Những chất thải của xí nghiệp sản xuất giấy Lam Kinh - T hanh Hoá nói riêng cũng không ngoài những tác động nêu trên và nó được đề cập đến trong nghiên cứu nay.. Mâu lấy bằng các bình nh
Trang 1TẠP CHI KHOA HỌC ĐHQGHN, KHTN & CN, T.XVIII, Số 4 2002
NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP x ử LÝ NƯỚC THẢI CỨA XÍ NGHIỆP SẢN XUẤT GIÂY LAM KINH - THANH HOÁ
N g u y ễ n K iểu H ưng, Đỗ Q u a n g H uy,
Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG Hà Nội
Đ in h Ngọc T ấ n
Viẹn Hoá học Quân sự, Bộ Quôc phòng
1 Đ ặ t v ấ n đ ề
_ Công n ểhiệp ẽiắy chiếm một vị trí quan trọng trong quá trìn h p h át triển kinh
tê xã hội Năm 1980 sản lượng giấy và caton trê n th ế giới xấp xỉ 214 triệu tấn/năm Theo dự đoán của các n h à khoa học Mỹ thì yêu cầu về sả n x u ất giấy và caton năm
2000 trê n th ế giới là 300 triệ u tấn/năm Tính đến 1995 mức tiêu th ụ bình quân đầu người trên toàn th ê giới là 48,7kg/năm, tăng 4,2kg so vối năm 1991 [4], Mức tieu thụ giấy ỏ các nưóc Đông Nam Á năm 1995 bằng 66,9% mức tiêu th ụ bình quân trên
T h ế giới
ơ Việt Nam, công nghiệp giấy nói chung r ấ t nhỏ bé Gần đây, năng lực sản
x u ất trong nước đ ạ t khoảng 150 170 nghìn tấn/năm Theo dự đoán của các chuyên gia ngành giấy, năm 2000 công su ất của ngành đạt khoảng 500 - 700 nghìn tấn/năm , đến năm 2001 nhu cầu sử dụng giấy sẽ lên tới 1 - 2 triệu tấn /n ăm [3 4], Đi kèm yới sự tăng trương và nh u cầu sử dụng như vậy, công nghiệp giấy đã gây ra cac tác động lớn ảnh hưởng đến sinh giới, tính đa dạng sinh học và nguồn lợi sinh vât Những chất thải của xí nghiệp sản xuất giấy Lam Kinh - T hanh Hoá nói riêng cũng không ngoài những tác động nêu trên và nó được đề cập đến trong nghiên cứu nay
2 T h ự c n g h i ệ m
2.1 H oá c h ấ t: Dung dịch Kali bicromat 0,25N; axit sunfuric, d = 1 84' Muối
Mohr Fe(NH )2( S 0 4) 0,25N; Chỉ thỉ feroin, dung dịch 50/0; NaCl, dung dịch bão hoà FeCl2, dung dịch IM; Ca(OH2); Al(SO,);, Ag2S 0 4, Hg2S 0 4, KH2P 0 4i N a H C ạ ,
2.2 M á y đo: Máy đo pH - M etter H ana HI 8314; Máy đo ch ất lượng nước
(DO)WQC - 20A, N h ậ t Bản; Máy so màu ANA - 7A, N h ật Bản
2.3 L ấ y m â u : Nưốc th ả i được lấy ở xí nghiệp sả n x u ất giấy Lam Kinh
-T h an h Hoá từ nhiều điểm và thời gian khác n h a u (chủ yếu là ỏ bộ p h ận n ấu xeo giấy, khu rửa bột) Mâu lấy bằng các bình nhựa PVC 1 lit và bảo quản trong tủ lanh (5°C)
21
Trang 222 N guyễn K iều Hưng, Đ ỗ Q u a n g Huy, Đ in h Ngọc T ấn
Quá trìn h xử lý được chia th à n h 3 giai đoạn: x ử lý sơ bộ, xử lý yếm khí bằng
kỹ th u ậ t UASB, xử lý bằng phương pháp hiếu khí b ù n h o ạ t tính
3 Kết q u ả v à th ả o lu ậ n
3.1 P h à n tíc h nước th ả i
Kết quả phân tích nước th ải của xí nghiệp sản x u ấ t giấy Lam Kinh - T hanh Hoá tại các điểm lấy mẫu khác n h au được trìn h bày tro n g bảng 1
B ả n g 1: Kết quả phần tích nưốc th ải
Các
th ô n g số
Đơn vị tín h
tr u n g b ình
TCVN
5945 - 1999
Điểm 1: Nưổc th ả i bộ p h ận nấu
Điểm 2: Nước th ả i bộ p h ận xeo giấy
Điểm 3: Nước th ả i kh u rửa bột
Từ kết quả nêu ở bảng 1 cho thấy toàn bộ các chỉ tiêu của nưốc th ả i đều vượt
r ấ t cao so với tiêu chuẩn cho phép: Chất r ắ n lơ lửng vượt hdn 3,9 lần, COD vượt hơn
116 lần BODs vượt 136 lần, nitơ tổng số vượt 0,3 lần Tại các điểm lấy mâu khác
n h au điểm 1 là nơi có nồng độ chất ô nhiễm cao n h ất Đây là điểm th ả i của bộ phận nấu (ndi th ả i ra r ấ t nhiều chất hữu cơ và hoá ch ấ t như lignin, kiềm tự do,
hemixenluloze, )-3.2 X ử lý sơ bộ
Dùng H 2S 0 4, Ca(OH)2, A12(S 0 4)3 đưa vào rntóc th ả i vối các h àm lưđng khác nhau; CODđẳuvào= 15.000mg/l; BOD5 = 7.500mg/l; pH = 11,3 + 12,0; N h iệt độ = 27°C; Thể tích nưốc th ả i xử lý = 1000ml
Quá trìn h xử lý nước th ả i bằng 3 hoá ch ấ t đã n êu ỏ bảng 2 cho thấy: Dùng
H 2S 0 4 để xử lý cho kết quả tốt hdn bởi vì có th ể ở điều k iện môi trường pH giao động xung quanh giá trị 7, vi k h u ẩ n hoạt động có hiệu quả Nếu dùng vôi để xử lý th ì vi
k h u ân ngừng hoạt động, còn dùng phèn th ì vi k h u ẩ n có hoạt động nhưng cho hiệu quả kém
Trang 3Nghiên cứu phương p h á p s ử lý ch ất th ả i của xí nghiệp
B ản g 2: Kêt quả xử lý nưốc thải sơ bộ bằng phương pháp hoá học
Ch ấ t d ù n g đ ể x ử lý Các t h ô n g sô n ư ớc s a u x ử lv
C h â t x ử lý L ư ợ n g c h ấ t s ử d u n g COD (mg/1)
BOD5 (mg/1) H2S 0 4 (ml)
Ca(OH)2
4.368
3.3 X ử lý y ế m k h í d ù n g k ỹ th u ậ t U A SB (U flow A n a e ro b ic S lu d g e B la n k e t)
Thiết bị UASB gồm v ù n g sinh học và vùng lắng Trong vùng sinh học các chất hữu Cd bị p h â n huỷ th à n h k h í m e ta n và C 0 2 nhờ quá trìn h nước th ải qua thiết bị theo chế độ ngược dòng, qua lốp b ùn hoạt tín h cao Nưốc được lấy ỏ p h ần có bùn lơ lửng cách m ặ t nưốc 15cm, s a u đó để lắng 15 p h ú t cho các cặn lơ lửng lắng xuống điếu chỉnh pH tro n g khoảng th íc h hợp rồi nạp vào th iế t bị th í nghiệm Kết qua xử ly được nêu ở bảng 3: Các thông sô nưốc th ả i dùng trong nghiên cứu này như sau:
CODđầu v4o = 5400mg/l; pH = 9,5; N hiệt độ = 25 + 30°C; Thời gian lưu nưâc trong thiết bị là 12 giờ
B ản g 3: Kết quả xử lý yếm khí dùng kỹ th u ậ t UASB
Thời g i a n x ử lý (ngày) K ết q u ả x ử lý
COD (mg/1) •pH H iệu s u ấ t x ử lý
Trang 424 N g u yễn K iều Hưng, Đ ỗ Q u a n g Huy, Đ in h N gọc Tấn
Từ kết quả p h â n tích ở b ản g 3 cho thấy từ ngày th ứ n h ấ t đến ngày th ứ ba,
h àm lượng COD giảm r ấ t n h a n h , từ ngày th ứ 12 trỏ đi th ì hàm lượng COD giảm chậm dần từ ngày th ứ 15 đến ngày th ứ 32 h àm lượng COD giảm r ấ t chậm và h ầu như không giảm Các thông số nưổc th ả i sau 32 ngày xử lý n h ậ n được vẫn không đ ạt tiêu ch u ẩn cho phép th ả i r a môi trường (tiêu ch u ẩn loại B TCVN: 5945 - 1995) Vì vậy, nưốc sau kh i xử lý theo phương pháp UASB được xử lý tiếp theo vối kỹ th u ậ t
xử lý hiếu khí
3.4 X ử lý h iế u k h í b ằ n g p h ư ơ n g p h á p b ù n h o ạ t t ín h
M ẫu nước có b ù n h o ạt tín h được lấy cách m ặ t nước 15cm, để lắng 30 phút, điều chỉnh pH tro n g khoảng thích hợp, cho vào bình ta m giác, lăc đều ở chê độ khác
n h au theo dõi sự thay đổi của nước th ả i (màu sắc, độ tạo bông, độ lăng ) sau môi khoảng thời gian
Kết quả cho th ấ y , vối ch ế độ lắc 110 vòng/ p h ú t trong khoảng 24 giò th ì th u được lượng b ù n nhiều n h ấ t và ch ấ t lượng tố t n h ấ t (bùn m àu n âu n h ạt, dạng bông, khả n ăn g kết dính tốt, lắng n h an h ) Kết quả xử lý n êu ở bảng 4 Nước th ả i dùng trong nghiên cứu này có các thông sô sau:
N hiệt độ = 27°C; COD = 400mg/l; BODd = 20mg/l; thể tích nước 1000ml, điều kiện xử lý: v sục khí = 0,0221/ p h ú t, thời gian xử lý là 48 giờ
B ả n g 4: Kết quả xử lý hiếu khí bằng phương pháp bùn hoạt tính
Lượng bùn (g) T h ô n g sô n ư ớ c s a u k h i x ử lý
Kết quả ở bảng 4 cho th ấy , khi sử dụng bù n hoạt tín h cho vào nước th ải sẽ làm
tă n g tốc độ p h â n huỷ ch ấ t h ữ u cơ Khi h àm lượng b ù n h o ạt tín h cho vào nưồc táng lên hàm lượng các ch ấ t h ữ u cơ bị p h ân diễn ra n h a n h hơn s ử dụng 3g bùn h o ạt tính cho vào nước th ả i th ì sa u 48 giờ COD, BODfl đ ạt được giá trị cho phép th ả i nước thải
Như vậy sau xử lý sơ bộ và yếm khí, tiếp tục xử lý bằng kỹ t h u ậ t hiếu khí th ì
k ết quả đ ạt được tiê u ch u ẩ n cho phép (TCVN 5945 - 1995, đối vối nưốc th ả i loại B)
Kết hợp 3 phướng pháp này so sánh vối các phương pháp xử lý khác th ì có hiệu quả cao hơn, nước th ả i đ ạt tiê u ch u ẩ n cho phép
Trang 5Nghiên cứu phương p h á p sử lý ch ất th ả i của xí nghiệp 25
3.5 S ự b iế n đ ô i c h ả t h ữ u cơ tr o n g q u á t r ì n h x ử lý nư ớ c th ả i b ằ n g p h ư ơ n g
p h á p h iế u k h í b ù n h o a t t í n h
Nước thải của xí nghiệp Lam Kinh - T h an h Hoá được tiế n h à n h xử lý trong điều kiện phòng th í nghiệm vối các chỉ tiêu b a n đầu của nước th ả i là:
COD = 400mg/l; BODg = 250mg/l; pH = 7,5; tốc độ sục khí: 0,0211/phút; nhiệt
độ = 25 - 30°c, lượng bùn h o ạt tín h 3g Sự biến đổi COD và BOD tro n g nước th ả i với
phương pháp hiếu kh í bù n h o ạt tín h được chỉ ra trong h ìn h sau:
Hình trê n cho thấy, ở giai đoạn đầu (từ 0 giờ đến 10 giờ) h àm lượng COD,
BOD5 giảm n h a n h do hàm lượng ch ấ t hữu cơ b an đ ầu lốn ở giai đoạn tiếp theo (từ
lOgiờ đến 40 giò) tôc độ giảm chậm hơn chứng tỏ h àm lượng c h ấ t h ữ u cơ còn lại
trong nước thải thấp Sau 48 giờ nươc th ả i đ ạ t tiêu c h u ẩ n cho phép và hàm lượng
ch ấ t hữu cơ trong nước th ả i tiếp tục giảm với tốc độ chậm
3.6 S ư b iế n đ ô i pH tr o n g q u á t r ì n h x ử lý nư ớ c th ả i
Đa số các quá tr ìn h sin h học hiếu khí diễn r a tro n g k h oảng pH từ 6,5 H-8,5, vì
vậy theo dõi sự biến đổi pH tro n g quá tr ìn h xử lý là một yêu cầu cần th iế t nhằm
điều chỉnh pH ph ù hợp tro n g suốt quá trìn h xử lý Sự biến đổi pH của dung dịch
nưóc th ả i trong quá tr ìn h xử lý được n êu tro n g b ản g 5:
B ản g 5 Kêt quả khảo sá t sự biên đổi pH trong quá tr ìn h xử lý
Thời gian
(Giờ)
Từ kết quả n h ậ n được ở bảng 5 cho th ấ y sự biến đổi pH tro n g quá trìn h xử lý
nước th ả i biến động không đ án g kể (từ 7 đến 8,55), đây là môi trường sống lý tưởng
Trang 626 N guyễn K iều Hưng, Đ ô Q u a n g Huy, Đ in h N gọc T ân của vi k h u ẩn hiếu khí Từ 0 giò đến 4 giờ giá tr ị pH tă n g là do trong thời gian này hoạt động của vi k h u ẩ n chiếm ưu thế ở giai đoạn cuối pH của nưóc th ả i giảm từ
8 85 xuống 8 21, ỏ giai đoạn này quá trìn h n itr a t hoá có k èm theo quá tr ìn h tạo axit trong môi trường
4 K ết lu ậ n
Quá trìn h sản x u ấ t th ả i r a một lượng ch ất th ả i tương đối lớn, gây ảnh hưởng
k há tiêu cực đến môi trường Ảnh hưởng tiêu cực lớn n h ấ t đến môi trường là nưốc
th ả i vối số lượng chất th ả i r ấ t lốn và nồng độ các tác n h â n gây ô nhiễm trong nước
th ả i cao nưốc th ả i này có k h ả năng tác động đến môi trư ò n g sinh học của khu vực
So sánh các phương pháp ở tà i liệu [4,7] th ì phương pháp này đ ạt hiệu quả cao hdn
Đã lựa chọn được các điều kiện thích hợp để xử lý nưốc t h ả i của xí nghiệp sản x u ất giấy Lam Kinh - T h an h Hoá bằng phương pháp sinh học sử dụng kỹ t h u ậ t UASB
có kết hớp phương pháp hiếu khí bùn hoạt tín h Kết quả chỉ ra: vối thời gian xử lý bằng kỹ th u ậ t UASB sau 12 ngày đêm hiệu s u ấ t xử lý nước th ả i đ ạt 86%, sau bưóc
xử ly tiếp theo bằng phương pháp hiếu khí b ù n hoạt tín h vối thời gian xử lý là 48 giờ nưốc th ả i sau xử lý đ ạt tiêu chuẩn loại (TCVN 5945 - 1995)
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1 Bộ quốc phòng - Công ty cơ khí hoá ch ất 13, D ự án đ ầ u tư p h ụ c hôi và nâng câp
dây chuyền sản xu ấ t giấy KARAP xí nghiệp L am K in h - T h a n h H o á , 1975.tr 5—
23
2 Cục Môi trường - Viện Môi trường và Tài nguyên, Công nghệ Môi trường, NXB
Nông nghiệp, Hà Nội, 1998
3 Chương trìn h môi trường của Liên Hợp Quốc - Công nghiệp và Môi trường, Tài
liệu hưống dẫn sản x u ất sạch trong các n h à máy bột giấy và giấy, Trung tâm
Khoa học và Công nghệ môi trường, 1994.
4 Chu Anh Đào, Nghiên cứu xử lý c h ấ t th ả i công nghiệp giấy b ằn g kỹ th u ậ t
UASB L uận văn thạc sỹ Trường Đại học Khoa học T ự nhiên, 2000.
5 Đặng Xuân Toàn, Phương hướng p h á t triể n công nghệ xử lý nưác th ải công
nghiệp kết hợp vối nước th ải sinh hoạt, Trung tâm kỹ th u ậ t môi trường và công
nghệ hoá châty 1998.
6 c Nahie The contact process for the anaerobic tr e a tm e n t of wastewater,
Technology design and experiences, Wat Sci Tech Vol, 24, No 8(1991),
ppl79-191
Trang 7Nghiên cứu phương p h á p sử lý ch ăt th ả i của xí nghiêp.
27 VNU JOURNAL OF SCIENCE, Nat., Sci., & Tech., T.XVIII N04 2002
THE TREATMENT RESEARCH OF WASTE WATER OF
THANH HOA - LAM KINH PAPER FACTORY
N g u y e n K ieu H u ng, Do Q u ang Huy
College o f Science, VNU
D in h N g o c Tan
M ilitary In stitu te o f Chemistry
The process of p ap e r production discharges ra th e r a big am ount of waste th a t causes serious influences to envirom ent The most negative influence is sewage Containing alot of w astes w ith high concentration of polluted agents, the sewage can affect th e local reg io n ’s ecology By using suitable technologies, it can be cleaned to th e req u ired level To process th e sewage of T h an h Hoa - Lam Kinh paper factory, th e biological m e asu re using UASB technique in combination with aerobic - mud has been choosen th e re s u lt is th a t th e sewage has been brought back to p erm itted level