khu vực

và trên thế giới Những loại giấy khác (giấy bao bì chất lượng cao, giấy kỹ thuật như : các loại giấy lọc, giấy cách điện, …) được nhập khẩu.Trung bình những năm qua, nước ta nhập khoảng trên dưới 100 ngàn tấn giấy các loại mỗi năm Tính về số giấy sản xuất trong nước thì Việt Nam mỗi năm tiêu thụ gần 300 ngàn, tính theo đầu người đạt xấp xỉ 4 kg/năm Đây là chỉ số rất quan trọng trong việc đánh giá mức độ phát triển văn hóa Theo chỉ số này Việt Nam đứng cuối cùng trong khu vực và thuộc loại thấp nhất thế giới Các nước phát triển có mức sử dụng giấy tính theo đầu người là 200 – 300 kg /năm, các nước Đông Nam Á cũng đạt 30 – 100 kg/năm

Đặc điểm nổi bật của ngành giấy Việt Nam là rất phân tán Với tổng sản lượng (trên 200 ngàn tấn/năm) tương đương một xí nghiệp trung bình ở các nước phát triển, ngành giấy Việt Nam có tới hơn 100 cơ sở sản xuất Qui mô vô cùng đa dạng và phân bố khắp ba miền Bắc, Trung, Nam Ngoài ba cơ sở Bãi Bằng, Tân Mai, Đồng Nai có qui mô sản xuất trên 10 ngàn tấn/năm đến 50 ngàn tấn/năm, các cơ sở còn lại có qui mô rất nhỏ,

từ vài trăm tấn đến 5000 – 7000 tấn/năm

Về nguyên liệu, ngành sản xuất giấy Việt Nam sử dụng hai loại nguyên liệu chủ yếu là tre nứa và gỗ lá rộng mọc nhanh (bồ đề, mỡ, keo, bạch đàn, khuynh diệp,…) Một vài cơ sở sử dụng bả mía nhưng không đáng kể Để sản xuất khoảng 130 – 150 ngàn tấn

bột giấy một năm như hiện nay, ngành giấy sử dụng khoảng 700 ngàn tấn nguyên liệu qui chuẩn (độ ẩm 50%) Nếu tính sinh khối rừng nguyên liệu tăng trưởng mỗi năm khoảng 12 – 15 tấn và sản lượng rừng nguyên liệu giấy đến kỳ khai thác của Việt Nam dưới 100 tấn/ha, thì diện tích rừng bị khai thác cho ngành giấy không phải nhỏ Lượng giấy cũ sử dụng để tái sinh trong sản xuất ở nước ta còn thấp, tuy chưa có thống kê chính xác nhưng được đánh giá khoảng 10 – 15% so với tổng lượng bột giấy sử dụng Đó là con số quá khiêm tốn vì ở nhiều nước trên thế giới chỉ số này đạt trên dưới 50% Nhiều vùng trong khu vực (Hàn Quốc, Đài Loan) nhập khẩu rất nhiều giấy cũ để chế biến và tái sử dụng rất

có hiệu quả vì vừa không phải khai thác rừng tự nhiên, lại vừa không phải tổ chức sản xuất bột giấy vừa tốn kém, vừa ô nhiễm môi trường

Về công nghệ, ngành giấy Việt Nam còn lạc hậu và ở trình độ rất thấp Sản xuất bột giấy là khâu có ảnh hưởng mạnh nhất tới môi trường Bột giấy ở nước ta được sản xuất chủ yếu ở Bãi Bằng bằng phương pháp nấu kiềm Công ty giấy Bãi Bằng có sản lượng bột giấy chiếm 20 – 30% sản lượng bột giấy toàn ngành Bột giấy ở đây được nấu

từ gỗ bồ đề, mỡ, bạch đàn, keo, … (khoảng 50%) và tre nứa (khoảng 50%), theo phương pháp sulphate (dịch nấu là hỗn hợp các dung dịch NaOH và Na2S) Dịch đen sau nấu được thu hồi, cô đặc và đốt Khoảng 55% sinh khối nguyên liệu hòa tan vào dịch đen biến thành CO2 khi đốt Hóa chất nấu được bổ sung ở dạng sulphate natri (nên gọi là phương pháp sulphate) và được thu hồi để dùng lại Bởi vậy, ô nhiễm sinh ra ở khu này chủ yếu

là khí có mùi, chất hữu cơ, hóa chất kiềm tính rò rỉ và khói lò đốt thu hồi

Tổng lượng Clo dùng cho tẩy trắng khoảng 100 kg (Cl2 hoạt tính) cho một tấn bột Lượng xút là khoảng 30 kg/tấn bột Nếu tính mỗi ngày ở đây người ta sản xuất khoảng

150 tấn bột giấy tẩy trắng thì riêng ở khâu tẩy người ta đã sử dụng và thải ra khoảng 15 tấn Clo và các hợp chất của nó, 40 – 50 tấn xút Thêm vào đó là khoảng 15 tấn hợp chất hữu cơ bị hòa tan trong quá trình tẩy trắng và đi ra theo nước thải Như vậy, có thể thấy được mức độ tác động tới môi trường ở công đoạn này là rất đáng kể

SVTH: LƯU THẾ PHƯƠNG Trang 15

Công đoạn sản xuất giấy bao gồm nghiền bột, pha chế với các chất phụ gia, xeo giấy và hoàn thiện sản phẩm Tải trọng môi trường ở giai đoạn này không lớn vì nước sản xuất được quay vòng sử dụng theo chu trình khép kín, nước thải chỉ đem theo một lượng nhỏ hóa chất không độc hại, có pH thường là 5,5 – 6,0 và một tỷ lệ rất nhỏ sơ sợi vụn, ngắn thoát qua lưới xeo Việc áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật trong sử dụng quay vòng nước trắng (nước trong chu trình) như sử dụng chất tuyển nổi thu hồi xơ sợi và chất phụ gia, tận thu xơ sợi trên tuyến nước thải như ở công ty giấy Bãi Bằng đã làm giảm đáng kể tình trạng ô nhiễm môi trường

Tuy nhiên, điều đáng nói là ngoài công ty giấy Bãi Bằng có thiết kế công nghệ và trang thiết bị khá hoàn chỉnh, nhiều xí nghiệp giấy khác sản xuất theo phương pháp công nghệ rất “không thân thiện với môi trường” Đó là công nghệ nấu bột giấy từ những loại nguyên liệu khác nhau bằng dung dịch xút (NaOH) ở nhiệt độ cao (130 – 1700C), không

có thu hồi hóa chất Toàn bộ dịch đen sau nấu (hỗn hợp của các hóa chất và các thành phần nguyên liệu đã hòa tan) được thải ra môi trường Các xí nghiệp sản xuất giấy theo công nghệ như vậy có nước thải với hàm lượng BOD và COD rất cao, vượt xa tiêu chuẩn cho phép Có thể nêu ở đây các cơ sở sản xuất có qui mô không nhỏ lắm như Công ty giấy Đồng Nai, nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ (Thái Nguyên), nhà máy giấy Việt Trì, nhà máy giấy Lửa Việt (Phú Thọ), nhà máy giấy Lam Sơn, Mục Sơn (Thanh Hóa)

Một số nhà máy giấy gần đây tổ chức sản xuất giấy vàng mã xuất khẩu, trong đó đáng kể là công ty giấy Hải Phòng và công ty giấy Vĩnh Huê (thành phố Hồ Chí Minh) Các cơ sở này sử dụng tre nứa ngâm với dung dịch xút và dịch ngâm được thải ra môi trường có độ ô nhiễm rất cao vì chứa nhiều xút cũng như các chất hữu cơ hòa tan Nước thải có nồng độ BOD, COD và màu rất cao, đều vượt quá tiêu chuẩn cho phép nhiều lần

Ở hầu hết các địa phương có các cơ sở sản xuất giấy thì đó chính là các điểm nóng

về ô nhiễm môi trường công nghiệp Đó là công ty giấy Bãi Bằng và nhà máy giấy Việt Trì ở Phú Thọ, công ty giấy Đồng Nai, công ty giấy Tân Mai (Đồng Nai), công ty giấy

Vĩnh Huê, công ty giấy Linh Xuân ở Thủ Đức (thành phố Hồ Chí Minh), các công ty giấy Hải Phòng, Thanh Hóa

Ngoài nguyên nhân công nghệ sản xuất có độ ô nhiễm cao, một nguyên nhân quan trọng là khâu xử lý chất thải còn rất hạn chế Ngoài công ty giấy Bãi Bằng có một vài biện pháp xử lý sơ bộ, hầu hết các cơ sở không có hệ thống trang thiết bị xử lý chất thải Các chất thải tạo thành trong sản xuất hoàn toàn tự do đi ra môi trường nước và không khí

Về phương diện này, lịch sử 35 năm phát triển của ngành giấy Việt Nam đã để lại gánh nặng đáng kể Trong bối cảnh sản xuất kinh doanh khó khăn hiện nay các doanh nghiệp hầu như không có khả năng đầu tư trang thiết bị xử lý chất thải cũng như đổi mới công nghệ để giảm thiểu ô nhiễm Thậm chí có cơ sở sản xuất đã được tài trợ quốc tế xây dựng

hệ thống xử lý nước thải (tuy còn xa mới đạt sự hoàn chỉnh) nhưng cũng không đủ khả năng về mặt kinh tế để vận hành hệ thống đó

Cũng may mắn là qui mô sản xuất giấy của nước ta còn nhỏ bé nên vấn đề ô nhiễm môi trường do nó gây ra chưa đến mức nguy hiểm Tuy nhiên, như thế không có nghĩa là các xí nghiệp sản xuất giấy vô can Điều quan trọng là cần có sự đánh giá chính xác và khách quan ảnh hưởng của sản xuất giấy tới môi trường và ngành giấy cũng như các ngành các cấp có liên quan cần tìm ra những giải pháp, bước đi thích hợp, tránh được những hậu quả cũng như sự bùng nổ nào đó về ô nhiễm môi trường khi ngành giấy phát triển

SVTH: LƯU THẾ PHƯƠNG Trang 17

lignin, và các dẫn xuất của ligin đã bị Clo hóa) phát sinh từ ngành giấy là nguồn tiềm tàng gây ô nhiễm môi trường nước mặt, đất và nước ngầm nếu được thải thẳng ra ngoài không qua xử lý Đặc biệt là dịch đen thải ra từ quá trình nghiền bột bằng phương pháp hóa học

Khí thải từ quá trình đốt nhiên liệu sản xuất hơi nước bão hòa Ngoài ra, trong quá trình nghiền bột giấy hóa học các khí nặng mùi như hydro sulphite, mercaptan, …

Dioxin xuất phát từ quá trình tẩy trắng bột giấy bằng chlorine

Gián tiếp

Góp phần làm cạn kiết nguồn tài nguyên nước

Góp phần làm cạn kiệt nguồn tài nguyên rừng

Gây hiệu ứng nhà kính thông qua việc sử dụng năng lượng điện và mất thảm thực vật

2.4 Tổng quan về Công ty giấy Công Bình

2.4.1 Vị trí địa lý

Địa chỉ: 288 Quốc lộ 1k – Khu phố 1 – Phường Linh Xuân – Quận Thủ Đức – TPHCM

2.4.2 Cơ sở vật chất tại công ty

2.4.2.1 Diện tích khu vực sản xuất

Tổng diện tích mặt bằng (chưa trừ lộ giới): 3000 m2

Diện tích nhà xưởng: 2000 m2

Diện tích văn phòng – Kho – Nhà vệ sinh :300 m2

Diện tích khu để xe : 20 m2

Diện tích khu vực lò hơi: 200 m2

Diện tích còn lại công đường nội bộ và các công trình phụ trợ khác

2.4.2.2 Nguyên, vật liệu, thiết bị sản xuất và sản phẩm

Nguyên liệu: Giấy vụn, Giấy cacton…

2 Lô lưới phiến inox 1500x1500 3 bộ

3 Lô cao su ép dưới lô sấy 420x150 3 quả

6 Lô ép cao su dưới lô đá 450x1500 1 bộ

SVTH: LƯU THẾ PHƯƠNG Trang 19

8 Lồng sàng áp lực ngoại lưu 0.3m2 1 bộ

2.4.3 Quy trình công nghệ sản xuất tại công ty

2.4.3.1 Quy trình sản xuất

Nguyên liệu thô (giấy vụn)

SVTH: LƯU THẾ PHƯƠNG Trang 21

Quy trình sản xuất :

Giấy vụn trước tiên được tách lựa sơ bộ nhằm loại bỏ một phân những tạp chất như kim loại, nhựa, nyỉon Sau đó đưa qua các công đoạn nghiền, tại đây chất hỗ trợ được đưa vảo nhằm tẩy trắng và tăng độ kết dính (phèn, nhựa thông) Giấy sau khi qua các máy nghiền được đưa vào hầm quậy trộn đều, qua hệ thống thông phân lượng với mục đích định lượng bột giấy để tạo ra từng loại giấy với độ dày mỏng khác nhau Tiêp đến là công đoạn sàng tách chất thải rắn ở dạng cặn cát Bột giấy tiếp đến được đưa qua hệ thống lô lưới, qua máy ép để loại bỏ lượng nước và cuối cùng qua công đoạn sấy hình thành sản phẩm

Quy trình sản xuất các loại giấy hoàn toàn giống nhau, trên cùng một dây chuyên xeo giấy Chỉ khác ở độ dày và kích thước của sản phẩm: độ dày điều chinh ở công đoạn thông phân lượng và lô lưới, kích thước điều chỉnh ở công đoạn cắt và tùy vào mức độ trắng của sản phẩm mà nguyên liệu đầu vào có thể là bột giấy hay giấy vụn

CTR, ồn, rung

2.4.3.2 Nguyên vật liệu được lưu trữ, sử dụng

Nguồn nguyên liệu: Cơ sở thu mua từ các doanh nghiệp trong nước Hằng ngày có

xe tải chở nguyên liệu đến tập kết tại bãi chứa Tổng lượng nguyên liệu giấy nhập trong 1 ngày là 12 tấn

Ngoài ra còn có hóa chất như NaOH, Polimer, PAC và nước Javen khoảng 3.000 kg/tháng

:500-2.4.3.3 Nhu cầu sử dụng năng lượng, nước sinh hoạt

a) Nhu cầu sử dụng năng lượng

Điện: khoảng 73.000 kWh/tháng, được cấp từ mạng lưới điện quốc gia

Củi: khoảng 200 - 300 kg/ngày, chạy khởi động lò hơi và được thu mua từ các cơ

sở nhỏ lẻ

Dầu DO: khoảng 1.000 lít/háng, sử dụng cho xe nâng và máy phát điện dự phòng Dầu nhờn: khoảng 30 lít/tháng, dùng bôi trơn cho các loại thiết bị máy móc sản xuất trong công ty

Thành phẩm

Sản phẩm của doanh nghiệp chủ yếu là giấy trắng thành phẩm, khoảng 200 - 300 tấn/tháng Sản phẩm chủ yếu được tiêu thụ trong nước

b) Nhu cầu sử dụng nước

Nước: khoảng 100 - 120 m3/ngàyđêm, lấy từ nguồn giếng khoan tại công ty

SVTH: LƯU THẾ PHƯƠNG Trang 23

2.5 Hiện trạng môi trường nước thải tại công ty

2.5.1 Hiện trạng ô nhiễm nước thải

Nguồn gốc phát sinh nước thải:

Dòng thải từ công đoạn tẩy

Dòng thải từ quá trình nghiền bột và xeo giấy

Dòng thải từ quá trình vệ sinh máy móc

Dòng thải sinh hoạt phát sinh từ sinh hoạt của công nhân, căn tin

Nước xả đáy lò hơi

Nước thải trong quá trình rửa thiết bị máy móc: Hóa chất, cặn, bột, dầu…

Dòng thải từ công nghệ xeo giấy chứa chủ yếu bột giấy và các chất phụ gia, gọi là nước trắng Nước này được tách ra từ các bộ phận của máy xeo giấy như khử nước, ép giấy Phần lớn dòng thải này được sử dụng trực tiếp cho giai đoạn tạo hình giấy hay cho công đoạn chuẩn bị nguyên liệu vào máy xeo hoặc có thể gián tiếp sau khi nước thải được qua bể lắng để thu hồi giấy và xơ sợi Nước thải công đoạn này đôi khi có thể chiếm tới 90% lưu lượng tổng cộng của nhà máy nhưng tương đối sạch nồng độ chất nhiễm bẩn

không cao, BOD trung bình, độ màu thấp, pH gần trung tính, không chứa lignin, hàm lượng chất rắn lơ lửng cao, chủ yếu là do bột giấy và chất độn thất thoát Lượng chất rắn này có thể dễ dàng thu hồi bằng các phương pháp lắng

SVTH: LƯU THẾ PHƯƠNG Trang 25

2.6 Công nghệ xử lý nước thải tại một số công ty trong ngành sản xuất giấy

2.6.1 Nhà máy giấy Tiền Vĩnh Thành

HẦM BƠM

BỂ ĐiỀU HÒA BỂ TRỘN

BỂ PHẢN ỨNG + KEO TỤ TẠO BÔNG

AROTEN LẮNG 2

Khí nén Bùn

Bùn

SONG CHẮN RÁC NƯỚC

THẢI

Tuần hoàn bùn

TRẠM BƠM BỒN LỌC ÁP LỰC

TÁI SỬ DỤNG

BỂ CHỨA

BỂ NÉN

BÙN

2.6.2 Công ty giấy Hòa Phương

Nước thải giấy Song chắn rác Bể trộn Bể phản ứng

Bể Aeroten Bể lắng 1

Bể lắng 2 Bể thu hồi bột giấy Thiết bị xử lý bùn

Nguồn tiếp nhận Bùn tuần hoàn

2.6.3 Nhà máy sản xuất giấy và bột giấy Xuân Đức

Nước thải nấu Nước thải xeo

Bể điều hòa Bể điều hòa

SVTH: LƯU THẾ PHƯƠNG Trang 27

CHƯƠNG 3 ĐỀ XUẤT VÀ TÍNH TOÁN CÁC PHƯƠNG ÁN XÂY DỰNG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO CÔNG TY GIẤY

CÔNG BÌNH.

3.1 Tính chất và lưu lượng nước thải

3.1.1 Nguồn gốc phát sinh nước thải

Dòng thải từ công đoạn tẩy

Dòng thải từ quá trình nghiền bột và xeo giấy

Dòng thải từ quá trình vệ sinh máy móc

Dòng thải sinh hoạt phát sinh từ sinh hoạt của công nhân, căn tin

Nước xả đáy lò hơi

Nước thải trong quá trình rửa thiết bị máy móc: Hóa chất, cặn, bột, dầu…

3.2 Cơ sở lựa chọn công nghệ

Tính chất nước thải của nhà máy chứa nhiều bột giấy ở dạng lơ lửng, các chất phụ gia, COD, BOD5 cao, độ đục của nước thải cao

Công suất của trạm xử lý: 200 m3/ngày đêm

SVTH: LƯU THẾ PHƯƠNG Trang 29

3.5 Tính toán các công trình đơn vị

3.5.1 Tính toán phương án 1

3.5.1.1 Lưới chắn rác tinh

Lưới chắn rác tinh có nhiệm vụ giữ lại các tạp chất có kích thước >2mm

Bảng 1 Thông số thiết kế lưới chắn rác tinh Thông số Lưới cố định Lưới quay

Hiệu quả xử lý cặn lơ lửng, %

Tải trọng, l/m2.phút

Kích thước mặt lưới, mm

Tổn thất áp lực, m

Công suất motor, HP

Chiều dài trống quay, m

Đường kính trống, m

5÷25 400÷1200 0.2÷1.2 1.2÷2.1

-

-

-

5÷25 600÷4600 0.25÷1.5 0.8÷1.4 0.5÷3 1.2÷3.7 0.9÷1.5

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

Chọn lưới chắn rác dạng lưới cố định có kích thước mắt lưới d =1mm với tải trọng

LA=700 l/m2.phút, đạt hiệu quả xử lý cặn lơ lửng E = 5%

Lưới lọc được đặt trên khung đỡ hình trụ

Chọn kích thước song chắn rác tinh:

L = 2m; D = 1,5m

Ta có diện tích bề mặt lưới yêu cầu

ax

2 3

17 *1 *1000

0, 4

700 * 60 *

m h

SVTH: LƯU THẾ PHƯƠNG Trang 31

BOD5 = BOC5.1 *(1 - 0,05) = 550*0,95 = 522,5 mg/l Hiệu quả xử lý COD 10%, hàm lượng còn lại:

COD = COD1 *(1 – 0,05) = 700 * 0,95 = 665 mg/l

SVTH: LƯU THẾ PHƯƠNG Trang 33

Thể tích lý thuyết bể điều hòa bằng hiệu đại số dương lớn nhất và giá trị âm nhỏ nhất của cột hiệu số thể tích tích lũy:

tb

8,43,8

40







Kích thước bể điều hòa:

Chọn chiều cao bể điều hòa là: h = 4 (m), chiều cao bảo vệ: hbv = 0,5 (m)

Diện tích ngang của bể điều hòa:

2

104

W là thể tích bể điều hòa

Vậy Qk = 0,015 * 40 = 0,6 m3/phút ~ 36 m3/giờ ~ 0.01 m3/s

Tính đường ống dẫn khí vào bể điều hòa

Hệ thống phân phối khí được bố trí 2 bên thành bể gồm 2 ống chính cấp khí và các ống nhánh

Lưu lượng khí vào mỗi ống chính:

phut m

3

1   Lưu lượng khí qua đĩa sứ theo quy phạm 11 – 96 (l/phút), chọn q = 80 (l/phút) Tổng số đĩa sục khí cần dùng trong bể

5,780

10

*6,010

Chọn mỗi ống chính có 1 ống nhánh phân phối khí

Lưu lượng khí vào mỗi ống nhánh: qk1 = Qk1 =0,3 m3/phút

Số đĩa trên 1 ống: 4

2

82





SVTH: LƯU THẾ PHƯƠNG Trang 35

Với lưu lượng khí vào mỗi ống chính là Qk1 = 0,3 m3/phút và vận tốc khí đặc trưng trong ống dẫn theo quy phạm là 6-9 m/s, cho nên có thể chọn v – 9m/s

Bảng 3 Tốc độ khí đặc trưng trong ống dẫn Đường kính, mm Vận tốc, m/s

*44

Chọn đường kính ống dẫn khí chính có đường kính trong là 40 mm

Kiểm tra vận tốc khí trong ống:

s m D

Q

05,0

*60

*14,3

3,0

*44

2 2





Đường kính ống chính bằng với đường kính ống nhánh

Tính toán máy thổi khí

Áp lực cần thiết cho hệ thống khí nén khí được xác định theo công thức:

Hct = (hd + hc) + hf + H = 0,4 + 0,4 + 0,5 + 4 = 5,3 (m)

Trong đó:

h d – Tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài trên đường ống dẫn, giá trị này không vượt quá 0,4 m

h c – Tổn thất áp lực cực bộ, giá trị này không vượt quá 0,4 m

h f – Tổn thất qua thiết bị phân phối, giá trị này không vượt quá 0,5 m

H – Chiều cao hữu ích của bể điều hòa, H = 4 m

Tổng tổn thất (h d + h c ) 0,8 m; tổn thất h f  0,5 m

Áp lực khí nén:

) ( 51 , 1 33 , 10

3 , 5 33 , 10 33

, 10

33 , 10

,0102

201,0)151,1(34400102

)1(

34400 0 , 29 0 , 29

KW k

Q P

Trong đó:Q kk – Lưu lượng khí cung cấp, Q kk = 0,01 (m 3 /giây)

 - Hiệu suất của máy thổi khí, chọn  = 80% = 0,8

p – áp lực của khí nén, p = 1,51 atm

k – Hệ số an toàn khi thiết kế trong thực tế, chọn k = 2

Vậy chọn 2 máy thổi khí hoạt động luân phiên với các thông số sau:

 Model: RLC – 40, Q = 1,22 (m3/phút)

 Điện áp: 3 pha/380V/50Hz/2,2 Kw

 Hãng sản xuất: SHOWFOU - SERIES RLC - TAIWAN