Luận văn tốt nghiệp đại học khảo sát dây chuyền xử lý nước thải của công ty TNHH xưởng giấy chánh dương

Tuy nhiên để sản xuất được một lượng giấy cụ thể với một công ty sản xuất với nguồn vốn trung bình cũng đã tiêu hao một lượng lớn năng lượng trong đó thì lượng nước được sử dụng hầu hết

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

NGUYỄN ANH NGUYÊN

KHẢO SÁT DÂY CHUYỀN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA CÔNG TY TNHH XƯỞNG GIẤY CHÁNH DƯƠNG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GIẤY VÀ BỘT GIẤY

Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 07/2014

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

NGUYỄN ANH NGUYÊN

KHẢO SÁT DÂY CHUYỀN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA CÔNG TY TNHH XƯỞNG GIẤY CHÁNH DƯƠNG

Ngành: Công nghệ sản xuất Giấy và Bột giấy

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Người hướng dẫn: Th.S HUỲNH NGỌC HƯNG

Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 07/2014

Đặc biệt tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Huỳnh Ngọc Hưng đã tận tình chỉ bảo tôi trong suốt thời gian tiến hành thực hiện đề tài này

Tôi xin được cảm ơn anh Bùi Văn Huân cùng các anh chị tại công ty TNHH xưởng giấy Chánh Dương đã tận tình hướng dẫn trong quá trình thực tập tại công ty

Và tôi gửi lời cảm ơn đến bạn bè tôi, những người đã đóng góp những ý kiến và chia sẽ kinh nghiệm trong quá trình thực hiện đề tài

Một lần nữa tôi xin cảm ơn tất cả mọi người

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 07/2014

Sinh viên thực hiện Nguyễn Anh Nguyên

TÓM TẮT

Đề tài “Khảo sát dây chuyền hệ thống xử lý nước thải của công ty TNHH xưởng giấy Chánh Dương” đã được thực hiện bởi sinh viên Nguyễn Anh Nguyên trong khoảng thời gian từ tháng 03/2014 đến tháng 05/2014 Việc tiến hành được dựa trên các cơ sở khảo sát hệ thống dây chuyền thực tế, thu thập số liệu và xử lý đánh giá kết quả

Việc khảo sát hệ thống dây chuyền được tiến hành bằng hình thức tìm hiểu thực tế và quan sát các hệ thông sơ đồ tại nhà máy để tìm hiểu hoạt động cũng như nguyên lý của từng thiết bị

Các kết quả được lấy tại nhà máy từ quý 1/2014 đến quý II/2014 được kiểm tra theo tiêu chuẩn cho trước Các giá trị kiểm tra bao gồm: pH, COD, BOD5, SS,

độ màu Pt_Co và Coliform

Dựa trên những số liệu thu thập được để tiến hành đánh giá và đưa ra các biện pháp tối ưu để có thể tăng hiệu suất và giảm được một lượng lớn năng lượng hao phí

ABTRACT

Topic “ Survey wastewater treatment lines of An Binh Corporation ” was made by Loc Nguyen Minh student in waste workshop of Cheng Yang paper mill Co.LTD; period of three months from March to May, 2014 Study was carried out based on survey of wastewater treatment systems, collecting data, and evaluating the result achieved

The survey process is based on actual observations, learn the principles of operation structure… and follow the in way of each device in the system

Data was collected through sampling from the first quarter to the second quarter to identify key indicator such as pH, Color, BOD, COD, insoluble content, total Nitrogen, Phosphorus, Coliform

Based on the collected data to assess and provide optimal measures to increase efficiency and reduce a large amount of energy is wasted

2.1 Hiện trạng và ảnh hưởng của nước thải ngành giấy đến môi trường 3

2.2 Tổng quan về công ty TNHH Xưởng Giấy Chánh Dương 7

2.3.3 Chỉ số COD (Chemical Oxigen Demand – nhu cầu oxy hoá học) 11 2.3.4 Chỉ số BOD (Biological Oxigen Demand – nhu cầu oxy sinh học) 11

2.5 Đặc điểm nước thải của từng khu trong công ty giấy Chánh Dương 15

2.5.5 Nước thải sinh hoạt 16

4.1 Dây chuyền hệ thống xử lý nước thải nhà máy giấy Chánh Dương 40

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

BTNMT Bộ Tài Nguyên Môi Trường

TCVN Tiêu Chuẩn Việt Nam

Aerotank Bể sinh học hiếu khí

AOX Halogen hữu cơ dễ bị hấp thụ

BOD Biological Oxigen Demand (Nhu cầu oxy sinh hóa) COD Chemical Oxigen Demand (Nhu cầu oxy hóa học)

DO Nồng độ oxy hòa tan

SS Suspendedsolids (Chất rắn lơ lửng)

TSS Total Suspendedsolids (Tổng chất rắn lơ lửng)

TCVN Tiêu Chuẩn Việt Nam

BCN Ban Chủ Nhiệm

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Nguyên liệu cung cấp cho 2 chuyền 100T và 300T 9

Bảng 2.2 Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm 10

Bảng 2.3: Thông số ô nhiễm theo phương pháp sản xuất 13

Bảng 2.4: Giá trị nước thải và COD theo loại giấy 14

Bảng 2.5: Đặc tính tuần hoàn của các nhà máy 14

Bảng 3.1: Kết quả đo từ ngày 21/03 39

Bảng 3.2 : Giá trị trung bình của kết quả đo từ ngày 21.03 đến ngày 26.03 39

Bảng 4.1 Thông số sàng nghiêng 43

Bảng 4.1 Kết quả xử lý nước thải đã kiểm tra 64

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2.1: Công ty TNHH xưởng giấy Chánh Dương 7

Hình 2.2 Sơ đổ bộ máy quản lý 8

Hình 2.4 Song chắn rác tự đông 17

Hình 2.5 Thiết bị nghiền rác 18

Hình 2.6 Bể lắng ngang 20

Hình 2.7 Bể lắng đứng 20

Hình 2.8 Bể lắng ly tâm 21

Hình 2.9 Phương pháp keo tụ 22

Hình 2.10 Phương pháp tuyển nồi 23

Hình 2.11 Phương pháp hấp phụ 24

Hình 2.12 Phương pháp trao đổi ion 25

Hinh 2.13 Phương pháp xử lý kỵ khí 29

Hình 3.1 Máy đo độ ph 35

Hình 3.2 Máy đo đô màu 35

Hình 3.3 Mẫu giấy lọc và mẫu đo 35

Hình 3.4 Máy hút chân không 35

Hình 3.5: K2Cr2O7 36

Hình 3.6 Mẫu sau khi pha hóa chất và sau khi sấy 37

Hình 4.1: Bột thu hồi 41

Hình 4.1: Sàng tinh lọc ( Sàng nghiêng) 42

Hình 4.3 Bể trung hòa 44

Hình 4.4 Bể tuyễn nổi 45

Hình 4.10 Tháp giải nhiệt 50

Hình 4.11: Tháp giải nhiệt 51

Hình 4.12 Bể điều hòa nước thải 52

Hình 4.13 Bồn kị khí IC 53

Hình 4.14 Cấu tạo bồn IC 54

Hình 4.14 Vi khuẩn axetic 55

Hình 4.15 Vi khuẩn methane 55

Hình 4.16 Vi khuẩn khử sulfat 56

Hình 4.16 Bể hiếu khí 58

Hình 4.17 Bể lắng 62

Hình 4.18 Cấu tạo của bể lắng 62

Hình 4.19 máy ép bùn 63

Chương 1

MỞ ĐẦU

1.1.Tính cấp thiết của đề tài:

Ngày nay trước xu thế công nghiệp hóa hiện đại hóa hiện nay, các thiết bị thông minh càng ngày càng đáp ứng được nhu cầu của con người cả trong đời sống, công việc lẫn hoạt động vui chơi giải trí Nhưng bên cạnh đó việc sử dụng giấy cho nhu cầu hàng ngày là điều không thể thiếu với mọi cá nhân, thu hút được một lượng lớn người lao động làm trong lĩnh vực này Giấy ngày nay không đơn thuần là sản phẩm được tạo ra nhằm mục đích kinh tế mà còn là giá trị biểu trưng cho một phần phát triển kinh tế của đất nước Nó liên quan mật thiết đến một số ngành kinh tế quan trọng của nước ta như: in ấn, báo chí truyền thông, xuất nhập khẩu và cả vận tải

Ngành giấy ra đời tại Việt Nam là một ngành mới nhưng hiện nay nó đang thu hút một lượng lớn người lao động tham gia để phát triển được tiềm năng của ngành này trong nước ta Giấy được tạo ra để giải quyết các nhu cầu thiết thực trong đời sống và sinh hoạt của con người Tuy nhiên để sản xuất được một lượng giấy cụ thể với một công ty sản xuất với nguồn vốn trung bình cũng đã tiêu hao một lượng lớn năng lượng trong đó thì lượng nước được sử dụng hầu hết trongc ác quá trình sản xuất giấy Nước thải ngành giấy được xếp vào loại có các chất độc hại cao và lượng nước xả thải ra bên ngoài là rất lớn Trung bình một ngày 150m3/ngày Việc xử lý trực tiếp nước thải trước khi đưa ra bên ngoài môi trường

là rất cần thiết vì nếu không xử lý sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường bên ngoài Đặc tính chính của nước thải ngành giấy là việc phối trộn và xử lý các tác chất trong việc sản xuất kết hợp với các loại hợp chất trích ly trong gỗ làm nên những mảng giấy nổi trên nước Nếu tích tụ lâu ngày sẽ gây ô nhiễm cục bộ và

ảnh hưởng đến đời sống sinh vật Ngoài việc ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống của sinh vật dưới các sông ao hồ thì nó còn ảnh hưởng đến đời sống của người dân tại gần các nơi xả thải Cần đưa ra các biện pháp tối ưu để làm giảm được hàm lượng

xả thải bên trong dòng nước và tiết kiệm tối đa về khả năng tài chính nhưng vẫn đảm bảo được nguồi nước loại A khi xả thải ra môi trường Đây chính là mối trăn trở của nhiều doanh nghiệp khi tiến hành thành lập và hoạt động của bất kì công ty nào

Được sự chấp thuận của nhà máy xưởng giấy Chánh Dương, được sự đồng

ý của BCN Khoa, bộ môn Công Nghệ Sản Xuất Giấy-Bột Giấy và giảng viên hướng dẫn, tôi tiến hành đề tài: “Khảo sát hệ thống xử lý nước thải tại nhà máy xưởng giấy Chánh Dương” để phân tích và đánh giá khả năng xử lý của hệ thống

1.2.Mục đích của đề tài:

Khảo sát hệ thống xử lý nước thải tại nhà máy giấy Chánh Dương nhằm đánh giá hiệu quả xử lý nước thải tại nhà máy thông qua việc kiểm tra mẫu nước thải cuối cùng của hệ thống Qua đó thống kê số liệu thu được để phân tích, đánh giá hiệu quả và tìm ra phương pháp tăng hiệu suất cho quá trình xử lý nước thải

1.3.Nội dung đề tài:

- Khảo sát các khâu chính trong hệ thống xử lý nước thải

- Xác định các chỉ số nước thải đầu vào và đầu ra tại mỗi khâu

- Đánh giá hiệu quả xử lý của từng khâu

- Đề xuất phương pháp cải tiến

Chương 2 TỔNG QUAN

2.1 Hiện trạng và ảnh hưởng của nước thải ngành giấy đến môi trường

2.1.1 Hiện trạng nước thải ngành giấy

Ngày nay xu thế phát triển trong ngành giấy hiện đang nằm trên hướng tích cực Có hơn 500 nhà máy sản xuất giấy được thành lập nhưng chỉ có khoảng 10% nhà máy là có hệ thống xử lý nước thải đạt chuẩn là nước sạch hoàn toàn Phần lớn các nhà máy chỉ xây dựng hệ thống xả thải nhằm đối phó với các cơ quan chức năng trong lĩnh vực môi trường Vì thế, việc giải quyết các vấn đề về xử lý nước thải công nghiệp và đặc biệt là nước thải ngành giấy để giải quyết các vấn đề ô nhiễm môi trường là vấn đề thật sự đáng quan tâm

So với một số ngành công nghiệp trọng điểm của nước ta ngành giấy chỉ đóng vai trò thiết yếu nhưng hậu quả của tác động đến môi trường của nó lại rất đáng quan tâm Nước thải nếu không xử lý triệt để sẽ gây ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống của con người và môi trường xung quanh nơi xả thải

Việc sản xuất giấy tại Việt Nam còn phát triển rất chậm so với các nước khác Do đó để có thể cải tiến quá trình sản xuất cần tích cực tìm hiểu cũng như học hỏi các phương pháp của các nước có nền công nghiệp giấy phát triển như các nước Bắc Âu Hiện tại việc sản xuất ra 1 tấn giấy thì tiêu tốn từ 50-100m3

nước/ngày Sự lạc hậu này dẫn đến việc tiêu tốn một lượng lớn năng lượng cung cấp cho quá trình đặc biệt là việc sử dụng nước trong việc rửa và tham gia quá trình tiến hành sản xuất Sự lãng phí này gây lãng phí nguồn nước ngọt và tiêu tốn chi phí xử lý nước trước khi đưa ra sông để xả thải trực tiếp ra môi trường

Phần lớn các tác chất được sử dụng trong ngành giấy với nồng độ khá cao nên nước sau khi được sử dụng thường có chứa phần lớn các tác chất này Nước

thải thường có độ pH trung bình từ 9-11, nồng độ BOD và COD đều cao, có thể nằm ở mức 700mg/l đến 2.500 mg/l Hàm lượng chất rắn lơ lửng cao hơn rất nhiều lần so với quy định cho phép Trong thành phần nước còn chứa các vật thể rắn cũng như kim loại nặng, lignin (dịch đen), phẩm màu và các tác chất benzen Nhưng tác chất tẩy trắng được sử dụng trong quá trình tẩy còn lưu lại sẽ theo dòng nước thải ra ngoài, đây là những tác chất ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe của con người, những chất này có khả năng gây ung thư và các bệnh ngầm, rất khó phân hủy trong môi trường Một vài nhà máy vì muốn giảm chi phí sản xuất nên

đã trực tiếp xả thải ra môi trường trong khi hàm lượng các chất cao hơn từ 10-18 lần so với nước thải đạt chuẩn

Hiện nay vấn đề đáng quan tâm là vấn đề môi trường tại các nhà máy Để sản xuất ra 1 tấn bột giấy phải thải ra ít nhất 10 tấn dịch đen Việc tiến hành xử lý nguồn nước thải triệt để và giảm chi phí sản xuất vẫn đang là vấn đề nhức nhói đối với nhiều nhà máy

2.1.2 Ảnh hưởng của nước thải đến môi trường:

2.1.2.1.Ô nhiễm không khí

- Quá trình tạo bột:

Tại đây thì những tác nhân có hại sẽ được sinh ra như bụi và tiếng ồn: + Bụi chủ yếu phát sinh từ bãi chứa giấy phế liệu, khu vực nhập liệu, khu vực xeo Ngoài ra trong quá trình hoạt động của nhà máy, bụi còn phát sinh khi xuất nhập nguyên liệu sản phẩm do các phương tiện vận tải gây ra

+ Ô nhiễm không khí tại công ty chủ yếu phát sinh từ lò hơi đốt bằng than của công ty và hệ thống khí thải từ các phương tiện vận tải chủ yếu là các khí như:

NO2, SO2, CO2, THC…

+ Trong quá trình hoạt động của nhà máy, tiếng ồn chủ yếu phát sinh từ các khu vực sản xuất bột giấy và khu vực xeo giấy Ngoài ra tiếng ồn còn phát sinh từ các loại phương tiện vận chuyển ra vào công ty

+ Nhiệt thừa từ quá trình xeo giấy, xử lý giấy nguyên liệu cũng làm tăng nhiệt độ trong nhà xưởng Ngoài ra nhà xưởng của công ty có kết cấu kèo sắt, mái lợp tole nên bức xạ nhiệt mặt trời qua mái nhà xưởng dễ dàng làm tăng nhiệt độ trong xưởng đặc biệt là mùa khô Thông thường ở nhà máy nhiệt độ trong xưởng thường cao hơn 2-3oC

- Biện pháp xử lý:

+ Đối với ô nhiễm bụi công ty xử lý như sau:

▪ Bố trí các khu vực phát sinh bụi thành từng cụm riêng biệt đồng thời thường xuyên nhắc nhở công nhân quét dọn vệ sinh nhằm làm giảm lượng bụi đến mức thấp nhất

▪ Quy định cho công nhân vận hành và tất cả những người ra vào xưởng phải mang khẩu trang dây, có độ thông thoáng tốt nhất để hít thở

▪ Phun nước, làm ẩm đường nội bộ, sân bãi vào những ngày khô nóng

để tránh bụi bay từ mặt đường vào không khí

▪ Thường xuyên làm vệ sinh, quét dọn, thu gom rác trong khuôn viên công ty

▪ Trồng cây xanh bao bọc xung quanh công ty để ngăn cản bụi phát sinh ra môi trường bên ngoài

▪ Các phương tiện vận chuyển khi di chuyển trong nhà máy phải di chuyển chậm và che chắn cẩn thận

+ Đối với xử lý khí thải:

Đối với khí thải từ lò hơi đốt than: Công ty đã trang bị hệ thống xử lý như sơ đồ công nghệ sau:

Hệ thống xử lý khí thải từ lò hơi đốt than

Khí thải lò đốt lò hơi

Thiết bị hấp thụ (rửa khí) Dung dịch

xút loãng

+ Đối với tiếng ồn:

▪ Thường xuyên kiểm tra máy móc, độ mài mòn các chi tiết luôn tra dầu mỡ bôi trơn các máy và thay thế các chi tiết bị mài mòn

▪ Trang bị bảo hộ lao động (nút chống ồn) đối với những khâu công nhân làm việc có độ ồn tương đối lớn

2.1.2.2 Các loại chất thải rắn phát sinh

❖ Tổng quan

- Rác thải sinh hoạt phát sinh trong đợt 1 năm 2014 là 1.650 kg

- Các loại rác thải phát sinh trong quá trình sản xuất khu vực bột giấy, cặn lắng, các tạp chất thô trong nhiên liệu giấy tạp, thùng carton cũ, bao bì đựng hóa chất, bùn thải Khối lượng phát sinh trong đợt 1 là 2,735 tấn

- Các loại rác thải nguy hại như các loại bao bì chứa các hóa chất, giẻ lau dính dầu nhớt, dầu nhớt cặn thải, bóng đèn huỳnh quang… Khối lượng phát sinh trong đợt 1 là 430 kg

❖ Biện pháp xử lý

- Đối với rác thải sinh hoạt:

Công ty đã cho người thu gom và tập trung lại bỏ vào thùng rác đặt đúng nơi quy định, hợp đồng với công ty TNHH MTV Cấp thoát nước- môi trường Bình Dương hàng ngày tới thu gom lượng rác thải này Do vậy, vấn đề rác thải sinh hoạt đã được công ty giải quyết tốt, đảm bảo vệ sinh môi trường

- Đồi với rác thải công nghiệp:

+ Bột giấy có trong nước thải thu hồi được từ các công đoạn xử lý được thu gom và tái sử dụng lại trong quá trình sản xuất

+ Bùn từ hệ thống xử lý nước thải không thể tái chế, các bao bì đựng hóa chất

và các chất nguy hại khác được lưu trữ và hợp đồng với công ty TNHH MTV cấp thoát nước- môi trường Bình Dương đến thu gom, định kì xử lý

+ Do vậy vấn đề giải quyết chất thải rắn của công ty đã được giải quyết tốt và đảm bảo vệ sinh môi trường the yếu cầu

- Đối với rác thải nguy hại:

+ Hiện công ty đã thu gom và lưu trử đúng nơi quy định

+ Công ty đã kí hợp đồng với Xí Nghiệp xử lý chất thải thuộc Công ty TNHH MTV Cấp thoát nước môi trường Bình Dương để thu gom và xử lý

2.2 Tổng quan về công ty TNHH Xưởng Giấy Chánh Dương

2.2.1 Lịch sử hình thành và phát triển

Công ty TNHH Xưởng giấy Chánh Dương được đặt tại đường D15 khu công nghiệp Mỹ Phước 1 huyện Bến Cát Tỉnh Bình Dương Công ty với sử đầu tư 100% vốn của Đài Loan đã chính thức đi vào sản xuất những tấn giấy đầu tiên vào tháng 6/2004 Được thiết kế với dây chuyền 80 nghìn tấn/năm và đã hoạt động rất hiệu quả Tháng 9/2006 công ty chuyển giao công nghệ cho tập đoàn công ty giấy Cửu Long (Trung Quốc) và đã lấy tên là Công ty TNHH xưởng giấy Chánh Dương

Hình 2.1: Công ty TNHH xưởng giấy Chánh Dương

Hiện tại công ty đang hoạt động trên tổng diện tích là 302,500 m2 Tổng vốn đầu tư hiện tại là 61,800,000 USD Tổng số nhân viên hiện tại là 280 người và

đang tuyển thêm nguồn nhân lực có tay nghề lẫn chuyên môn Công ty đang sản xuất với công suất lên đến 120 nghìn tấn/năm Tương lai hướng đến là xây dựng dây chuyền 2 trên mặt bằng hiện có để đáp ứng nguồn hàng đưa ra thị trường tiêu thụ và công suất dự kiến có thể đạt đến 460 nghìn tấn/năm

Các sản phẩm của công ty hiện nay là: giấy carton và giấy ruột gợn sóng dùng cho các ngành bao bì và đóng thùng giấy carton Lượng giấy sau khi được sản xuất ra sẽ được xe nâng đưa vào kho thành phẩm và sẽ được xuất ra thị trường tiêu thụ Phần lớn giấy được tiêu thụ bởi các công ty nước ngoài đề làm thùng chứa đồ như các công ty điện tử: SAMSUNG, SONY, HITACHI… Lượng sản phẩm này vẫn chưa đáp ứng đủ so với yếu cầu chung của thị trường và vẫn là công

ty tiềm năng trong lĩnh vực công nghệ giấy

2.2.2 Sơ đồ bộ máy quản trị nhà máy

Hình 2.2 Sơ đổ bộ máy quản lý

2.2.3 Nguyên liệu, sản phẩm và hệ thống phân phối

❖ Nguyên liệu

Hiện tại nhà máy sử dụng rất nhiều loại nguyên liệu khác nhau để sử dụng cho cả hai dây chuyền 100T và 300T Một số loại chính như:

+ Vocc: Việt Nam (cao cấp với độ sạch là 100%)

+ Vocc1+2: Việt Nam ( độ sạch nằm trong khoảng 75-85%)

Bảng 2.1 Nguyên liệu cung cấp cho 2 chuyền 100T và 300T

Dây chuyền 300T( lớp giữa và lớp đáy) Dây chuyền 100T( lớp mặt)

Cường độ chịu bục (kgf/cm 2 )

Tỉ lệ chịu bục

Cường độ nén (kgf)

Tỉ lệ nén

Độ ẩm (%)

2.3 Các chỉ số ô nhiễm của nước thải

xử lý bằng phương pháp sinh học

2.3.3 Chỉ số COD (Chemical Oxigen Demand – nhu cầu oxy hoá học)

Là số mg oxy cần dùng để oxy hóa toàn bộ lượng chất hữu cơ hoà tan có trong 1 lít nước thải bằng phương pháp hoá học Chỉ số COD càng cao, thì mức độ

ô nhiễm của nước thải càng lớn

2.3.4 Chỉ số BOD (Biological Oxigen Demand – nhu cầu oxy sinh học)

Là số mg oxy mà vi sinh vật cần dùng để oxy hoá sinh học các chất hữu cơ trong bóng tối ở điều kiện chuẩn về nhịêt độ và thời gian Như vậy BOD phản ánh được lượng chất hữu cơ dễ bị phân hủy có trong nước mẫu Chỉ số BOD càng cao thì mức độ ô nhiễm của nước thải càng lớn

2.3.5 AOX (Halogen hữu cơ dễ bị hấp thụ)

Giá trị AOX phản ánh hàm lượng những dẫn xuất clo hữu cơ có trong nước thải và có khả năng hấp thụ trên than hoạt tính Những dẫn xuất clo hữu cơ này có độc tính cao, là những hợp chất bền hoặc có đặc tính tích tụ sinh học Một cách tổng quát, độ độc và khả năng tích tụ sinh học của những dẫn xuất thế clo vào mạch vòng sẽ tăng theo số nguyên tử clo thế

2.4 Đặc tính nước thải của ngành giấy

Hiện nay ngành công nghiệp giấy đang tăng trưởng khá nhanh và đóng góp vào tiến trình phát triển chung của nền kinh tế xã hội Tuy nhiên ngành công

nghiệp giấy lại là ngành có mức độ ô nhiễm trầm trọng đối với nguồn nước Tùy theo từng công nghệ mà lượng nước có thể sử dụng đề sản xuất 1 tấn giấy dao động từ 200-500 m3 nước Nước được dùng cho các khâu sản xuất như rửa nguyên liệu, nấu, tẩy, xeo giấy và sản phẩm hơi nước Trong các nhà máy giấy, hầu như tất cả lượng nước đưa vào sử dụng sẽ là nước thải và mang theo tạp chất, hóa chất, bột giấy, các chất ô nhiễm dạng hữu cơ và vô cơ nếu không có hệ thống xử lý tuần hoàn lại nước và hóa chất

Các dòng thải chính của nhà máy sản xuất bột giấy là:

- Dòng thải rửa nguyên liệu bao gồm chất hòa tan

- Dòng thải của quá trình nấu và rửa sau nấu chứa phần lớn các chất hữu cơ hòa tan, các chất nấu và một phần sơ sợi Dòng thải có màu tối nên thường gọi là dịch đen Dịch đen có nồng độ chất khô từ 25-35%, tỷ lệ các chất hữu cơ và vô cơ

là 70:30

- Thành phần hữu cơ trong dịch đen chủ yếu là lignin hòa tan và dịch kiềm ( 30-35% khối lượng chất khô), ngoài ra những sản phẩm phân hủy hydratcacbon, axit hữu cơ Thành phần vô cơ bao gồm những chất nấu một phần nhỏ là NaOH,

Na2S tự do, kiềm Ở những nhà máy lớn, dòng thải này được xử lý và thu hồi tái sinh sử dụng lại kiềm bằng phương pháp cô đặc- đốt cháy các chất hữu cơ- xút hóa Đối với các nhà máy nhỏ thường không có hệ thống thu hồi dịch đen dòng thải này được thải cùng với dòng thải khác của nhà máy, gây tác động xấu tới môi trường

- 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 các hợp chất đó với chất tẩy ở dạng độc hại, có khả năng tích tụ sinh học trong cơ thể sống như các hợp chất clo hữu cơ, làm tăng AOX trong nước thải Dòng thải này có độ màu, giá trị BOD5 và COD cao

Bảng 2.3: Thông số ô nhiễm theo phương pháp sản xuất

Phương pháp sản xuất

bột giấy Nguyên liệu đầu

Thông số ô nhiễm (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

- Dòng thải từ các khâu rửa thiết bị, rửa sàn, dòng chảy tràn chứa hàm lượng các chất lơ lửng và các hóa chất rơi vãi Dòng thải này không liên tục

- Nước ngưng của quá trình cô đọng trong hệ thống thu hồi hóa chất từ dịch đen Mức độ ô nhiễm của nước ngưng phụ thuộc vào loại gỗ, công nghệ sản xuất

- Trong các dòng thải thì nước thải từ ngành công nghệ giấy- bột giấy gây ra nhiều vấn đề ô nhiễm đáng quan tâm Trong công nghiệp giấy trên thế giới có những xí nghiệp hoạt động dưới dạng liên hợp sản xuất bột giấy và giấy, nhưng cũng có nhiều cơ sở chỉ sản xuất bột giấy và cơ sở khác sản xuất giấy

- Khảo sát 3050 nhà máy xeo giấy trên thế giới cho thấy định mức sử dụng nước cấp trung bình là 80m3 cho 1 tấn giấy Ở CHLB Đức thì định mức này đã được giảm đi rấy nhiều do có sử dụng các dòng tuần hoàn từ bể lắng thu hồi bột, sợi Tải lượng nước thải và COD trong nước thải của một số loại giấy được Mobius liệt kê trong bảng

Bảng 2.4: Giá trị nước thải và COD theo loại giấy

Giấy sản phẩm Nước thải(m3/tấn

sản phẩm)

COD (kg/tấn sản phẩm) Giấy không gỗ:

- Loại thường

- Loại đặc biệt

10:80 50:350

Bảng 2.5: Đặc tính tuần hoàn của các nhà máy

khảo sát COD

Mg/l Mg/l Mg/l

- Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l

4500-22000 2000-8100 4500-23000 4,9-7,3 240-2350 130-2950 360-2040 30-110 0,5-47 0,5-53

Kết quả khảo sát của một số công ty Giấy Việt Nam cho thấy, tải lượng nước thải tính ra cho một tấn giấy sản phẩm từ 200-600 m3 Các công ty này sản xuất bột giấy và giấy, trong đó chỉ có công ty Bãi Bằng có hệ thống thu hồi kiềm

và hầu như các công ty khác không có tuần hoàn sử dụng nước trong công nghệ sản xuất giấy

2.5 Đặc điểm nước thải của từng khu trong công ty giấy Chánh Dương

2.5.1 Phân xưởng tạo bột

Nước được sử dụng tại phân xưởng tạo bột phần lớn được lấy từ hồ tập trung của nhà máy Ngoài ra thì còn sử dụng một phần nguồn nước đã qua xử lý

để tuần hoàn dòng nước thải Phần lớn nước được sử dụng vào mục đích trong hệ thống hồ quậy thủy lực để làm tan nguyên liệu giấy, làm giảm nồng độ bột tại các thiết bị và làm sạch nhà xưởng Nước thải sinh ra tại các bộ phận trong xưởng tạo bột sẽ được theo đường dẫn đưa tới khu xử lý nước thải chính của công ty

2.5.2 Phân xưởng xeo

Nước thải ra từ phân xưởng xeo là nước ngầm (dùng rửa mền lưới và vệ sinh nhà xưởng), nước từ hệ thống các lô ép, được thu gom tại hồ tập trung

2.5.3 Phân xưởng lò hơi

Sử dụng nguồn nước tại lò hơi nhằm làm giảm nhiệt độ tại lò hơi và cấp cho lò hơi ( bù phần nước tổn thất), nước thải chủ yếu là xả cặn Nguồn nước thải tại phân xưởng lò hơi là nguồi nước có mức độ ô nhiễm cao nhất, chứa nhiều chất rắn lơ lửng (bụi than)

2.5.4 Phân xưởng nước thải

Đây là nơi lượng nước thải được bố trí cao nhất Các nguồn nước tại các hệ thống xả thải sau đó sẽ được đưa đến đây và xử lý Lượng nước trắng được sử dụng với mục đích để pha hóa chất và pha loãng nồng độ Và dọn vệ sinh nhà xưởng

2.5.5 Nước thải sinh hoạt

Nước thải sinh hoạt của các nhân viên trong công ty được tập trung tại một khu nhất định và sau đó sẽ được hòa vào bể chính để xử lý đưa ra môi trường

2.6 Các phương pháp xử lý nước thải hiện hành

2.6.1 Phương pháp cơ học

Phương pháp này thường được áp dụng tại giai đoạn đầu của quy trình xử

lý, quá trình được xem như bước đệm để loại bỏ các tạp chất vô cơ và hữu cơ không tan hiện diện trong nước nhằm đảm bảo tính an toàn cho các thiết bị và các quy trình xử lý tiếp theo

Tùy vào kích thước, tính chất hóa lý, hàm lượng cặn lơ lửng, lưu lượng nước thài và mức độ làm sạch mà ta sử dụng một trong các quy trình sau: lọc qua song chắn rác hoặc lưới chắn rác, lắng dưới tác dụng của lực ly tâm, trọng trường , lọc và tuyển nổi

Xử lý cơ học nhằm mục đích:

- Tách các chất không hòa tan, những vật chất có kích thước lớn như nhành cây, gỗ nhựa, lá cây, giẻ rách, dầu mỡ … ta khỏi nước thải

- Loại bỏ cặn nặng như sỏi, thủy tinh, cát

- Điều hòa lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm có trong nước thải

- Nâng cao chất lượng và hiệu quả của các bước tiếp theo

Phương pháp này được sử dụng để tách các hợp chất không hòa tan và một phần các chất ở dạng keo ra khỏi nước thải Các công trình xử lý nước thải tiêu biểu bao gồm

2.6.1.1 Thiết bị chắn rác

Thiết bị chắn rác có thể là song chắn rác hoặc lưới chắn rác, có chức năng chắn giữ những rác bẩn thô( giấy, rau, cỏ, rác, ) nhằm đảm bảo cho máy bơm, các công trình và thiết bị xử lý nước thải hoạt động ổn định Khoảng cách giữa các thanh gọi là khe hở hay còn gọi là mắc lưới Song và lưới chắn rác được cấu tạo bằng những thanh song song, các tấm lưới đan bằng thép hoặc tấm thép có đục lỗ… tùy theo kích cỡ của mặt lưới hay khoảng cách giữa các thanh mà ta phân biệt loại chắn rác thô, trung bình hay loại tinh

Hình 2.4 Song chắn rác tự đông

Theo cách thức làm sạch thiết bị chắn rác ta có thể phân thành 2 loại: loại làm sạch bằng tay hay loại làm sạch bằng cơ giới

2.6.1.2 Thiết bị nghiền rác

Hình 2.5 Thiết bị nghiền rác

Là thiết bị có nhiệm vụ cắt và nghiền vụn rác thành các hạt, các mảnh nhỏ

lơ lửng trong nước thải để không làm tắc ống, không gây hại cho bơm Trong thực

tế cho thấy việc sử dụng thiết bị nghiền rác thay cho thiết bị song chắn rác gây khó khăn cho các công đoạn xử lý tiếp theo do lượng cặn tăng lên dễ làm tắc nghẽn hệ thống phân phối khí và các thiết bị làm thoáng trong các bể( đĩa, lỗ phân phối khí

và dính bám vào các tuabin,…) Do vậy cần phải cân nhắc trước khi dùng

Hiện nay tại một số nước trên thế giới người ta vẫn còn dùng thiết bị nghiền rác để nghiền rác có kích thước lớn thành rác có kích thước nhỏ và đồng nhất để

dễ dàng cho việc xử lý ở các giai đoạn tiếp theo, máy nghiền rác đã được thiết kế hoàn chỉnh và thương mai hóa

2.6.1.4 Bể điều hòa

Bể điều hòa có nhiệm vụ điều hòa về lưu lượng và nồng độ trên dòng thải

và ngoài dòng thải Ngoài ra bể điều hòa còn giúp nâng cao hiệu suất của các quá

trình phía sau, đồngthời làm giảm kích thước cũng như chi phí của các công trình phía sau

Là đơn vị dùng để khắc phục các vấn đề sinh ra do sự biến động về lưu lượng và tải lượng dòng vào, đảm bảo hiệu quả của các công trình xử lý sau, đảm bảo đầu ra sau xử lý, giảm chi phí và kích thước của các thiết bị sau này

Có 2 loại bể điều hòa:

- Bể điều hòa lưu lượng

- Bể điều hòa lưu lượng và chất lượng

Các phương án bố trí bể điều hòa có thể là bể điều hòa trên dòng thải hay ngoài dòng thải xử lý Phương án điều hòa trên dòng thải có thể làm giảm đang kể thành phần nước thải đi vào các công đoạn phía sau, còn phương án điều hòa ngoài dòng thải chỉ giảm được một phần nhỏ sự dao động đó Vị trí tốt nhất để bố trí bể điều hòa cần được tính toán cụ thể cho từng hệ thống xử lý, phụ thuộc vào loại xử lý, đặc tính của hệ thống thu gom cũng như đặc tính của nước thải

Bể lắng ngang: dòng nước chảy theo phương ngang qua bể với vận tốc không lớn hơn 0,001 m/s và thời gian lưu nước từ 1,5÷2,5

giờ

Hình 2.6 Bể lắng ngang

- Bể lắng đứng: nước thải chuyển động theo phương thẳng đứng từ dưới đến vách tràn với vận tốc 0,5÷0,6 m/s và thời gian nước lưu trong bể dao động trong khoảng 0,75÷2 giờ

Hình 2.7 Bể lắng đứng

- Bể lắng ly tâm: có cào gạt bùn với đường kình trên 10m, thực chất

có dòng chảy ngang nên có thể gọi là bể lắng ngang

Hình 2.8 Bể lắng ly tâm 2.6.1.5 Lọc cơ học

Lọc là phương pháp dùng để tách các tạp chất phân tán có kích thước nhỏ khỏi nước thải mà thiết bị lắng không thể loại bỏ được chúng Người ta tiến hành lọc bằng các thiết bị lọc, vách ngăn xốp cho phép chất lỏng đi qua và giữ các tạp chất lại

Vật liệu lọc thường được sử dụng là cát thạch anh, than cốc, hoặc sỏi, thậm chí cả than nâu, than bùn hoặc than gỗ Việc lựa chọn vật liệu lọc phụ thuộc vào tình trạng nước thải và tình hình địa phương

Có nhiều loại lọc: lọc chân không, lọc áp lực, lọc chậm, lọc nhanh, lọc chảy ngược, lọc chảy xui…

2.6.2.Các phương pháp hóa lý

2.6.2.1Keo tụ

Các hạt cặn có kích thước nhỏ hơn 10-4 mm thường không tự lắng được

mà luôn tồn tại ở trạng thái lơ lửng Muốn loại bỏ các hạt cặn lơ lửng phải dùng biện pháp xử lý cơ học kết hợp với biện pháp hóa học, tức là cho vào nước cần xử

lý các chất phản ứng để tạo ra các hạt keo có khả năng kết dính lại với nhau và dính kết các hạt cặn lơ lửng trong nước, tạo thành các bông cặn lớn hơn có trọng lượng đáng kể Do đó, bông cặn mới tạo ra sẽ dễ dàng lắng xuống ở bể lắng Để thực hiện quá trình keo tụ, người ta cho vào trong nước các chất keo tụ thích hợp như: phèn nhôm ( Al2(SO4)3, phèn sắt ( FeSO4, Fe2(SO4)3 hoặc là FeCl3 ) Các loại phèn này được đưa vào nước thải dưới dạng dung dịch hòa tan

Hình 2.9 Phương pháp keo tụ

2.6.2.2 Tuyển nổi

Hình 2.10 Phương pháp tuyển nồi

Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục khí nhỏ vào pha lỏng Các bọt khí này sẽ kết dính với các hạt cặn Khi khối lượng riêng của tập hợp bọt khí và cặn nhỏ hơn khối lượng riêng của nước, cặn sẽ theo bọt khí nổi lên bề mặt Tùy theo phương thức cấp không khí vào nước, quá trình tuyển nổi bao gồm các dạng sau:

- Tuyển nổi bằng khí phân tán ( Dispersed Air Flotation ):

Khí nén được thổi trực tiếp vào bể tuyển nổi để tạo thành các bọt khí có kích thước từ 0,1 ÷ 1 mm, gây xáo trộn hỗn hợp khí – nước chứa cặn Cặn tiếp xúc với bọt khí, kết dính và nổi lên bề mặt

- Tuyển nổi chân không ( Vacuum Flotation ):

Bão hòa không khí ở áp suất khí quyển, sau đó thoát khí ra khỏi nước ở áp suất chân không Hệ thống này ít được sử dụng trong thực tế vì khó vận hành và chi phí cao

- Tuyển nổi bằng khí hòa tan (Dissolved Air Flotation)

Sục không khí vào nước ở áp suất cao ( 2 ÷ 4 at ), sau đó giảm áp giải phóng khí Không khí thoát ra sẽ tạo thành bọt khí có kích thước 20 – 100 µm

2.6.2.3 Hấp phụ

Phương pháp này được dùng để loại bỏ hết các chất bẩn hoà tan vào nước

mà phương pháp xử lý sinh học và các phương pháp khác không loại bỏ được với hàm lượng rất nhỏ Thông thường đây là các hợp chất hoà tan có độc tính cao hoặc các chất có mùi vị và màu khó chịu

và màu

Ngoài ra, để loại kim loại năng, các chất hữu cơ, vô cơ độc hại người ta còn dùng than bùn để hấp thụ và nuôi bèo tẩy trên mặt hồ

Phương pháp hấp phụ được sử dụng rộng rãi để xử lý nước thải chứa kim loại chất bẩn khác nhau Có thể dùng để xử lý cục bộ khi trong nước hàm lượng chất nhiễm bẩn nhỏ và có thể xử lý triệt để nước thải đã qua xử lý sinh học hoặc qua các biện pháp xử lý hoá học

Hiện tượng tăng nồng độ chất tan trên bề mặt phân chia giữa hai pha gọi là hiện tượng hấp phụ Hấp phụ có thể diễn ra ở bề mặt biên giới giữa hai pha lỏng

và khí, giữa pha lỏng và pha rắn

Cơ sở của quá trình hấp phụ

Hấp phụ chất bẩn hoà tan là kết quả của sự di chuyển phân tử của những chất đó từ nước vào bề mặt chất hấp phụ dưới tác dụng của trường lực bề mặt Trường lực bề mặt gồm có hai dạng :

- Hyđrat hoá các phân tử chất ta, tức kà tác dụng tương hỗ giữa các phân tử chất rắn hoà tan với những phân tử nước

2.6.2.4 Trao đổi ion

Phương pháp này có thể tương đối triệt để các tạp chất ở trạng thái ion trong nước như: Zn, Cu, Cr, Ni, Mn, Hg,…cũng như các hợp chất của asen, photpho, cyanua, chất phóng xạ Người ta thường sử dụng nhựa trao đổi ion nhằm hai mục đích: khử cứng và khử khoáng

Hình 2.12 Phương pháp trao đổi ion

RSO 3 Na + HCl → RSO 3 H + NaCl RCl + NaOH → ROH + NaCl

2.6.3 Các phương pháp hóa học

2.6.3.1 Trung hòa

Nước thải chứa các axit vô cơ hoặc kiềm cần được trung hòa đưa pH về khoảng 6,5- 8,5 trước khi thải vào nguồn nước hoặc sử dụng cho công nghệ xử lý tiếp theo

Trung hòa nước thải có thể thực hiện bằng nhiều cách khác nhau:

- Trộn lẫn nước thải axit với nước thải kiềm

- Bổ sung các tác nhân hóa học

- Lọc nước axit qua vật liệu có tác dụng trung hòa

- Hấp thụ khí axit bằng nước kiềm hoặc hấp phụ amoniac bằng nước axit

2.6.3.2 Phương pháp oxi hóa- khử

Phương pháp oxy hóa – khử được dùng để:

- Khử trùng nước thải nhằm tiêu diệt các loại vi sinh vật, tảo, động vật nguyên sinh, giun, sán,…

- Chuyển một nguyên tố hòa tan sang kết tủa hoặc sang thể khí Biến đổi một chất không phân hủy sinh học thành nhiều chất đơn giản hơn, có khả năng đồng hóa bằng vi khuẩn

- Loại bỏ các kim loại nặng trong nước thải: Cu, Pb, Zn, Cr, Ni, As,… và một số chất độc như cyanua

- Các chất oxy hóa thông dụng như: ozon ( O3), chlorine ( Cl2), hydro peroxide (H2O2 ), kali permanganate (KMnO4)

- Quá trình này thường phụ thuộc vào pH và sự hiện diện của chất xúc tác

2.6.3.3 Kết tủa hóa học

Kết tủa hóa học thường được sử dụng để loại trừ các kim loại nặng trong nước Phương pháp này được sử dụng rộng rãi nhất để kết tủa các kim loại là tạo thành hydroxide, ví dụ :

Cr3+ + 3OH- →Cr(OH)3

Fe3+ + 3OH- →Fe(OH)3

Phương pháp kết tủa hóa học hay được sử dụng nhất là phương pháp tạo kết tủa vớivôi Soda cũng có thể được sử dụng để kết tủa các kim loại dưới dạng hydroxide (Fe(OH)3 ), carbonate ( CaCO3 ),…Anion carbonate tạo ra hydroxide do phản ứng thủy phân với nước:

CO32- + H2O →HCO3- + OH

-2.6.3.4 Phương pháp sinh học

Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học là dựa trên hoạt động sống của

vi sinh vật nhằm loại bỏ các chất hữu cơ hòa tan có trong nước thải, cũng như một

số chất vô cơ như: H2S, sulfide, ammonia, các muối nitrat,…ra khỏi nước thải.Vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ và một số khoáng chất để sinh trưởng và phát triển

Quá trình xử lý sinh học gồm các bước sau:

- Chuyển hóa các hợp chất hữu cơ có nguồn gốc cacbon ở dạng keo và dạng hòa tan thành thể khí và thành các vỏ tế bào vi sinh

- Tạo ra các bông cặn sinh học gồm các tế bào sinh vật và các chất keo vô cơ

có trong nước thải

- Loại các bông cặn sinh học ra khỏi nước thải bằng phương pháp lắng trọng lực

- Do vi sinh vật đóng vai trò chủ yếu trong quá trình xử lý sinh học nên tùy vào tính chất hoạt động của chúng, phương pháp xử lý sinh học có thể chia thành hai loại: phương pháp xử lý kỵ khí và phương pháp xử lý hiếu khí Ngoài ra trong một số trường hợp, người ta cũng sử dụng kết hợp cả hai quá trình kỵ khí và hiếu khí