“TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO CÔNGTY TNHH GIẤY HƯNG LONG, CÔNG SUẤT 160M3NGÀY”

Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích to lớn đạt được về kinh tế - xã hội, ngành công nghiệp này cũng phát sinh nhiều vấn đề môi trường bức xúc cần phải giải quyết, đặc biệt là lượng nước th

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG

PHẠM THỊ TRÚC ĐÀO

TÊN ĐỀ TÀI

“TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO CÔNG

TY TNHH GIẤY HƯNG LONG, CÔNG SUẤT 160M3/NGÀY”

LUẬN VĂN KĨ SƯ CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

TP.HCM, Ngày 31 tháng 07 năm 2008

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG

PHẠM THỊ TRÚC ĐÀO

TÊN ĐỀ TÀI

“TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO CÔNG

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 1 SINH VIÊN THỰC HIỆN: ThS LÊ TẤN THANH LÂM PHẠM THỊ TRÚC ĐÀO

MSSV: 04127016

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 2

KS VÕ MINH SANG

Bộ Giáo Dục & Đào Tạo

ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HCM

KHOA CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG

**************

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

===oOo===

PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KLTN

NGÀNH: : KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

HỌ VÀ TÊN SV : PHẠM THỊ TRÚC ĐÀO MSSV: 04127016 KHOÁ HỌC : 2004 - 2008

Khảo sát thực tế, thu thập số liệu về Công ty TNHH Giấy Hưng Long

Tìm hiểu về công nghệ xử lý nước thải, phân tích và đề xuất phương án xử lý nước thải cho Công ty TNHH Giấy Hưng Long trong điều kiện thực tế

Tính toán thiết kế các công trình xử lý đơn vị và tính toán kinh tế

Lựa chọn phương án xử lý phù hợp với yêu cầu

Lập bản vẽ thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Công ty TNHH Giấy Hưng Long

3 Thời gian thực hiện:

Bắt đầu : 15/03/2008

Kết thúc: 30/06/2008

4 Họ tên Giáo viên hướng dẫn 1: ThS LÊ TẤN THANH LÂM

5 Họ tên Giáo viên hướng dẫn 2: KS VÕ MINH SANG

Nội dung và yêu cầu KLTN đã được thông qua Khoa và Bộ môn

Ngày tháng năm 2008 Ngày tháng năm 2008 Ban chủ nhiệm Khoa Giáo Viên Hướng Dẫn 1

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Trong thời gian làm luận văn tốt nghiệp tôi đã nhận được sự động viên, giúp đỡ rất nhiều từ mọi người

Trước tiên tôi xin gửi lời biết ơn chân thành đến ThS Lê Tấn Thanh Lâm,

KS Võ Minh Sang đã tận tình hướng dẫn và tạo điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt quá trình làm luận văn

Xin cảm ơn các thầy cô Khoa Công Nghệ Môi Trường – Trường Đại học Nông Lâm TP.HCM đã truyền đạt cho em những kiến thức bổ ích trong suốt thời gian học tập ở trường

Tôi cũng xin gửi lời cám ơn đến Công ty TNHH Nguyên Tài Nguyên đã chấp thuận cho tôi thực tập cùng sự hướng dẫn tận tình của anh Hạc, chị Lan, chị Thơ, chị Hà giúp tôi hoàn thành khóa luận một cách tốt nhất

Cảm ơn các bạn bè cùng lớp đã cùng tôi học tập và gắn bó trong suốt những năm học vừa qua

Và cuối cùng tôi xin gởi lời cám ơn chân thành và lòng kính yêu vô hạn đến ba mẹ và gia đình luôn bên cạnh động viên, an ủi giúp tôi vượt qua những khó khăn trong suốt thời gian qua

Tp.HCM, ngày 01 tháng 07 năm 2008

Sinh viên PHẠM THỊ TRÚC ĐÀO

MỤC LỤC

Trang

MỤC LỤC - i

DANH MỤC CÁC BẢNG -iii

DANH MỤC CÁC HÌNH -iv

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT -v

CHƯƠNG 1 - MỞ ĐẦU -1

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ -1

1.2 MỤC TIÊU CỦA LUẬN VĂN -1

1.3 NỘI DUNG LUẬN VĂN -1

1.4 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN -2

1.5 PHẠM VI VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU -2

1.6 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI -2

1.6.1 Ý nghĩa khoa học -2

1.6.2 Ý nghĩa thực tiễn -2

CHƯƠNG 2 – GIỚI THIỆU VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT GIẤY- BỘT GIẤY VÀ CÔNG TY TNHH GIẤY HƯNG LONG -3

2.1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT GIẤY VÀ BỘT GIẤY -3

2.1.1 Hiện trạng ngành công nghiệp sản xuất giấy và bột giấy Việt Nam -3

2.1.2 Quy trình sản xuất giấy và bột giấy -5

2.1.3 Vấn đề ô nhiễm môi trường do nước thải từ ngành sản xuất giấy và bột giấy -6

2.2 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY TNHH GIẤY HƯNG LONG -7

2.2.1 Vị trí địa lý -7

2.2.2 Vài nét sơ lược về công ty -8

2.2.3 Cơ cấu tổ chức của công ty -8

2.2.4 Thông tin về hoạt động sản xuất -9

2.2.5 Nguồn phát sinh nước thải từ hoạt động của công ty - 11

2.2.6 Biện pháp khống chế ô nhiễm nước thải hiện tại - 12

CHƯƠNG 3 – GIỚI THIỆU VÀ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI - 13

3.1 TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI - 13

3.2 MỘT SỐ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP GIẤY VÀ BỘT GIẤY - 17

3.2.1 Nhà máy sản xuất giấy và bột giấy Xuân Đức - 17

3.2.2 Công ty giấy Tân Mai - 18

3.2.3 Nhà máy sản xuất giấy và Carton - 19

3.3 CƠ SỞ LỰA CHỌN, ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO CTY TNHH GIẤY HƯNG LONG - 19

3.3.1 Phân tích lựa chọn công nghệ xử lý - 19

3.3.2 Đề xuất công nghệ xử lý - 20

CHƯƠNG 4 – TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI - 24

4.1 PHƯƠNG ÁN 1 - 24

4.1.1 Song chắn rác và hầm bơm - 24

4.1.1.1 Song chắn rác - 24

4.1.1.2 Hầm bơm - 24

4.1.2 Bể điều hòa - 25

4.1.3 Bể trộn cơ khí - 26

4.1.4 Bể tạo bông - 26

4.1.5 Bể lắng đứng I - 28

4.1.6 Bể Aerotank - 29

4.1.7 Bể lắng đứng đợt II - 31

4.1.8 Sân phơi bùn - 32

4.1.9 Tính toán công trình phụ và thiết bị - 32

4.2 PHƯƠNG ÁN 2 - 33

4.2.1 Song chắn rác và hầm bơm - 33

4.2.4 Bể tạo bông - 33

4.2.5 Bể lắng đứng I - 33

4.2.6 Bể lọc sinh học - 33

4.2.7 Bể lắng đứng đợt II - 34

4.2.8 Sân phơi bùn - 35

CHƯƠNG 5 – KHÁI TOÁN KINH TẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI - 36

5.1 DỰ TOÁN CHI PHÍ PHƯƠNG ÁN 1 - 36

5.1.1 Chi phí xây dựng và máy móc thiết bị - 36

5.1.2 Chi phí xử lý 1 m 3 nước thải - 36

5.1.2.1 Chi phí khấu hao - 36

5.1.2.2 Chi phí vận hành - 36

5.2 DỰ TOÁN CHI PHÍ PHƯƠNG ÁN 2 - 37

5.2.1 Chi phí xây dựng và máy móc thiết bị - 37

5.2.2 Chi phí xử lý 1 m 3 nước thải - 37

5.2.2.1 Chi phí khấu hao - 37

5.2.2.2 Chi phí vận hành - 37

5.3 LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ - 38

CHƯƠNG 6 - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ - 39

6.1 KẾT LUẬN - 39

6.2 KIẾN NGHỊ - 39

TÀI LIỆU THAM KHẢO - 40

DANH MỤC BẢNG BIỂU

BẢNG 2.1 THÀNH PHẦN TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI ĐẶC TRƯNG NGÀNH GIẤY VÀ BỘT GIẤY 7

BẢNG 2.2 NHU CẦU NGUYÊN LIỆU, HÓA CHẤT 9

BẢNG 2.3 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH MẪU NƯỚC THẢI SẢN XUẤT CÔNG TY TNHH GIẤY HƯNG LONG 12 BẢNG 3.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI 13

BẢNG 3.2 TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI CÔNG TY GIẤY TÂN MAI 18

BẢNG 4.1 CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN CHO SONG CHẮN RÁC 24

BẢNG 4.2 HIỆU SUẤT XỬ LÝ VÀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC SAU MƯƠNG LỌC VÀ SONG CHẮN RÁC 24

BẢNG 4.3 CÁC GIÁ TRỊ G CHO TRỘN NHANH 26

BẢNG 4.4 TỐC ĐỘ QUAY CỦA CÁNH KHUẤY VÀ CÔNG SUẤT MOTOR KHUẤY CÓ SẴN TRÊN THỊ TRƯỜNG 27

BẢNG 4.5 GIÁ TRỊ K T 27

BẢNG 4.6 KÍCH THƯỚC BỂ TRỘN VÀ CÁNH KHUẤY TURBINE 6 CÁNH PHẲNG 27

BẢNG 4.7 HIỆU SUẤT XỬ LÝ VÀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC SAU KEO TỤ TẠO BÔNG 29

BẢNG 4.8 CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ BỂ AEROTANK 31

BẢNG 4.9 HIỆU SUẤT XỬ LÝ VÀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC SAU AEROTANK VÀ LẮNG II 32

BẢNG 4.10 CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỂ LỌC SINH HỌC 34

BẢNG 4.11 HIỆU SUẤT XỬ LÝ VÀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC SAU LỌC VÀ LẮNG II 35

BẢNG 4.12 SO SÁNH 2 PHƯƠNG ÁN 38

DANH MỤC HÌNH VẼ

Trang

HÌNH 2.1 QUY TRÌNH SẢN XUẤT BỘT GIẤY 5

HÌNH 2.2 QUY TRÌNH SẢN XUẤT GIẤY 6

HÌNH 2.3 SƠ ĐỒ BỘ MÁY TỔ CHỨC CÔNG TY TNHH GIẤY HƯNG LONG 9

HÌNH 2.4 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CỦA CÔNG TY TNHH GIẤY HƯNG LONG 17

HÌNH3.1 SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY SẢN XUẤT GIẤY VÀ BỘT GIẤY XUÂN ĐỨC 18

HÌNH 3.2 SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG GIẤY TÂN MAI 19

HÌNH 3.3 SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY ROEMOND- HÀ LAN 21

HÌNH 3.4 SƠ ĐỒ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI GIẤY PHƯƠNG ÁN 1 23

HÌNH 3.5 SƠ ĐỒ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI GIẤY PHƯƠNG ÁN 2 25

HÌNH 4.2 SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN BỂ LỌC SINH LỌC 33

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

BOD (Biological Oxygen Demand) Nhu cầu oxy sinh học

COD (Chemical Oxygen Demand) Nhu cầu oxy hóa học

SS (Suspend Solid) Chất rắn lơ lửng

UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) Bể xử lý yếm khí có lớp cặn lơ lửng

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

1.1 Đặt vấn đề

Công nghiệp giấy và bột giấy chiếm vị trí quan trọng trong nền kinh tế nước ta

Cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp và dịch vụ khác, nhu cầu về các sản

phẩm giấy ngày càng tăng, ngành công nghiệp giấy trở nên không thể thiếu trong đời

sống người dân Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích to lớn đạt được về kinh tế - xã hội,

ngành công nghiệp này cũng phát sinh nhiều vấn đề môi trường bức xúc cần phải giải

quyết, đặc biệt là lượng nước thải phát sinh trong quá trình sản xuất giấy và bột giấy

Lượng nước thải do ngành công nghiệp này thải vào nguồn tiếp nhận mà không qua xử

lý sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng nước nguồn tiếp nhận và gây ô nhiễm môi

trường

Hiện nay có hơn 90 nhà máy giấy đang hoạt động trong cả nước, sản lượng giấy

các tỉnh phía nam gần 90.000 tấn/năm, trong đó thành phố Hồ Chí Minh chiếm gần

12.000 tấn/năm Hoạt động của các nhà máy giấy phát sinh một lượng lớn nước thải

Nhưng một thực trạng đáng buồn là hiện nay hầu như các nhà máy giấy đều chưa xây

dựng hệ thống xử lý nước thải hoặc nếu có thì do nhiều nguyên nhân khác nhau (thiết

kế chưa phù hợp, sau khi đi vào hoạt động công ty mở rộng quy mô sản xuất mà không

nâng cấp hệ thống xử lý, thiếu kĩ năng thao tác vận hành, không vận hành thường

xuyên,…) xử lý chưa đạt tiêu chuẩn thải ra nguồn tiếp nhận Công ty TNHH Giấy

Hưng Long là một trong những nhà máy như vậy

Việc cải tạo hệ thống xử lý hiện có ở công ty TNHH giấy Hưng Long nhằm xử lý

nước thải đạt tiêu chuẩn TCVN 5945-2005, cột B trước khi thải vào nguồn tiếp nhận

có ý nghĩa sống còn đối với công ty, vừa để đáp ứng những yêu cầu phát triển của

công ty trong giai đoạn hiện nay đồng thời là để thực hiện các quy định của Pháp luật

Việt Nam nói chung và những quy định của tỉnh Đồng Nai nói riêng về môi trường

Đó cũng chính là lý do mà tác giả chọn đề tài “Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước

thải công ty TNHH Giấy Hưng Long, công suất 160 m3/ngày” cho Luận văn tốt nghiệp

kỹ sư Ngành kĩ thuật môi trường

1.2 Mục tiêu của luận văn

Nghiên cứu, tổng hợp các công nghệ xử lý nước thải ngành giấy

Tính toán và thiết kế 2 công nghệ xử lý nước thải cho công ty giấy Hưng Long

đạt TCVN 5945-2005, loại B

Tính toán kinh tế và lựa chọn phương án phù hợp

1.3 Nội dung luận văn

Thu thập tài liệu tổng quan về hiện trạng, công nghệ sản xuất, khả năng gây ô

nhiễm và xử lý nước thải ngành giấy và bột giấy

Khảo sát thực tế, thu thập số liệu về Công ty TNHH Giấy Hưng Long

Tìm hiểu về công nghệ xử lý nước thải, phân tích và đề xuất phương án xử lý

nước thải cho Công ty TNHH Giấy Hưng Long trong điều kiện thực tế

Tính toán thiết kế các công trình xử lý đơn vị và tính toán kinh tế

Lựa chọn phương án xử lý phù hợp với yêu cầu

Lập bản vẽ thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Công ty TNHH Giấy Hưng

Long

1.4 Phương pháp thực hiện

- Phương pháp điều tra, thu thập và tổng hợp tài liệu

- Phương pháp khảo sát thực địa

- Phương pháp lựa chọn trên cơ sở động học quá trình xử lý cơ bản, phân tích

tính khả thi, tính toán kinh tế

- Sử dụng các phần mềm: word, excel, autocad

1.5 Phạm vi và đối tượng nghiên cứu

Đối tượng: Nước thải sản xuất giấy vàng mã dùng nguyên liệu tre, nứa…

Phạm vi : Nước thải thu gom trong khu vực công ty TNHH Giấy Hưng Long

chủ yếu gồm: Nước thải từ công đoạn nghiền bột và xeo giấy

1.6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

1.6.1 Ý nghĩa khoa học

Đề xuất phương án xử lý nước thải cho nhà máy giấy và bột giấy cũng như

những nguồn nước thải khác có tính chất tương tự

Góp phần giảm thiểu ô nhiễm do nước thải ngành giấy và bảo vệ môi trường

1.6.2 Ý nghĩa thực tiễn

Đề xuất phương án cải tạo hệ thống xử lý nước thải hiện hữu của Công ty TNHH

Giấy Hưng Long, đảm bảo xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn TCVN 5945-2005, cột B và

là cơ sở để công ty hoàn thành hồ sơ xin giấy phép xả nước thải vào nguồn nước

Việc xây dựng và vận hành tốt hệ thống xử lý nước thải sẽ giảm bớt chi phí cho

việc đóng phạt, đóng phí bảo vệ môi trường đối với nước thải

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT

GIẤY – BỘT GIẤY VÀ CÔNG TY TNHH GIẤY HƯNG LONG

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

2.1.1 Hiện trạng ngành công nghiệp sản xuất giấy và bột giấy 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 sở 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 tấn, 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 hoá 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 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 90 cơ sở sản xuất Quy 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 quy mô

sản xuất trên 10 ngàn tấn/năm đến 50 ngàn tấn/năm, các cơ sở còn lại có quy mô nhỏ,

từ vài trăm tấn đến 5.000 – 7.000 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, keo, bạch đàn, khuynh diệp,…) Một

vài cơ sở sử dụng bã 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 quy chuẩn (độ ẩm 50%) 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 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, 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 hoà tan vào dịch đen biến

thành CO2 khi đốt Hoá 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, hoá 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 hoà 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

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 hoá 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

sơ 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

Một số nhà máy 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 hoà tan

Nước thải có nồng độ BOD, COD và màu rất cao, đều vượt quá tiêu chuẩn cho phép

Ở hầu hết các địa phương có các cơ sở sản xuất giấy thì 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 Hoá

Ngoài nguyên nhân công nghệ sản xuất có độ ô nhiễm cao, một nguyên nhân

quan trọng là khâu xử lý chất thải còn 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 quá trình sản xuất hoàn toàn tự do đi ra môi trường

nước và không khí Về phương diện này, lịch sử hơn 35 năm phát triển của ngành giấy

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

(Nguồn: TS Đào Sỹ Thành, Viện Công nghiệp Giấy Và Cenllulose)

2.1.2 Quy trình sản xuất giấy và bột giấy

Công nghệ sản xuất giấy và bột giấy cũng rất khác nhau, nhưng tựu chung bao

gồm những bước chính sau: nguyên liệu thô (tre, nứa, gỗ…), gia công nguyên liệu thô,

nấu rửa, tẩy trắng, nghiền bột, xeo giấy và định hình sản phẩm Sơ đồ công nghệ sản

xuất giấy và bột giấy được trình bày trong hình 1.2 và hình 2.2

Nước thải rửa

Nước thải Nguyên liệu

Hình 2.2: Quy trình sản xuất giấy

2.1.3 Vấn đề ô nhiễm môi trường do nước thải từ ngành sản xuất giấy và

bột giấy

Trong công nghiệp giấy, để tạo ra sản phẩm có độ dai, trắng, không lẫn tạp chất

cũng như thu hồi được tối đa cellulose trong nguyên liệu, cần phải sử dụng rất nhiều

loại hóa chất trong các công đoạn khác nhau Các loại hóa chất được sử dụng ở 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 oxy hóa để khử lignin như clo, hypoclorit, peroxit, …

Công nghệ sản xuất giấy và bột giấy là một trong những công nghệ sử dụng

nhiều nước; tùy theo công nghệ và sản phẩm, lượng nước cần thiết để sản xuất 1 tấn

Nguyên liệu thô: gỗ, tre, nứa

Gia công nguyên liệu thô

Nước thải có SS, COD, BOD cao

Chất độn Phèn

Dầu

Nước

liệu, nấu, tẩy, xeo giấy và sản xuất hơi nước Trong các nhà máy giấy hầu như tất cả

lượng nước đưa vào sử dụng sẽ là lượng nước thải mang theo các tạp chất, hóa chất,

bột giấy, các chất ô nhiễm dạng hữu cơ và vô cơ Trong đó dòng thải từ các quá trình

nấu, tẩy và nghiền bột, xeo giấy có mức độ ô nhiễm và độc hại nhất

Dòng thải từ quá trình nấu và rửa sau nấu chứa phần lớn các chất hữu cơ hòa tan,

các hóa chất nấu và một phần xơ sợi Dòng thải có màu tối nên thường gọi là dịch đen

Dịch đen có nồng độ chất khô khoảng 25-35%, tỷ lệ giữa chất hữu cơ và vô cơ là

70:30 Thành phần hữu cơ là lignin hòa tan vào dịch kiềm, sản phẩm phân hủy

hydrocacbon, acid hữu cơ Thành phần vô cơ gồm những hóa chất nấu, một phần nhỏ

là NaOH, Na2S tự do, Na2SO4, Na2CO3 còn phần nhiều là kiềm natrisunphat liên kết

với các chất hữu cơ trong kiềm

Dòng thải từ công đoạn tẩy của các nhà máy sản xuất bột giấy bằng phương pháp

hóa học và bán hóa chứa các hợp chất hữu cơ, lignin hòa tan và hợp chất tạo thành của

những chất đó với chất tẩy ở dạng độc hại, có khả năng tích tụ sinh học trong cơ thể

sống như các hợp chất chứa clo, các thông số ô nhiễm đặc trưng: BOD: 15 - 17 kg/tấn

bột giấy, COD: 60 - 90 kg/tấn bột giấy, đặc biệt giá trị AOX (các hợp chất clo hữu cơ):

4 - 10 kg/tấn bột giấy

Dòng thải từ quá trình nghiền bột và xeo giấy chủ yếu chứa xơ sợi mịn, bột giấy

ở dạng lơ lửng và các chất phụ gia như nhựa thông, phẩm màu, cao lanh

Thành phần và tính chất nước thải ngành sản xuất giấy (từ công đoạn nghiền và

xeo giấy) được trình bày trong bảng 2.1

Bảng 2.1: Thành phần tính chất nước thải đặc trưng ngành giấy và bột giấy

STT Thông số Đơn vị Giá trị

(Nguồn: RINTANA JA and LEPIDTO, 1992)

2.2 Giới thiệu về Công ty TNHH Giấy Hưng Long

2.2.1 Vị trí địa lý

Công ty TNHH giấy Hưng Long nằm ngay cạnh quốc lộ 51 từ Biên Hòa đi Vũng

Tàu, tại khu đồi đầu Phật (dốc 47), thuộc xã Tam Phước, huyện Long Thành, tỉnh

Đồng Nai Địa điểm này cách thành phố Hồ Chí Minh 35 km và cách Bà Rịa Vũng

Tàu 86 km

Trước đây địa hình nơi này là khu đồi trọc hoang hóa, hầm hố, đã được cải tạo

thành đất chuyên dùng xây dựng cơ sở sản xuất giấy và nay đổi thành Công ty TNHH

giấy Hưng Long

Phía Nam giáp lò gạch 1/5 của Công ty Xây Lắp TP.HCM

Phía Đông giáp Quốc lộ 51

Phía Bắc giáp đồi tượng phật và Quốc lộ 51

Phía Tây giáp vườn điều của dân

2.2.2 Vài nét sơ lược về công ty

Tên đơn vị đăng ký: Công ty TNHH Giấy Hưng Long

- Địa chỉ: Dốc 47, xã Tam Phước, huyện Long Thành, tỉnh Đồng Nai

- Điện thoại: 0613.513287 Fax: 0613.511789

- Tổng số công nhân viên tại công ty: 150 người

- Ngành nghề sản xuất kinh doanh: Sản xuất giấy vàng mã xuất khẩu với công

suất 130 tấn/tháng, chủ yếu xuất khẩu sang Đài Loan

- Tổng diện tích mặt bằng của công ty là: 8.043 m2

 Diện tích xây dựng: 2.815 m2 chiếm 35%

 Diện tích sân bãi và đường bộ: 1.608m2 chiếm 20%

 Diện tích các công trình phụ khác (văn phòng, bãi xe): 2.815 m2 chiếm 35%

 Diện tích cây xanh: 804 m2 chiếm 10%

2.2.3 Cơ cấu tổ chức của công ty

Hiện nay nhà máy có cơ cấu gồm 3 phòng ban và 4 phân xưởng sản xuất Cơ cấu

này phù hợp với quy mô hoạt động của công ty, tránh được sự chỉ đạo chồng chéo giữa

các phòng ban, phân xưởng Giám đốc luôn nắm tình hình hoạt động của công ty qua

sự báo cáo kết quả của các phòng ban và phân xưởng

Tại các phòng ban và các phân xưởng luôn có người quản lý trực tiếp và báo cáo

lại hoạt động của đơn vị mình cho cấp trên

Hình 2.3: Sơ đồ bộ máy tổ chức Công ty TNHH Giấy Hưng Long

2.2.4 Thông tin về hoạt động sản xuất

Nguyên liệu, nhiên liệu và năng lượng tiêu thụ

 Nguyên liệu sử dụng

Bảng 2.2: Nhu cầu nguyên nhiên liệu, hoá chất

STT Nguyên liệu thô/ hóa chất Số lượng

P Tổng hợp

P Kế Hoạch

 Nhu cầu điện, nước

Điện: Sử dụng điện từ lưới điện huyện Long Thành với mức tiêu thụ: 130.000

KWh/tháng

Nước: Công ty giấy Hưng Long sử dụng 02 giếng khoan, sâu hơn 70 m phục vụ

cho các nhu cầu:

- Nước sử dụng trong sản xuất chủ yếu là các khâu:

Ngâm nguyên liệu Quá trình nghiền, xeo giấy Cấp cho nồi hơi

- Nước sinh hoạt chủ yếu là sử dụng cho hoạt động vệ sinh của công nhân viên

trong công ty, nhà ăn

Máy móc thiết bị

Các máy móc thiết bị trong dây chuyền sản xuất bao gồm:

- Máy nghiền bin - Máy cắt

- Máy nghiền đĩa - Máy đóng kiện

- Máy xeo - Lò hơi

- Lò sấy

Sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất

- Quy trình công nghệ: (Xem hình 2.4)

- Thuyết minh quy trình:

Nguyên liệu từ dăm tre, nứa, lồ ô được thu mua từ các nơi về tập kết ở kho chứa

qua công đoạn sơ chế Sau đó nguồn nguyên liệu tiếp tục được băm cắt nhỏ và đưa tới

hồ ngâm Tại đây nước cũng được đưa vào và dùng mô tơ 50 HP để tải bin nghiền

đánh tơi bột giấy cho tơi trong thời gian một giờ, sau đó bột giấy được xã xuống hồ âm

và pha thêm nước Dùng mô tơ tải cánh khuấy cho bột thật tơi trong nước Bột được

tiếp tục bơm lên bể lắng để bột nổi và tạp chất bị gạn lại Bột đạt yêu cầu được chuyển

qua thùng bột, nơi đây dùng hồ lô lưới vớt bột ra khỏi dung dịch nước và tải bột qua

tấm mền ở các dàn xeo và chuyển qua các lò sấy hoặc buồng sấy để sấy khô thành

giấy Giấy cuộn qua công đoạn cắt xén thành từng kiện và được xông ủ bằng bột lưu

huỳnh để chống mối, mọt Cuối cùng giấy được phủ bạc và in ấn theo hoa văn theo

yêu cầu của khách hàng, đóng thành kiện theo qui cách để xuất khẩu

Hình 2.4: Quy trình công nghệ sản xuất của Công ty TNHH Giấy Hưng Long

2.2.5 Nguồn phát sinh nước thải từ hoạt động của Công ty TNHH Giấy

Hưng Long

Nước thải phát sinh từ các nguồn:

- Nước thải sinh hoạt: Phát sinh từ nhà vệ sinh, căn tin Lưu lượng khoảng: 8,4

m3/ngày Các thông số đặc trưng của nước thải sinh hoạt: pH, chất rắn lơ lửng, BOD5,

COD, tổng nitơ, tổng photpho, amonia, dầu mỡ và coliform

Xeo giấy Sấy Cắt xén, đóng kiện

Nguyên liệu tre, lồ ô

Hơi nóng

Xử lý khí khí thải

Nước thải

- Nước thải sản xuất: Phát sinh từ công đoạn nghiền, xeo giấy, ngâm nguyên

liệu (dịch trắng) Lưu lượng khoảng 160 m3/ngày với các thành phần ô nhiễm chính

như: pH, độ màu, SS, COD

2.2.6 Biện pháp khống chế ô nhiễm nước thải hiện tại

Nước thải sinh hoạt: Hiện tại, toàn bộ lượng nước thải sinh hoạt phát sinh từ

nhà vệ sinh và nhà ăn sau khi qua các bể tự hoại ba ngăn được dẫn theo đường cống

thoát vào suối Độn cách công ty khoảng 500 m

Nước thải sản xuất: Nước thải từ công đoạn xeo giấy được thu gom về mương

tách bột có hệ thống lọc tay áo nhằm thu hồi một phần bột giấy để tái sử dụng trong

sản xuất Nước từ mương tách bột và từ hồ ngâm được dẫn vào hồ sinh học và thải vào

nguồn tiếp nhận là suối Độn

Bảng 2.3: Kết quả phân tích mẫu nước thải sản xuất Công ty TNHH Giấy Hưng Long

Kết quả Chỉ tiêu Đơn vị

M1 M2

TCVN 5945-2005 Cột B

Ghi chú: M1: Mẫu nước thải trước khi xử lý

M2: Mẫu nước thải sau hệ thống xử lý hiện tại của công ty

Nhận xét:

Các biện pháp xử lý nước thải hiện tại ở công ty chưa đạt hiệu quả như mong

muốn, chỉ mang tính chất xử lý sơ bộ nên chất lượng nước thải đầu ra chưa đạt yêu cầu

xả thải (TCVN 5945-2005, cột B)

Hệ thống thu gom nước thải chưa tốt, chưa tách riêng triệt để nước mưa và nước

thải, một phần nước mưa đi vào hệ thống xử lý làm tăng thể tích cần thiết của hệ thống

xử lý

CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU VÀ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC

THẢI

3.1 Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải

Nước thải nói chung có chứa nhiều chất ô nhiễm khác nhau, đòi hỏi phải xử lý

bằng những phương pháp thích hợp khác nhau Một cách tổng quát, các phương pháp

xử lý nước thải được chia thành các nhóm sau:

- Phương pháp xử lý cơ học

- Phương pháp xử lý hoá học và hoá lý

- Phương pháp xử lý sinh học

Các phương pháp xử lý nước thải được tóm tắt trong bảng 3.1

Bảng 3.1: Các phương pháp xử lý nước thải

E Lọc SS và độ đục được loại bỏ

F Quá trình màng

Đây là quá trình khử khoáng Các chất rắn hòa tan được loại bỏ bằng phân tách màng Quá trình siêu lọc (Ultrafiltrtion), thẩm thấu ngược (RO) và điện thẩm tách (electrodialysis) hay được sử dụng

G Bay hơi Bay hơi nước thải Phụ thuộc và nhiệt độ, gió, độ ẩm và

mưa

PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC VÀ HÓA LÝ

A Keo tụ, tạo bông Hệ keo bị mất ổn định do sự phân tán nhanh của hóa

chất keo tụ Chất hữu cơ, SS, photphat, một số kim loại

và độ đục bị loại khỏi nước Các loại muối nhôm, sắt

và polymer hay được sử dụng làm hóa chất keo tụ

B Kết tủa Giảm độ hòa tan bằng các phản ứng hóa học Độ cứng,

photphat và nhiều kim loại nặng được loại ra khỏi nước thải

C Oxy hóa Các chất oxy hóa như ozon, H2O2, clo, kali

permanganate được sử dụng để oxy hóa các chất hữu

cơ, H2S, sắt và một số kim loại khác Amoniac và cyanua chỉ bị oxy hóa bởi các chất oxy hóa mạnh

D Phản ứng khử Kim loại được khử thành các dạng kết tủa và chuyển

thành dạng ít độc hơn Các chất oxy hóa cũng bị khử (quá trình loại clo dư trong nước) Các hóa chất hay sử dụng: SO2, NaHSO3, FeSO4

E Trao đổi ion Dùng để khử các ion vô cơ có trong nước rỉ rác

F Hấp thụ bằng than hoạt

tính

Dùng để khử COD, BOD còn lại, các chất độc và chất hữu cơ khó phân hủy Một số kim loại cũng được hấp thụ Cacbon thường được sử dụng dưới dạng bột và dạng hạt

PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC

A Hiếu khí Vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ làm thức ăn khi có O2

a Sinh trưởng lơ lửng

- Bùn hoạt tính Trong quá trình bùn hoạt tính, chất hữu cơ và vi sinh

được sục khí Bùn hoạt tính lắng xuống và được tuần hoàn về bể phản ứng, các quá trình bùn hoạt tính bao gồm: dòng chảy đều, khuấy trộn hoàn chỉnh, nạp nước vào bể theo cấp, làm thoáng kéo dài, quá trình ổn định tiếp xúc

- Nitrat hóa Amoniac được oxy hóa thành nitrat Quá trình khử

BOD có thể thực hiện trong cùng một bể hay trong bể riêng biệt

- Hồ sục khí Thời gian lưu nước trong hồ có thể vài ngày Khí được

sục để tăng cường quá trình oxy hóa chất hữu cơ

- SBR Các quá trình tương tự bùn hoạt tính Tuy nhiên, việc

ổn định chất hữu cơ lắng và tách nước sạch sau xử lý chỉ xảy ra trong một bể

- Bể tiếp xúc sinh học

quay (RBC)

Gồm các đĩa tròn bằng vật liệu tổng hợp đặt sát gần nhau Các đĩa quay này một phần ngập trong nước

B Kị khí

a Sinh trưởng lơ lửng Nước thải được trộn với sinh khối vi sinh vật Nước

thải trong bể phản ứng thường được khuấy trộn và đưa đến nhiệt độ tối ưu cho quá trình sinh học kị khí xảy ra

- Quá trình kị khí cổ điển

(coventional)

Chất thải nồng độ cao hoặc bùn được ổn định trong bể phản ứng

- Quá trình tiếp xúc Chất thải được phân hủy trong bể kị khí khuấy trộn

hoàn chỉnh Bùn được lắng tại bể lắng và tuần hoàn trở

về bể phản ứng

- UASB Nước thải được đưa vào bể từ đáy Bùn trong bể dưới

lực nặng của nước và khí biogas từ quá trình phân hủy sinh học tạo thành lớp bùn lơ lửng, xáo trộn liên tục Vi sinh vật kị khí có điều kiện tốt để hấp thụ và chuyển đổi chất hữu cơ thành khí metan và cacbonic Bùn được tách và tự tuần hoàn lại bể UASB bằng cách sử dụng thiết bị tách rắn - lỏng – khí

- Khử nitrat Nitrit và nitrat bị khử thành khí nitơ trong môi trường

thiếu khí Cần phải có một số chất hữu cơ làm nguồn cung cấp cacbon như methanol, axit acetic, đường, …

- Hệ thống kết hợp các

quá trình kị khí, thiếu khí

Photpho và nitơ được loại bỏ trong hệ thống này Nitơ được loại trong quá trình thiếu khí Việc sử dụng photpho, ổn định chất hữu cơ và nitrat hóa amoniac

và hiếu khí được thực hiện trong bể phản ứng hiếu khí

b Sinh trưởng dính bám

- Bể lọc khí Nước thải được đưa từ phía trên xuống qua các vật liệu

tiếp xúc trong môi trường kị khí Có thể xử lý nước thải

có nồng độ trung bình với thời gian lưu nước ngắn

- EBR và FBR Bể gồm các vật liệu tiếp xúc như cát, than, sỏi Nước

và dòng tuần hoàn được bơm từ đáy bể đi lên sao cho duy trì vật liệu tiếp xúc ở trạng thái trương nở hoặc giả lỏng Thích hợp cho xử lý nước thải có nồng độ cao vì nồng độ sinh khối được duy trì trong bể khá lớn Tuy nhiên, thời gian start-up tương đối lâu

- Đĩa sinh học quay Các đĩa tròn được gắn vào trục trung tâm và quay trong

khi chìm hoàn toàn trong nước Màng vi sinh vật phát triển trong điều kiện kị khí và ổn định chất hữu cơ

- Khử nitrat Quá trình sinh trưởng dính bám trong môi trường kị khí

và có mặt của nguồn cung cấp cacbon, khử nitrit và nitrat thành khí nitơ

c Sinh trưởng lơ lửng và

e Xử lý bằng đất (land

treatment)

Tận dụng thực vật, đặc tính của đất và các hiện tượng

tự nhiên khác để xử lý nước thải bằng việc kết hợp các quá trình lý – hóa – sinh cùng xảy ra

3.2 Một số công nghệ xử lý nước thải công nghiệp giấy và bột giấy

3.2.1 Nhà máy sản xuất giấy và bột giấy Xuân Đức

Hình 3.1: Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải nhà máy sản xuất giấy và bột giấy Xuân Đức

3.2.2 Công ty giấy Tân Mai

Lưu lượng nước thải từ công đoạn xeo giấy là 7500 m3/ngày và từ công đoạn sản

xuất bột giấy là 2500 m3/ngày Thành phần tính chất nước thải như sau:

Bảng 3.2: Tính chất nước thải Công ty giấy Tân Mai Thông số Sản xuất bột giấy Xeo giấy

(Nguồn: Bảng báo cáo chất lượng nước thải của Công ty Giấy Tân Mai)

Hình 3.2: Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải Công ty Giấy Tân Mai

NaOH Phèn sắt

Thu gom Bể điều

hoà

Bể trộn Bể phản ứng kết hợp

lắng đứng

Bể chứa bột

Bùn làm phân

bón

3.2.3 Nhà máy sản xuất giấy và carton (Công ty Roemond – Hà Lan)

Nhà máy chuyên sản xuất giấy báo và bìa các loại với công suất 500 tấn, nhà máy

này tận dụng 70% nước để tái sử dụng Lượng nước thải hàng ngày của nhà máy là

2400 - 3400 m3

Nước thải có hàm lượng COD: 3500 mg/l, BOD5: 2000 mg/l, SO42- 170 - 190

mg/l, Ca2+ 190 - 300 mg/l

Hình 3.3: Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải Công ty Roemond – Hà Lan

3.3 Cơ sở lựa chọn, đề xuất công nghệ xử lý nước thải cho Công ty TNHH

Giấy Hưng Long

3.3.1 Phân tích lựa chọn công nghệ xử lý

Nước thải sản xuất chủ yếu phát sinh từ quá trình nghiền bột và xeo giấy, dòng

thải này chứa chủ yếu chứa xơ sợi mịn, bột giấy ở dạng lơ lửng Ngoài ra, còn một

lượng nước thải phát sinh từ công đoạn rửa khuôn

Đặc tính chung của nước thải sản xuất Công ty TNHH Giấy Hưng Long:

- pH cao do kiềm dư từ công đoạn sơ chế nguyên vật liệu (ngâm)

- Hàm lượng cặn lơ lửng lớn (do bột giấy gây ra)

Nước thải giấy chứa hàm lượng chất lơ lửng cao, khó lắng nên áp dụng biện pháp

xử lý hóa lý (keo tụ tạo bông) để tách bột giấy và các chất lơ lửng Ngoài ra theo kết

quả phân tích nước thải của công ty có tỉ lệ BOD5/COD ~ 0,68 > 0,5 đây là đặc điểm

thích hợp để xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học

Người ta thường sử dụng phương pháp sinh học để xử lý các chất hữu cơ có

trong nước thải Nước thải nhà máy giấy thường chứa nhiều lignin, chất này khó hòa

tan và khó phân hủy Theo một số nghiên cứu cho thấy, lignin chỉ có thể phân hủy

Bể acid hóa

UASB

Aerotank Bể lắng

Thùng chứa khí

Bể chứa bùn

Dinh dưỡng

Nước thải

Bùn tuần hoàn Bùn dư

Ra

trong điều kiện hiếu khí mạnh mẽ, do đó công nghệ sinh học lựa chọn cho xử lý nước

thải Nhà máy Giấy Hưng Long là công nghệ hiếu khí

Nước thải nhà máy giấy giàu gluxit nhưng lại nghèo về Nitơ và Photpho Do đó,

trong khi xử lý nước thải nhà máy giấy cần phải tạo ra môi trường cân đối bằng cách

phải điều chỉnh sao cho tỷ lệ BOD5: N: P = 100: 5: 1 (xử lý hiếu khí)

3.3.2 Đề xuất công nghệ xử lý

Từ những phân tích nói trên và dựa vào ưu nhược điểm của các phương pháp xử

lý, đề xuất 2 phương án xử lý nước thải cho Công ty TNHH Giấy Hưng Long như sau:

Phương án 1: (Xem hình 3.4)

Thuyết minh quy trình công nghệ:

Nước thải từ công đoạn nghiền và xeo giấy được thu gom vào hệ thống thoát

nước riêng của nhà máy (không bao gồm nước mưa) qua hệ thống lọc tay áo và mương

tách bột (có sẵn)nhằm loại bỏ các chất nổi và các tạp chất có kích thước lớn

Sau đó nước thải tập trung vào song chắn rác đến hầm bơm và được bơm lên bể

điều hòa để điều hòa lưu lượng và nồng độ nước thải

Từ bể điều hòa, nước thải được bơm vào bể khuấy trộn và phản ứng tạo bông cặn

sau đó hỗn hợp tự chảy sang bể lắng I để tách các bông cặn, phần nước trong chảy vào

bể Aerotank Trong điều kiện được cung cấp O2 liên tục nhờ sục khí, các vi khuẩn hiếu

khí sẽ phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải Tại đây chất dinh dưỡng cũng

được bổ sung vào để đảm bảo tỷ lệ BOD5: N: P cho quá trình phân hủy hiếu khí Quá

trình phân hủy các chất hữu cơ tạo ra sinh khối (bùn) và được lắng tại bể lắng II Bùn

lắng một phần được bơm hồi lưu về bể sục khí, phần bùn dư được đưa qua sân phơi

bùn Bùn khô được đưa đến bãi chôn lấp cùng với rác thải

Nước sau bể lắng II được dẫn sang hồ sinh học và khử trùng trước khi thải ra

nguồn tiếp nhận

Dưới đây trình bày cụ thể vai trò và chức năng của các công trình đơn vị:

Song chắn rác: Trong nước thải chứa các thành phần có kích thước lớn như rác

nếu không loại bỏ thì có thể gây tắc nghẽn đường ống và hư hỏng bơm Song chắn rác

thường được đặt trước hầm bơm tiếp nhận nhằm giữ lại những thành phần có kích

thước lớn trong dòng thải Đây là bước quan trọng nhằm đảm bảo an toàn và điều kiện

làm việc thuận lợi cho hệ thống xử lý Rác được giữ lại ở song chắn rác được làm sạch

bằng phương pháp thủ công, thu gom và đưa đến bãi chôn lấp hợp vệ sinh

Bể điều hoà: Khi lưu lượng và nồng độ thay đổi chế độ làm việc của hệ thống xử

lý nước thải mất ổn định Khi nồng độ hoặc lưu lượng tăng đột ngột tăng lên, các công

trình xử lý hoá lý, hoá học sẽ làm việc kém đi hoặc muốn hoạt động tốt phải thay đổi

lượng hoá chất thường xuyên Khi các công trình xử lý hoá lý hoạt động kém hiệu quả

thì nồng độ chất bẩn đi vào các công trình xử lý sinh học đột ngột tăng lên sẽ gây sốc

tải trọng đối với vi sinh vật, gây chết VSV, làm cho công trình mất tác dụng

Hình 3.4: Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải giấy phương án 1

Keo tụ - tạo bông: Đối với nước thải giấy, một phần các hạt thường tồn tại ở các

hạt keo mịn phân tán, kích thước của hạt dao động trong khoảng 0,1 đến 10m Các

hạt này cũng không nổi cũng không lắng, và do đó tương đối khó tách loại Keo tụ -

tạo bông là phương pháp xử lý hóa lý nhằm dính kết các hạt nhỏ phân tán thành những

bông cặn lớn hơn có khả năng lắng được và tách loại chúng ra khỏi dòng nước bằng

phương pháp lắng trọng lực Nó vừa có khả năng xử lý chất rắn lơ lửng, COD, độ

màu…

Nguồn tiếp nhận

Nước thải vào SCR +

Nước

Bùn tuần hoàn

Bùn khô làm phân bón

Bể lắng 1: Bể lắng có nhiệm vụ lắng các cặn lơ lửng có sẵn trong nước thải và

bông cặn hình thành từ quá trình keo tụ tạo bông Trong trường hợp này sử dụng bể

lắng đứng, nước thải chuyển động theo phương thẳng đứng từ dưới lên đến vách tràn

với vận tốc 0,5 - 0,6 m/s

Bể Aerotank: Nước thải sau khi qua bể lắng I được dẫn vào bể Aerotank

Aerotank là công trình sinh học hiếu khí ứng dụng quá trình vi sinh vật lơ lửng trong

xử lý nước thải Tại đây, oxy được cấp vào liên tục nhờ máy nén khí và hệ thống phân

phối khí Các chất lơ lửng trong nước thải đóng vai trò là các hạt nhân để cho sinh vật

cư trú, sinh sản và phát triển dần lên thành các bông lớn hơn gọi là bùn hoạt tính Bùn

hoạt tính là các bông bùn có màu nâu sẫm chứa các chất hữu cơ hấp thụ từ nước thải

và là nơi cư trú để phát triển của vô số vi khuẩn và vi sinh vật sống khác Vi khuẩn và

các vi sinh vật sống dùng chất nền (BOD) và chất dinh dưỡng (N, P) làm thức ăn để

chuyển hóa chúng thành các chất trơ không hòa tan và các tế bào mới Số lượng bùn

hoạt tính sinh ra trong thời gian lưu lại trong bể Aerotank của lượng nước thải đi vào

bể không đủ để làm giảm nhanh các chất hữu cơ, do đó phải tuần hoàn bùn từ bể lắng

II trở lại bể Aerotank để duy trì nồng độ sinh khối trong bể, đảm bảo hiệu quả xử lý

Bùn dư ở đáy bể lắng được đưa đến khu xử lý bùn

Bể lắng II: Đặt sau các công trình xử lý sinh học có nhiệm vụ lắng trong nước ở

phần trên và cô đặc bùn ở phần dưới

Hồ sinh học: Là công trình xử lý sinh học bổ sung nhằm đạt chất lượng nước

đầu ra tốt hơn Tại đây, các chất hữu cơ và các chất dinh dưỡng còn lại trong nước thải

sẽ tiếp tục được phân hủy nhờ hoạt động của các vi sinh vật và hệ thực vật nước trong

điều kiện tự nhiên Thời gian lưu nước trong hồ khoảng 18 - 20 ngày Tải trọng thích

hợp 67- 200 kg BOD5/ha ngày

Khử trùng: Nước thải sau khi xử lý bằng phương pháp sinh học chứa khoảng

105 đến 106 vi khuẩn trong 1 ml Hầu hết các loại vi khuẩn có trong nước thải không

phải là vi trùng gây bệnh, nhưng không loại trừ khả năng tồn tại một vài loại vi khuẩn

gây bệnh nào đó Nếu xả nước thải ra nguồn cấp nước, hồ nuôi cá thì khả năng lan

truyền bệnh sẽ rất lớn Do vậy, cần phải có biện pháp khử trùng nước thải trước khi

thải ra nguồn tiếp nhận

Phương án 2: (Xem hình 3.5)

Thuyết minh quy trình công nghệ:

Các công trình trong công nghệ xử lý nước của phương án 1 và phương án 2 về

cơ bản là giống nhau, chỉ khác ở thay đổi công trình Aerotank trong phương án 1 thành

bể lọc sinh học hiếu khí trong phương án 2

Lọc sinh học hiếu khí: Màng sinh học gồm các vi khuẩn, nấm và động vật bậc

thấp được nạp vào hệ thống cùng với nước thải Mặc dù lớp màng này rất mỏng song

tồn tại hai lớp: lớp yếm khí ở sát bề mặt đệm và lớp hiếu khí ở ngoài Do đó hệ vi sinh

trong quá trình lọc sinh học hiếu khí thực chất là hệ vi sinh vật hiếu – yếm khí Theo

chiều sâu từ mặt xuống đáy bể lọc, nồng độ chất hữu cơ trong nước thải giảm dần và

tại một vùng nào đó các vi sinh vật ở trạng thái đói thức ăn Thường BOD được chiết

ra chủ yếu ở 1,8 m phần trên của lớp đệm Phần sinh khối vi sinh vật thừa sẽ bị tróc ra,

theo nước ra ngoài bể lọc

Hình 3.5: Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải giấy phương án 2

Nước thải vào SCR + Hầm

Khí + chất

dinh dưỡng

Chlorine

Bùn khô đổ bỏ Sân phơi bùn

Bùn Nước

Bể lắng 2

Nguồn tiếp nhận

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ

NƯỚC THẢI

4.1 Phương án 1(Xem chi tiế phụ lục A)

4.1.1 Song chắn rác và hầm bơm tiếp nhận

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

Chiều cao lớp nước trong mương là: 0,08 m

Chọn kích thước thanh rộng  dày = 5 mm  25 mm và khe hở giữa các thanh w

= 25 mm

Vận tốc dòng chảy qua song chắn: 0,37 m/s

Tổn thất áp lực qua song chắn: 3,4 mm < 150 mm

Bảng 4.2: Hiệu suất xử lý và chất lượng nước sau mương lọc và song chắn rác

Thông số Hàm lượng đầu vào

(mg/l)

Hiệu suất

%

Hàm lượng đầu ra (mg/l)

Trong đó: t là thời gian lưu nước, t = 1030 phút, chọn t = 30 phút

Chọn chiều sâu hữu ích: h = 2,5m, chiều cao an toàn: hbv = 0,5 m

Vậy chiều sâu tổng cộng: ht = 2,5 + 0,5 = 3 m

Kích thước hầm bơm tiếp nhận: dài x rộng x sâu= 2,5 x 2,1 x 3,0 (m)

Tổn thất áp lực của máy bơm: H = 4,5 m

Chọn 2 bơm DVPF 24 -10 công suất 1,1 kW: 1 hoạt động, 1 dự phòng

4.1.2 Bể điều hòa

Thể tích bể điều hòa:

W = Qhmax  t = 26,7  4 = 106 m3Chọn chiều cao bể điều hoà: 4 m, chiều cao bảo vệ 0,5 m

Kiểm tra lại thể tích bể điều hoà bằng biểu đồ thể tích tích lũy (hình 1.2)

Lượng nước tích lũy vào bể Lượng nước tích lũy bơm đi

Hình 4.1: Biểu đồ xác định thể tích tích luỹ của bể điều hoà

Kích thước bể điều hòa: dài x rộng x sâu = 6,6 m  4 m  4,5 m

A Tính toán hệ thống cấp khí cho bể điều hòa (bằng khí nén)

Lượng khí cần thiết: Qkhí = 95,4 m3/h

Chọn thiết bị phân phối khí dạng đĩa xốp, đường kính đĩa 170 mm, diện tích bề

mặt đĩa Fđĩa = 0,022 m2, cường độ sục khí của đĩa Iđĩa = 0,11 m3/phút (trang 437 –

Wastewater Engineering – Metcalf & Eddy)

Số đĩa trong bể là: 14 đĩa

Chọn máy bơm DPVF 24 -10 công suất 1,1 kW hiệu suất 65%

Chọn 2 bơm có công suất 1,1 kW hoạt động luân phiên nhau

4.1.3 Bể trộn cơ khí

Thời gian lưu t = 30 – 60 (s) Chọn thời gian lưu là 30 s

Thể tích bể keo tụ: V = 0,056 m3

Chọn chiều cao bể khuấy nhanh là 0,8 m

Tiết diện bể khuấy nhanh: A = 0,056 m2

Đường kính bể khuấy nhanh: D = 0,3 m

Năng lượng khuấy: P = 36,2 (W)

Bảng 4.3: Các giá trị G cho trộn nhanh

Thời gian trộn t (s) Gradien G (s-1) 0,5 (trộn đường ống) 3500

(Nguồn: Cấp nước tập 2, Trịnh Xuân Lai)

Công suất của moteur: P = 45,26 (W)

Chọn loại cánh khuấy số hiệu BN – 3.0 có số vòng quay 175 vòng/phút; số hiệu

Chọn bể tạo bông là loại bể phản ứng cơ khí, cánh khuấy kiểu bản phẳng 2 cánh

Thời gian nước lưu lại trong bể là 30 phút

Nhu cầu năng lượng cho quá trình khuấy chậm: P = 19,05 W

Công suất của motor là: P = 23,8 W

Chọn motor có tốc độ quay n = 30 vòng/ph Chọn motor hộp số công suất Pm =

0,37 kW (theo bảng 4.4)

Bảng 4.4: Tốc độ quay của cánh khuấy và công suất motor có sẵn

trên thị trường

Tốc độ quay, vòng/phút Công suất, kW

30; 45; 70; 110; 175 45; 70; 110; 175 45; 110; 175 45; 110; 175 70; 110; 175

0,37 0,56 0,75 1,12 1,50

Bảng 4.5: Giá trị KT

Loại cánh K T

Chân vịt 3 lưỡi Turbine 4 cánh phẳng Turbine 6 cánh phẳng Turbine 6 cánh cong Turbine quạt, 6 cánh

0,32 6,3 6,3 4,8 1,65

(Nguồn: Cấp nước tập 2, Trịnh Xuân Lai)

Chọn bể tạo bông cánh khuấy turbine 6 cánh phẳng có hệ số KT = 6,3 Với số

vòng quay 30 vòng/ph

Đường kính cánh khuấy: D = 0,75 m

Kiểm tra số Reynold: NR = 421349 >> 10000

Như vậy, Di và số vòng quay n đã chọn đạt chế độ chảy rối

Bảng 4.6: Kích thước bể trộn và cánh khuấy turbine 6 cánh phẳng

5

4

4

4 1/2s

(Nguồn: Cấp nước tập 2, Trịnh Xuân Lai)

Chọn D i 0, 4

Đường kính bể tạo bông: D = 1,9 m

Chiều cao lớp nước hữu ích: H = 1,2 m

Như vậy, chọn kích thước đã đạt yêu cầu

Chọn chiều cao bảo vệ là hbv = 0,3 m

Chiều cao của bể tạo bông là: 1,5 m

Chiều rộng cánh khuấy: q = 0,15 m

Đường kính đĩa trung tâm: s = 0,48 m

Chiều dài cánh gắn trên đĩa trung tâm là 0,24 m

4.1.5 Bể lắng đứng I

Diện tích tiết diện ướt của ống trung tâm: 0,062 m2

Diện tích tiết diện ướt của bể lắng đứng trên mặt bằng: 3,7 m2

Diện tích tổng cộng của bể lắng đứng trên mặt bằng:

F = f1 + f = 0,062 + 3,7 = 3,762 m2Đường kính bể: D = 2,2 m

Đường kính ống trung tâm: 0,3 m

Chọn thời lưu nước trong bể là 1,5 h

Thể tích bể là: W = Q  t = 6,67  1,5 = 10 m3

Chiều cao tính toán phần hình trụ của bể lắng đứng: htt = 2,2 m

Chiều cao phần hình nón của bể lắng đứng: hn = 1,27 m

Chiều cao ống trung tâm lấy bằng chiều cao ống hình trụ (htt = 2,2 m)

Đường kính miệng loe của ống trung tâm: d1 = 0,4m

Đường kính tấm hắt: d2 = 0,52 m

Góc nghiêng giữa bề mặt tấm hắt so với mặt phẳng ngang lấy bằng 170 Suy theo

chiều cao nón: hchắn = 0,079 m

Chọn chiều cao lớp từ lớp bùn đến ống trung tâm hth = 0,5 m, chiều cao lớp bảo

vệ hbv = 0,3 m, chiều cao tổng cộng của bể lắng là: Htc = 4,3 m

Vận tốc giới hạn trong vùng lắng: vH = 0,0686 m/s

Vận tốc nước chảy trong vùng lắng ứng với Qhmax: vmax = 0,00065 m/s < 0,0686

m/s

Xác định lượng bùn sinh ra:

Lượng bùn khô sinh ra mỗi ngày: G = 29,22 kg/ngày

Thể tích bùn sinh ra mỗi ngày: Vbùn = 0,37 m3/ngày

Chọn bơm bùn công suất 1 HP ngoài thị trường

Bảng 4.7: Hiệu suất xử lý và chất lượng nước sau keo tụ tạo bông

Thông số Hàm lượng đầu vào

(mg/l)

Hiệu suất (%)

Hàm lượng đầu ra (mg/l)

SS 347,2 80 69,4

BOD 1286,1 65 450

COD 1890 65 661,5

4.1.6 Bể Aerotank

Lượng cặn có thể phân hủy sinh học có trong cặn lơ lửng ở đầu ra là 13,52 mg/l

Lượng oxy cần cung cấp là: 19,2 mg/l

BOD5 của cặn lơ lửng của nước thải sau lắng II: 13,1 mg/l

BOD5 hoà tan của nước thải sau lắng II: S = 76,9 mg/l

Tính hiệu quả xử lý tính theo BOD5 hòa tan: E = 83%

Hiệu quả xử lý BOD5 của toàn bộ sơ đồ: E0 = 80%

Thời gian lưu trong bể t = 12,6 h

B Tính toán lượng bùn tuần hoàn và xả ra

Tính hệ số tạo bùn từ BOD5: Yobs = 0,35

Lượng bùn hoạt tính sinh ra do khử BOD5: Px = 20,9 kg VSS/ngày

Tổng cặn lơ lửng sinh ra trong một ngày: Pxl = 29,86 kg SS/ngày

Lượng cặn dư hàng ngày phải xả đi: Pxả = 26,53 kg/ngày

Tính lượng bùn xả ra hàng ngày (Qw) từ đáy bể lắng: Qw =2,67 m3/ngày

Lưu lượng bùn hoạt tính tuần hoàn: Qr = 84,74 m3/ngày,  = 0,53

C Kiểm tra tỷ số F/M và tải trọng thể tích của bể

M

F = 0,34 ngày-1

Giá trị này nằm trong khoảng cho phép của thông số thiết kế bể (F/M = 0,20,6

ngày)

Tốc độ oxy hóa của 1g bùn hoạt tính là 0,28 (mg BOD5/g.ngày)

Tải trọng thể tích của bể Aerotank: L = 0,86 kg BOD5/m3ngày

Giá trị này nằm trong khoảng thông số cho phép khi thiết kế bể (0,8 - 1,92

kgBOD5/m3.ngày)

D Tính lượng oxy cần thiết

Khối lượng BOD cần xử lý mỗi ngày: G = 87,8 kg/ngày

Lượng oxy cần thiết: M = 58,12 kg/ngày

Lượng không khí yêu cầu: Qkhí = 1,8 m3/phút

Lượng không khí cần thiết cho xáo trộn hoàn toàn: q = 22  (20  40 l/m3.ph)

Lượng không khí cần thiết: Qct = 1,848 m3/phút

Lưu lượng không khí cần cung cấp của máy thổi khí: Qmáy = 3,7 m3/phút

Hệ thống phân phối khí:

Đặt 6 dàn ống chính song song với chiều dài bể (mỗi ngăn 3 dàn ống)

Số đĩa phân phối khí: 24 đĩa

Chọn đĩa phân phối có đường kính 170 mm

Đường kính ống dẫn khí:

Đường kính ống chính:Dkhí = 60 mm

Đường kính ống nhánh:dkhí = 21 mm

E Tính toán máy thổi khí

Áp lực cần thiết của máy thổi khí: Hm = 4,9 m Chọn máy có cột áp trên thị

trường: H = 8 m

Áp lực không khí: P = 1,8 (at)

Công suất lý thuyết máy thổi khí: Nlt = 4,8 KW