Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bột giấy thái bình xanh, công suất 300000 tấn sản phẩm năm (giai đoạn 1 10000 m3 ngđ

Các quá trình cơ bản trong ngành giấy Sản xuất bột giấy là một quá trình sinh ra nhiều chất thải nhất, quá trình tạo ra thành phẩm giấy và bột giấy thường sản sinh ra một lượng lớn nước

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY BỘT GIẤY THÁI BÌNH XANH, CÔNG SUẤT 300,000 TẤN SẢN PHẨM/NĂM (GIAI ĐOẠN 1: 10,000 M3/NGĐ)

GVHD: TRẦN THỊ KIM ANH SVTH: LƯU VÕ TRỌNG HIẾU MSSV: 15150008

Tp Hồ Chí Minh, tháng 8/2019

S K L0 0 6 0 7 7

1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CHẤT LƯỢNG CAO

Khóa : 2015

Ngành : CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

GVHD: TS TRẦN THỊ KIM ANH

SVTH : LƯU VÕ TRỌNG HIẾU MSSV: 15150008

ii

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc

*******

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: LƯU VÕ TRỌNG HIẾU MSSV: 15150008

I TÊN ĐỀ TÀI: “Tính toán và thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bột giấy Thái

Bình Xanh, công suất 300,000 tấn sản phẩm/năm (Gia đoạn 1, công suất 10,000 m3/ngđ).”

Lĩnh vực:

II NỘI DUNG VÀ NHIỆM VỤ

- Giới thiệu về đề tài

- Đề xuất 2 quy trình công nghệ xử lý

- Thuyết minh 2 quy trình công nghệ xử lý

- Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải theo 2 phương án

- Khai toán chi phí cho 2 phương án

- So sánh chi phí và ưu điểm kỹ thuật giữa 2 phương án xử lý

- Bản vẽ thiết kế

III THỜI GIAN THỰC HIỆN: từ 03/2019 đến 07/2019

IV CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS TRẦN THỊ KIM ANH

Đơn vị công tác: Bộ môn Công nghệ Môi trường - Khoa Công nghệ Hóa học & Thực

phẩm – Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

TP.HCM, ngày tháng năm

TRƯỞNG BỘ MÔN

iii

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc

*******

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ và tên Sinh viên: LƯU VÕ TRỌNG HIẾU MSSV: 15150008 Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Tên đồ án: THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY BỘT GIẤY THÁI BÌNH XANH, CÔNG SUẤT 300,000 TẤN SẢN PHẨM/NĂM (GIAI ĐOẠN 1: 10,000 M3/NGĐ) Họ và tên Giáo viên hướng dẫn: TS TRẦN THỊ KIM ANH NHẬN XÉT 1 Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:

2 Ưu điểm:

3 Khuyết điểm:

4 Đánh giá loại:

5 Điểm:……….(Bằng chữ: )

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20…

Giáo viên hướng dẫn

(Ký & ghi rõ họ tên)

iv

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc

*******

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Họ và tên Sinh viên: LƯU VÕ TRỌNG HIẾU MSSV: 15150008

Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

Tên đồ án: THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY BỘT GIẤY THÁI BÌNH XANH, CÔNG SUẤT 300,000 TẤN SẢN PHẨM/NĂM (GIAI ĐOẠN 1: 10,000

2 Ưu điểm:

3 Khuyết điểm:

4 Đề nghị cho bảo vệ hay không?

5 Đánh giá loại:

6 Điểm:……….(Bằng chữ: )

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20…

Giáo viên phản biện

(Ký & ghi rõ họ tên)

iv

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên em xin tỏ lòng biết ơn chân thành đến các thầy cô của trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM đã chỉ bảo em trong hơn 4 năm học theo học tại trường Trong thời gian em được học tập tại trường Sư phạm Kỹ Thuật, dưới sự dẫn dắt bởi các thầy cô trong bộ môn, được các thầy cô trực tiếp truyền thụ các kiến thức về chuyên môn, thái độ nghề nghiệp, kỹ năng sống… Đó sẽ là hành trang quý giá để khi ra trường bước vào xã hội chúng em trở thành các kỹ sư thực thụ,

có thể đảm đương và hoàn thành tốt công việc

Đặc biệt em xin gửi lời tri ân đến Tiến sĩ Trần Thị Kim Anh – Người đã trực

tiếp hướng dẫn em thực hiện đề tài này Cô đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt cho

em nhiều kiến thức, những kinh nghiệm, những lời chỉ dạy vô cùng quý báu trong quá trình em làm đồ án Cám ơn cô đã luôn tạo điều kiện thuận lợi cho em tiếp thu kiến thức mới

Cảm ơn thầy cô, anh chị, bạn bè đã đóng góp ý kiến, bổ sung kiến thức, điều này đã giúp cho em hoàn thành luận văn tốt nhất bằng khả năng của mình Mặc

dủ với sự cố gắng và sự giúp đõ của nhiều người, nhưng với lượng lớn kiến thức cũng như kinh nghiệm còn hạn chế nên đồ án sẽ không tránh khỏi nững sai sót Kính mong được sự đóng góp ý kiến và chỉ dẫn của quý thầy cô, anh chị và sự góp

ý của bạn bè để đề tài được hàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện luận văn

LƯU VÕ TRỌNG HIẾU

v

MỤC LỤC

NHIỆM VỤ LUẬN VẶN TỐT NGHIỆP i

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ii

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN iii

LỜI CẢM ƠN iv

MỤC LỤC v

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT viii

DANH MỤC CÁC BẢNG x

DANH MỤC CÁC HÌNH xii

MỞ ĐẦU 1

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

MỤC TIÊU 2

NỘI DUNG 2

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2

PHAM VI VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 2

Ý NGHĨA ĐỀ TÀI 2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY BỘT GIẤY THÁI BÌNH XANH – NGÀNH GIẤY 4

1.1 TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY BỘT GIẤY THÁI BÌNH XANH 4

1.2 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH GIẤY 4

1.2.1 Vài nét về ngành giấy 4

1.2.2 Các quá trình cơ bản trong ngành giấy 5

1.2.3 Đặc trưng của nước thải giấy 7

1.2.4 Tác động môi trường của ngành giấy 8

CHƯƠNG 2: CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI 10

2.1 CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI BỘT GIẤY 10

vi

2.1.1 Các công nghệ xử lý 10

2.1.2 Các phương pháp xử lý 11

2.2 MỘT SỐ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT GIẤY 18

2.2.1 Công nghệ xử lý của công ty sản xuất giấy và bột giấy Xuân Đức 18 2.2.2 Công nghệ xử lý của công ty giấy Hòa Phương 19

2.3 ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ HỢP LÝ 20

2.3.1 Tính chất nước thải đầu vào 20

2.3.2 Đề xuất quy trình công nghệ 21

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ CỦA PHƯƠNG ÁN 1 31

3.1 CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN 31

3.2 TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH TRONG PHƯƠNG ÁN 1 32

3.2.1 Song chắn rác 32

3.2.2 Bể tiếp nhận 36

3.2.3 Song chắn rác tinh 38

3.2.4 Bể điều hòa 40

3.2.5 Bể keo tụ - tạo bông 45

3.2.6 Bể lắng ly tâm I 52

3.2.7 Bể tuyển nổi 57

3.2.8 Bể trung gian 64

3.2.9 Bể UASB (UASB – Upflow Anaerobic Sludge Blanket) 67

3.2.10 Bể Aerotank 78

3.2.11 Bể lắng ly tâm II 88

3.2.12 Ngăn khử trùng 93

3.2.13 Bể nén bùn 94

3.2.14 Máy ép bùn 102

3.2.15 Tính toán lượng hóa chất 103

vii

3.3 TÍNH KINH TẾ CỦA PHƯƠNG ÁN 1 111

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ CỦA PHƯƠNG ÁN 2 128

4.1 CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN 128

4.2 TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH TRONG PHƯƠNG ÁN 2 129

4.2.1 Bể trung gian 2 129

4.2.2 Bể SBR (SBR - Sequencing Batch Reactor) 132

4.2.3 Bể trung gian 3 143

4.2.4 Bể nén bùn 145

4.2.5 Máy ép bùn 149

4.3 TÍNH KINH TẾ CỦA PHƯƠNG ÁN 2 150

CHƯƠNG 5: ĐÁNH GIÁ CÁC PHƯƠNG ÁN 168

KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 171

KẾT LUẬN 171

KIẾN NGHỊ 171

TÀI LIỆU THAM KHẢO 172

viii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Aerotank: Bể sinh học hiếu khí dòng liên tục

BOD – Biochemical Oxygen Demand: Nhu cầu oxy sinh học

sBOD – Soluble Biochemical Oxygen Demand: BOD dạng hòa tan

COD – Chemical Oxygen Demand: Nhu cầu oxy hóa học

sCOD – Soluble Chemical Oxygen Demand: COD dạng hòa tan

bCOD: biodegradated Chemical Oxygen Demand: Lượng COD có khả năng phân hủy sinh học

nbCOD: non – biodegradated Chemical Oxygen Demand: Lượng COD không thể phân hủy sinh học

pCOD – Particulate Chemical Oxygen Demand: Lượng COD không phân hủy sinh học

MLVSS – Mixed Liquor Volatile Suspended Solid: chất rắn lơ lững dễ bay hơi MLSS – Mixed Liquor Suspended Solid: chất rắn lơ lững có trong bể bùn hoạt tính DAF – Dissolved Air Floatation: Tuyển nổi khí hòa tan

DO – Dissolved Oxygen: Oxy hòa tan

SBR – Sequencing Batch Reactor: Bể phản ứng sinh học hiếu khí dạng mẻ

SS – Suspended Solid: Chất rắn lơ lửng

TSS – Total Suspended Solid: Tổng rắn lơ lửng

VSS – Volatiled Suspended Solid: Chất rắn lơ lửng bay hơi

UASB – Upflow Anaerobic Sludge Blanket: Bể bùn sinh học kỵ khí dùng chảy ngược

F/M – Food per Mass: Tỷ lệ thức ăn trên sinh khối

HRT - Hydraulic Retention Time: Thời gian lưu nước

SRT - Sludge Retention Time: Thời gian lưu bùn

SVI – Sludge Volume Index: Chỉ số thể tích bùn

PAC – Poly Aluminium Chloride

ix

BTNMT: Bộ Tài nguyên Môi trường

QCVN: Quy chuẩn Việt Nam

BTCT: Bê tông cốt thép

STT: Số thứ tự

TCXD: Tiêu chuẩn Xây dựng

VNĐ: Việt Nam Đồng

x

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1: Hệ số không điều hòa chung

Bảng 3.2: Hệ số β để tính sức cản cục bộ của song chắn rác

Bảng 3.3: Thông số thiết kế song chắn rác

Bảng 3.4: Thông số thiết kế bể tiếp nhận

Bảng 3.5: Thông số thiết kế bể điều hòa

Bảng 3.6: Thời gian của keo tụ

Bảng 3.7: Thông số thiết kế bể keo tụ - tạo bông

Bảng 3.8: Các thông số thiết kế đặc trưng cho bể li tâm

Bảng 3.9: Thông số thiết kế bể lắng ly tâm I

Bảng 3.10: Thông số thiết kế cho bể tuyển nổi khí hòa tan

Bảng 3.11: Độ hòa tan của khí phụ thuộc vào nhiệt độ

Bảng 3.12: Thông số thiết kế bể tuyển nổi

Bảng 3.13: Thông số thiết kế bể trung gian 1

Bảng 3.14: Thông số thiết kế bể UASB

Bảng 3.15: Các kích thước điển hình của bể aerotank

Bảng 3.16: Thông số thiết kế bể Aerotank

Bảng 3.17: Thông số thiết kế bể lắng ly tâm II

Bảng 3.18: Thông số thiết kế ngăn khử trùng

Bảng 3.19: Thông số thiết kế bể nén bùn

Bảng 3.20: Khái toán chi phí các hạng mục xây dựng phương án 1 Bảng 3.21: Chi phí gia công các hạng mục cơ khí phương án 1 Bảng 3.22: Khái toán các thiết bị cho phương án 1

Bảng 3.23: Chi phí hóa chất sử dụng hằng ngày theo phương án 1 Bảng 3.24: Điện năng sử dụng hằng ngày theo phương án 1 Bảng 4.1: Hệ số không điều hòa chung

Bảng 4.9: Chi phí hóa chất sử dụng hằng ngày theo phương án 2 Bảng 4.10: Điện năng sử dụng hằng ngày theo phương án 2 Bảng 5.1: So sánh 2 phương án công nghệ để xuất

Hình 3.3: Catalog của máy tác rác tinh dạng tĩnh

Hình 3.4: Thông số kỹ thuật của thiết bị lược rác tinh

Hình 3.5: Thông số kỹ thuật và dạng cánh khuấy bể keo tụ Hình 3.6: Cánh khấy 2 tầng của bể keo tụ

Hình 3.7: Thông số kỹ thuật và dạng cánh khuấy bể tạo bông Hình 3.8: Cánh khấy 2 tầng của bể tạo bông

1

MỞ ĐẦU ĐẶT VẤN ĐỀ

Vấn đề môi trường hiện nay đang là tâm điểm của mọi quốc gia không riêng gì với Việt Nam Ô nhiễm môi trường đang trở nên trầm trọng và gây ảnh hưởng đến chúng ta rất lớn, điều đó cũng trở thành chủ đề đề nóng nhất trên các phương tiện truyền thông, các cuộc họp môi trường giữa các quốc gia… Sự vượt bậc về nền kinh tế – xã hội là nguồn gốc gây vấn đề này Các hoạt động nào cũng có hai mặt của nó, đối với mặt lợi thì hoạt động này đã mang lại một sự vượt bậc cho loài người, nhưng mặt còn lại thì tàn phá môi trường một cách trầm trọng, các vấn đề

sẽ xuất hiện như cạn kiệt nguồn tài nguyên thiên nhiên, ô nhiễm môi trường và suy thoái chất lượng môi trường Trong các vấn đề ô nhiễm môi trường hiện nay thì vấn đề ô nhiễm môi trường nước thải sản xuất công nghiệp là vấn đề rất đáng quan tâm nhất hiện nay Nước thải từ các khu công nghiệp chưa qua xử lý có ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng nguồn nước cấp cho dân cư, vì vậy khi xả ra môi trường thì công ty phải xử lý trước khi được xả thải trực tiếp ra môi trường nhằm giảm khà năng ô nhiễm môi trường một cách trầm trọng như trước kia Hiện nay Nhà nước đang khuyến khích các công ty sản xuất theo hướng công nghiệp xanh Giấy là một ngành thiết yếu trong cuộc sống hiện nay Để đáp ứng nhu cầu sử dụng giấy ngày càng tăng, các nhà máy, xí nghiệp sản xuất giấy đã xuất hiện nhiều trong những năm gần đây nhất là ở các tỉnh và thành phố lớn Với thiết bị công nghệ sản xuất hiện đại đã đem lai hiệu quả kinh tế cho chủ đầu tư, song cũng như các nghành công nghiệp khác bên cạnh lợi nhuận đem lại trước mắt thì vấn để ô nhiễm môi trường từ ngành công nghiệp này đang làm đau đầu các nhà đầu tư cũng như toàn xã hội Trong các dòng thải thì nước thải từ ngành công nghiệp này gây

ra nhiều vấn đề ô nhiễm đáng quan tâm

Hiện nay, ngành giấy gắn liền và mật thiết với đồi sống xã hội hiện nay, chúng

ta không thể tách rời được nên đành phải quan tâm đến nó Trong quá trình sản xuất giấy sẽ phát sinh ra nhiều chất độc hại làm ảnh hưởng xấu đến môi trường Vì vậy, nước thải của ngành này được quan tâm đến rất nhiều Do đó việc thực hiện

đề tài : “Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bột giấy Thái Bình Xanh, công

suất 300000 tấn sản phẩm/năm (Gia đoạn 1, công suất 10000 m 3 /ngđ)” là việc cần

thiết để góp phần hạn chế được những vấn đề môi trường của ngành này

2

MỤC TIÊU

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bột giấy Thái Bình Xanh, công suất

300000 tấn sản phẩm/năm (Gia đoạn 1, công suất 10000 m3/ngđ)

Nguồn nước sau khi xử lý đạt được Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp (QCVN 12:2015/BTNMT) loại A để thải vào nguồn tiếp nhận

Hệ thống đơn giản, tiết kiệm, chi phí đầu tư và vận hành thấp

NỘI DUNG

Thu thập tài liệu

Phân tích, đánh giá

Đề xuất phương án thiết kế

Tính toán từng công trình đơn vị

Dự toán kinh tế của phương án

Thiết kế bản vẽ thi công công trình

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

Phương pháp điều tra, xử lý số liệu, tài liệu thu thập được

Phương pháp đánh giá, lựa chọn

Phương pháp tính toán, vẽ

PHẠM VI VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

Phạm vi: Tính toán và thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy bột giấy Thái Bình Xanh, công suất 300000 tấn sản phẩm/năm (Gia đoạn 1, công suất 10000

4

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY BỘT GIẤY

THÁI BÌNH XANH – NGÀNH GIẤY 1.1 TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY BỘT GIẤY THÁI BÌNH XANH

Công ty Thái Bình Xanh đã lên dự án cho việc xây dựng nhà máy bột giấy Thái Bình Xanh, đây là dự án mà công ty đã ấp ủ và muốn đầu tư để tạo đột phá cho ngành giấy Việt Nam

Dự án xây dựng Nhà máy sản xuất bột giấy Thái Bình Xanh do công ty cổ phần Thái Bình Xanh làm chủ đầu tư sẽ có công suất thiết kế từ 300.000 – 700.000 tấn sản phẩm/năm Đây là dự án mang tầm vóc cho ngành giấy của chúng ta

Với việc nhà máy có công suất lên tới 300.000 tấn sản phẩm/năm thì sẽ không tránh khỏi vấn đề môi trường, nhưng ở đây trước khi xây dựng công ty đã cam kết vấn cam kết ưu tiên hàng đầu, nghiên cứu đầu tư xây dựng nhà máy với công nghệ

và thiết bị đồng bộ, tiên tiến, hiện đại và thân thiện với môi trường

Bên cạnh đó công ty cũng cho biết nhà máy sản xuất bột giấy đồng thời sản xuất

ra điện và mong muốn tỉnh tạo điều kiện để đơn vị thực hiện việc hòa vào lưới điện

và bán điện

1.2 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH GIẤY

1.2.1 Vài nét về ngành giấy

Công nghiệp giấy Việt Nam (CNGVN) có một vị trí quan trọng trong nền kinh

tế quốc dân mặc dù quy mô của nó còn nhỏ bé so với khu vực và thế giới Theo thống kê năm 1995, sản xuất CNGVN đạt 572 tỷ VNĐ, chiếm 2.34% tổng giá trị công nghiệp cả nước và đứng hàng thứ 10 trong nghành công nghiệp CNGVN bao gồm 1048 cơ sở sản xuất trong đó có 42 cơ sở quốc doanh (của trung ương và địa phương), 39 cơ sở thuộc kinh tế tập thể, 38 xí nghiệp tư nhân và phần còn lại (hơn

1269 cơ sở) là các hộ lao động thủ công cá thể Tổng công suất sản xuất bột giấy

và giấy của CNGVN tương ứng là 200000 tấn/năm và 400000 tấn/năm Toàn nghành chỉ có 3 cơ sở quy mô lớn với công suất 20000 tấn giấy/năm: Công ty giấy Bãi Bằng (55000 tấn/năm), Công ty giấy Tân Mai ( 48000 tấn/năm) và Công ty giấy Đồng Nai (20000 tấn/năm), 33 đơn vị quy mô trung bình (> 1000 tấn/năm)

và còn lại là các cơ sổ sản xuất quy mô nhỏ (< 1000 tấn/năm)

5

Để có thể đáp ứng 85 - 90% nhu cầu sử dụng giấy của xã hội Chính vì thế phải

có định hướng phát triển, đưa ra các giải pháp trong vấn đề đầu tư, nguyên liệu, vấn để môi trường…

 Giải pháp đầu tư: Việc thực hiện đầu tư theo 3 giai đoạn của dự án nhằm khai thác và phát triển các nguồn lực sản xuấtm, đảm bảo 85 - 90% nhu cầu tiêu dùng trong nước, từng bước tham gia hội nhập khu vực Đổi mới thiết bị, hiện đại hóa công nghiệp, đầu tư chiều sâu và mở rộng hài hòa với đầu tư xây dựng mới Hiệu quả đầu tư phụ thuộc nhiều yếu tố, việc đầu tư chiểu sâu, mở rộng tại chỗ hoặc đầu tư mới đều có tính ưu việt của từng dự án Cả 2 hướng đầu tư này đều được áp dụng trong quá trình đầu tư của ngành giấy

 Giải pháp nguyên liệu: Nguyên liệu là sự sống của ngành giấy Đối với các nhà máy đã có sẵn cùng với vùng nguyên liệu hình thành từ trước đến nay thì nên quy hoạch lại đất nâng cấp nhằm đảm bảo đủ nguyên liệu cho nhà máy hoạt động (khu trung tâm Bắc Bộ, khu trung tầm Đông Nam Bộ) Để đảm bảo cân đối sinh thái, giảm bớt rừng bị khai thác, cũng như giảm giá thành sản phẩm, phương án nhập giấy phế liệu về tái chế lại bột giấy đưa vào sản xuất đang được nhiều công ty, nhà máy thực hiện

Giải pháp về vấn đề ô nhiễm môi trường: Một nguyên tắc đặt ra khi phát triển công nghiệp giấy là phải chống ô nhiễm môi trường Các dự án mới đầu tư đều phải có

hệ thống xử lý chất thải Đối với các nhà máy cũ đã có sẵn hệ thống xử lý thì cần phải tu sửa, nâng cấp để đạt hiệu quả hơn Trường hợp đầu tư không hiệu quả thì ngừng sản xuất bộ phận gây ô nhiễm nặng, không cho đầu tư các xí nghiệp nhỏ không đạt tiêu chuẩn môi trường

1.2.2 Các quá trình cơ bản trong ngành giấy

Sản xuất bột giấy là một quá trình sinh ra nhiều chất thải nhất, quá trình tạo ra thành phẩm giấy và bột giấy thường sản sinh ra một lượng lớn nước thải 1 tấn sản phẩm sẽ cho ra khoảng 80 – 450 m3 nước thải, ngành này sử dụng nhiều nước nhất trong các ngành công nghiệp

6

Hình 2.1: Quy trình sản xuất giấy và bột giấy

Tùy theo mục đích sử dụng mà sản phẩm giấy cũng rất đa dạng và phong phú,

về công nghệ sản xuất giấy và bột giấy cũng rất khác nhau nhưng tựu chung lại thì cũng bao gồm các bước: nguyên liệu thô, gia công nghuyên liệu thô, nấu, rửa, tẩy trắng, nghiền bột, xeo giấy và định hình sản phẩm

Ngành công nghiệp này được cho là sử dụng nhiều nước và cho ra cũng nhiều nước thải nhất Hầu như tất cả lượng nước đưa vào sử dụng cuối cùng đều trở thành nước thải mang theo các tạp chất, hóa chất, bột giấy, các chất ô nhiễm dạng hữu

cơ và vô cơ

Trong quy trình sản xuất giấy và bột giấy thì công đoạn mang tính chính trong

đó là quá trình gia công nguyên liệu thô và tẩy trắng Hai quy trình này quyết định

7

thành phẩm chất lượng của bột giấy đầu ra có đạt chuẩn để tiếp tục cho làm giấy hay không?

 Gia công nguyên liệu thô, nấu

Quá trình gia công nguyên liệu thô có thể nói là xử lý những nguyên liệu thô thành những bột giấy, cung cấp cho quá trình phía sau Nghiền cơ học trong quá trình nghiền cơ học, các sợi chủ yếu bị tách rời nhau do lực cơ học trong máy nghiền hoặc trong thiết bị tinh chế

Sau khi đã nghiền cơ học sẽ được được qua nấu hay còn được gọi là quá trình nghiền bột bằng phương pháp hóa học, Phương pháp ở đây được xử dụng là xử lý với hóa chất ở nhiệt độ và áp lực cao Mục đích của quá trình này nhằm hòa tan hoặc làm mềm thành phần chính của chất lignin liên kết các sợi trong nguyên liệu với nhau, đồng thời lại gây sự phá hủy càng ít càng tốt đối với thành phần Cellulose Cách xử lý này được tiến hành trong nồi áp suất, có thể vận hành theo chế độ liên tục hoặc theo từng mẻ

 Tẩy trắng

Mục đíc của quá trình này là làm sáng màu lignin tồn dư trong bột giấy sau khi

đã được nấu Để khử được lignin người ta sẽ dùng Chlorine, Hypochlorite, Chlorine dioxide, oxygen hoặc ozone và đặc biệt là Peroxode Một cách truyền thống, quy trình tẩy trắng này gồm 3 giai đoạn chính:

 Giai đoạn 1: Clo hóa, oxy hóa trong môi trường axit để phân hủy phần lớn lignin còn sót lại trong bột

 Giai đoạn 2: Thủy phân kiềm sản phẩm lignin hòa tan trong kiềm nóng được tách khỏi bột

 Giai đoạn 3: tẩy oxy hóa để thay đổi cấu trúc các nhóm mang màu còn sót lại

1.2.3 Đặc trưng của nước thải giấy

Trong từng công đoạn sản xuất ra bột giấy ta thấy được mỗi công đoạn đều sinh

ra nguồn thải 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 này có nồng độ chất khô khoảng 25 – 35%, tỷ lệ giữa chất hữu cơ và vô cơ vào khoảng 70 : 30 Thành phần hữu cơ là lignin hòa

8

tan vào dịch kiềm, sản phẩm phân hủy hydratcacbon, axit hữu cơ Thành phần vô

cơ gồm những hóa chất nấu, một phần nhiều 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 trắng của các nhà máy sản xuất bột giấy bằng phương pháp hóa học và bán hóa học thường 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 giống như các hợp chất Clo hữu cơ Khi tẩy bằng các hợp chất Clo hữu cơ, các thông số ô nhiễm đặc trưng: BOD vào khoảng 15 – 17 kg/tấn bột giấy, COD khoảng 60 – 90 kg/tấn bột giấy, đặc biệt giá trị AOX (Các hợp chất Clo hữu cơ) khoảng 4 – 10 kg/tấn bột giấy

Việc từng công đoạn sản sinh ra nguồn thải có nồng độ khác nhau, nhưng khi

xả thải vào khu xử lý thì trong nước thải chỉ mang đặc trưng của các thành phần BOD, COD, TSS và độ màu Nên việc xử lý và loại bỏ các thành phần đó trước khi xả thải ra môi trường là điều bắt buộc

1.2.4 Tác động môi trường của ngành giấy

Công nghiệp giấy thực chất là ngành sản xuất đa ngành và tổng hợp, sử dụng một khối lượng khá lớn nguyên liệu đầu vào (nguyên liệu từ rừng, các hóa chất cơ bản, nhiên liệu, năng lượng, nước ) so với khối lượng sản phẩm tạo ra ( tỷ lệ bình quân khoảng 10/1)

So với nhiều ngành công nghiệp sẩn xuất khác, ngành giấy có mức độ ô nhiễm cao và dễ gây tác động đến con người và môi trường xung quanh do ô nhiễm từ nguồn nước thải xử lý không đạt yêu cầu

 Nước thải

Công nghệ sản xuất giấy ở Việt Nam vẫn còn lạc hậu Để sản xuất ra một tấn giấy thành phẩm, các nhà máy phải sử dụng từ 30 - 100 m3 nước, trong khi các nhà máy giấy hiện đại của thế giới chỉ sử dụng 7 - 15 m3/tấn giấy Sự lạc hậu này không chỉ gây lãng phí nguồn nước ngọt, tăng chỉ phí xử lý nước thải mà còn đưa ra sông, rạch lượng nước thải khổng lồ

Tùy theo nguồn phát sinh, thành phần và lưu lượng nước thải, Nhà máy dự kiến phân đường nước thải thành 2 đường:

 Chất thải rắn

Chất thải rắn do hoạt động sản xuất kinh doanh của công ty thải ra bao gồm: Chất thải rắn có thể thu hồi và tái sản xuất Đó là bột giấy vương vãi trên dây chuyền (trong nước thải trắng), giấy vụn thải ra trong công đoạn xén giấy Nhằm tiết kiệm chi phí, tiết kiệm nguyên vật liệu Nhà máy thụ gom và đưa vào tái sử dụng trong các công đoạn thích hợp, còn một số bột đã phân huỷ Nhà máy đã thu gom riêng bán cho các cơ sản xuất giấy vệ sinh

Chất thải rắn khác như: Chất thải rắn do hoạt động sinh hoạt của công nhân viên trong Nhà máy, do vệ sinh các thiết bị trong dây chuyền sản xuất

Chất thải rắn của nhà máy không bao gồm các yếu tố độc hại, hoàn toàn có thể

sử dụng vào mục đích dân sinh

từ đơn giản đến phức tạp như sau:

- Xử lý sơ bộ: nhằm loại bỏ các thành phần thô trong nước thải như rác, cát, các chất dầu mỡ cũng như các chất nổi trên mặt nước gây cản trở cho quá trình phía sau thì sẽ được xử lý bằng cơ học hay sử dụng hóa học

- Xử lý bậc một: đây là phương pháp loại bỏ các cặn lơ lửng hay các chất hữu

cơ có trong nước thải, qáu trình này được xử lý bằng cơ học hay là hóa lý

- Xử lý bậc hai: sau khi đã xử lý bằng các phương pháp hóa học thì tới quá trình này sẽ xử lý bằng sinh học, nhằm loại bỏ các chất hữu cơ có khả năng phân huỷ sinh học (ở dạng hòa tan và lơ lửng) và các chất rắn lơ lửng bằng biện pháp sinh học Sau quá trình xử lý bậc hai thì phương pháp xử lý hoá học và khử trùng cũng có thể được áp dụng trong giai đoạn này

lý sơ bộ tại chỗ tách các chất tán thô nhằm đảm bảo cho hệ thống thoát nước hoặc các công trình xử lý nước thải phía sau hoạt động ổn định

Phương pháp xử lý cơ học tách khỏi nước thải sinh hoạt khoảng 60% tạp chất không tan Để tăng cường quá trình xử lý cơ học, người ta làm thoáng nước thải

sơ bộ trước khi lắng nên hiệu suất xử lý của các công trình cơ học có thể tăng đến khoảng 75%

 Song chắn rác

Song chắn rác dùng để giữ lại các tạp chất thô như giấy, rác, túi nilon, vỏ cây

và các tạp chất có trong nước thải nhằm bảo vệ bơm và tránh nghẹt đường ống và giảm thiểu hàm lượng chất rắn thô trong các công trình tiếp theo

12

cản trở hoạt động của các công trình xử lý nước thải như tích tụ trong bể lắng, bể mêtan,… làm giảm dung tích công tác công trình, gây khó khăn cho việc xả bùn cặn, phá hủy quá trình công nghệ của trạm xử lý nước thải Để đảm bảo cho các công trình xử lý sinh học nước thải sinh học, nước thải ổn định họat động cần phải

có các công trình và thiết bị phía trước

Nhiệm vụ:

- Loại bỏ các cặn vô cơ lớn như cát, sỏi…có kích thước hạt > 0.2 mm

- Bảo vệ các trang thiết bị động (bơm) tránh mài mòn

- Giảm cặn lắng trong ống, mương dẫn và bể phân hủy

- Giảm tần suất làm sạch bể phân hủy

Bể lắng nước thải: Dùng để tách các chất không tan ở dạng lơ lửng trong nước thải theo nguyên tắc dựa vào sự khác nhau giữa trọng lượng các hạt cặn có trong nước thải Vì vậy, đây là quá trình quan trọng trong xử lý nước thải Dựa vào chức năng và vị trí có thể chia bể lắng thành các loại: bể lắng đợt I trước công trình xử

lý sinh học và bể lắng đợt II sau công trình xử lý sinh học.Theo cấu tạo và hướng dòng chảy, người ta phân ra các loại bể lắng ngang, bể lắng đứng và bể lắng ly tâm

 Bể điều hòa

Lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải các khu dân cư, công trình công cộng như các nhà máy xí nghiệp luôn thay đổi theo thời gian phụ thuộc vào các điều kiện hoạt động của các đối tượng thoát nước này Sự dao động về lưu lượng nước thải, thành phần và nồng độ chất bẩn trong đó sẽ ảnh hưởng không tốt đến hiệu quả làm sạch nước thải Trong quá trình lọc cần phải điều hòa lưu lượng dòng chảy, một trong những phương án tối ưu nhất là thiết kế bể điều hòa lưu lượng

Bể điều hòa làm tăng hiệu quả của hệ thống xử lý sinh học do nó hạn chế hiện tượng quá tải của hệ thống hoặc dưới tải về lưu lượng cũng như hàm lượng chất hữu cơ giảm được diện tích xây dựng của bể sinh học Hơn nữa các chất ức chế quá trình xử lý sinh học sẽ được pha loãng hoặc trung hòa ở mức độ thích hợp cho các hoạt động của vi sinh vật

Nhiệm vụ:

- Giảm bớt sự dao động của hàm lượng các chất bẩn trong nước thải

 Phương pháp xử lý hóa học

Các phương pháp hoá học dùng trong xử lý nước thải gồm có : trung hoà , oxy hoá và khử Tất cả các phương pháp này đều dùng các tác nhân hoá học nên là phương pháp đắt tiền Người ta sử dụng các phương pháp hoá học để khử các chất hoà tan và trong các hệ thống cấp nước khép kín Đôi khi các phương pháp này được dùng để xử lý sơ bộ trước xử lý sinh học hay sau công đoạn này như là một phương pháp xử lý nước thải lần cuối để thải vào nguồn

 Trung hòa

Phương pháp trung hòa chủ yếu được dùng trong nước thải công nghiệp có chứa kiềm hoặc axit Để tránh hiện tượng nước thải gây ô nhiễm cho môi trường xung quanh thì người ta phải trung hòa nước thải, với mục đích là làm lắng các muối của kim loại nặng xuống và tách ra khỏi nước thải

Quá trình trung hòa trước hết là phải tính đến khả năng trung hòa lẫn nhau giữa các loại nước thải chứa axit hay kiềm hay khả năng dự trự kiềm của nước thải sinh hoạt và nước sông Trong thực tế, nếu hỗn hợp nước thải có pH = 6.5 – 8.5 thì nước đó được coi là trung hòa

Việc lựa chọn phương pháp trung hoà còn tuỳ thuộc vào thể tích và nồng độ nước thải, chế độ thải nước thải, khả năng sẵn có và giá thành của các tác nhân hoá học

14

 Khử trùng

Sau khi xử lý sinh học, phần lớn các vi khuẩn trong nước thải bị tiêu diệt Khi

xử lý trong các công trình sinh học số lượng vi khuẩn giảm xuống còn 5%, trong

hồ sinh vật hoặc cánh đồng lọc còn 1 – 2% Nhưng để tiêu diệt toàn bộ vi khuẩn gây bệnh, nước thải cần phải khử trùng Có các phương pháp khử trùng sau: Dùng hợp chất Clo, dùng ozon, dùng tia cực tím

 Phương pháp xử lý hóa lý

Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý là quá trình áp dụng các phương pháp vật lý và hóa học để loại bớt các chất ô nhiễm

 Keo tụ – tạo bông

Quá trình keo tụ tạo bông được ứng dụng để loại bỏ các chất rắn lơ lửng Các chất này tồn tại ở dạng phân tán và không thể loại bỏ bằng quá trình lắng vì tốn rất nhiều thời gian Để tăng hiệu quả lắng, giảm bớt thời gian lắng của chúng thì thêm vào nước thải một số hóa chất như phèn nhôm, phèn sắt, polymer,… Các chất này

có tác dụng kết dính các chất khuếch tán trong dung dịch thành các hạt có kích cỡ

và tỷ trọng lớn hơn nên sẽ lắng nhanh hơn

Các chất keo tụ dùng là phèn nhôm: Al2(SO4)3.18H2O, NaAlO2, Al2(OH)3Cl, KAl(SO4)2.12H2O, NH4Al(SO4)2.12H2O; phèn sắt: Fe2(SO4)3.2H2O, FeSO4.7H2O, FeCl3 hay chất keo tụ không phân ly, dạng cao phân tử có nguồn gốc thiên nhiên hay tổng hợp

Phương pháp keo tụ có thể làm trong nước và khử màu nước thải vì sau khi tạo bông cặn, các bông cặn lớn lắng xuống thì những bông cặn này có thể kéo theo các chất phân tán không tan gây ra màu

 Tuyển nổi

Tuyển nổi là phương pháp được áp dụng tương đối rộng rãi nhằm loại bỏ các tạp chất không tan và khó lắng, có khối lượng riêng nhỏ hơn nước Trong nhiều trường hợp, tuyển nổi còn được sử dụng để tách các chất tan như chất hoạt động

bề mặt

Bản chất của quá trình tuyển nổi ngược lại với quá trình lắng và cũng được áp dụng trong trường hợp quá trình lắng xảy ra rất chậm và rất khó thực hiện Quá trình này được thực hiện nhờ bọt khí tạo ra trong khối chất lỏng khi cho không khí

15

vào Các chất lơ lửng như dầu, mỡ sẽ nổi lên trên bề mặt của nước thải dưới tác dụng của các bọt khí tạo thành lớp bọt có nồng độ tạp chất cao hơn trong nước ban đầu Các bọt khí bám vào các hạt hoặc được giữ lại trong cấu trúc hạt tạo nên lực đẩy đối với các hạt Hiệu quả loại bỏ cặn bằng tuyển nổi phụ thuộc kích thước và

số lượng bong bóng khí

 Phương pháp xử lý sinh học

Các chất hữu cơ ở dạng keo, huyền phù và dung dịch là nguồn thức ăn của vi sinh vật Trong quá trình hoạt động sống, vi sinh vật oxy hóa hoặc khử các hợp chất hữu cơ này, kết quả là làm sạch nước thải khỏi các chất bẩn hữu cơ

Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí: quá trình xử lý nước thải được dựa trên sự oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước thải nhờ oxy tự do hòa tan Nếu oxy được cấp bằng thiết bị hoặc nhờ cấu tạo công trình, thì đó là quá trình sinh học hiếu khí trong điều kiện nhân tạo Ngược lại, nếu oxy được vận chuyển

và hòa tan trong nước nhờ các yếu tố tự nhiên thì đó là quá trình xử lý sinh học hiếu khi trong điều kiện tự nhiên

Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học kỵ khí: quá trình xử lý được dựa trên cơ sở phân hủy các chất hữu cơ giữ lại trong công trình nhờ sự lên men kỵ khí Đối với các hệ thống thoát nước quy mô vừa và nhỏ, người ta thường dùng các công trình kết hợp với việc tách cặn lắng với phân hủy yếm khí các chất hữu

cơ trong pha rắn và pha lỏng

 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học kỵ khí – Bể UASB

Nước thải được đưa trực tiếp vào phía dưới đáy bể và được phân phối đồng đều, sau đó chảy ngược lên xuyên qua lớp bùn sinh học dạng hạt nhỏ (bông bùn) và các chất hữu cơ bị phân hủy

Các bọt khí metan và NH3, H2S nổi lên trên và thu được bằng các chụp thu khí

để dẫn ra khỏi bể Nước thải tiếp đó chuyển đến vùng lắng của bể phân tách 2 pha lỏng rắn Sau đó ra khỏi bể, bùn hoạt tính thì hoàn lưu lại vùng lớp bông bùn Sự tạo thành bùn hạt và duy trì được nó rất quan trọng khi vận hành bể UASB

Sử dụng cho những nguồn thải có nồng độ BOD5 > 1000 mg/l và COD > 2000 mg/l và xử lý cho những nguồn thải có lưu lượng < 50000 m3/ngđ

16

Ưu điểm: xử lý được các nguồn nước thải có nồng độ ô nhiễm các chất hữu cơ cao

Nhược điểm: xử lý không hoàn toàn

 Sau bể sinh học kỵ khí thường phải có bể sinh học hiếu khí

 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiểu khí

 Bể Aerotank

Bể Aerotank là một công trình sử dụng phương pháp sinh học hiếu khí để xử lý nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp và nước thải đô thị có chứa nhiều chất hữu cơ hòa tan và một số chất vô cơ (H2S, các sunfua, nitric…)

Nước thải sau khi qua bể lắng 1 có chứa các chất hữu cơ hòa tan và các chất lơ lửng đi vào bể phản ứng hiếu khí (Aerotank) Khi ở trong bể, các chất lơ lửng đóng vai trò là các hạt nhân để cho vi khuẩn cư trú, sinh sản và phát triển dần lên thành các bông cặn gọi là bùn hoạt tính Bùn hoạt tính là các bông căn 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 dung chất nền (BOD) và chất dinh dưỡng (N, P) làm thức ăn để chuyển hóa chúng thành các chất trơ không hòa tan thành các tế bào mới

Để đảm bảo bùn hoạt tính ở trạng thải lơ lửng và đảm bảo chất lượng oxy dùng trong quá trình sinh hóa các chất hữu cơ thì phải luôn đảm bảo việc cung cấp oxy Lượng bùn tuần hoàn và không khí cần cung cấp phụ thuộc vào độ ẩm và mức độ của yêu cầu xử lí nước thải

Tỷ lệ các chất dinh dưỡng: BOD5 : N : P = 100:5:1 Nước thải có pH từ 6.5 – 8.5 trong bể là thích hợp Thời gian lưu nước trong bể không quá 12h

Quá trình diễn ra như sau:

- Khuấy trộn đều nước thải với bùn hoạt tính trong thể tích V của bể phản ứng

- Làm thoáng bằng khí nén hay khuấy trộn bề mặt hỗn hợp nước thải và bùn họat tính có trong bể trong một thời gian đủ dài để lấy oxy cấp cho quá trình sinh hóa xảy ra trong bể

- Làm trong nước và tách bùn hoạt tính ra khỏi hỗn hợp bằng bể lắng đợt

- Tuần hoàn lại một lượng bàn cần thiết từ đáy bể lăng đợt 2 vào bể Aerotank

để hòa trộn với nước thải đi vào

SBR có thể thực hiện các quá trình khử carbon, nitrat hóa, khử nitrat và khử phosphor sinh hóa do có thể điều chỉnh được quá trình hiếu khí, thiếu khí, và kỵ khí trong bể bằng việc cung cấp oxy

Quá trình xử lý này cho hiệu quả xử lý nước thải rất cao BOD5 của nước thải sau xử lý thường thấp hơn 20 mg/l, hàm lượng cặn lơ lửng từ 3 – 25 mg/l và N-

NH3 khoảng từ 0.3 – 12 mg/l

 Mương oxy hóa

Là dạng cải tiến của Aerotank khuấy trộn hoàn chỉnh, làm việc trong điều kiện hiếu khí kéo dài với bùn hoạt tính lơ lửng chuyển động tuần hoàn trong mương

Có thể xử lý nước thải có độ nhiễm bẩn cao BOD từ 1000 – 5000 mg/l

18

2.2 MỘT SỐ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT GIẤY 2.2.1 Công nghệ xử lý của công ty sản xuất giấy và bột giấy Xuân Đức

Sơ đồ công nghệ

Thuyết minh sơ đồ công nghệ

Nước thải giấy của nhà máy được chia làm 2 giai đoạn:

Giai đoạn xử lý nước thải trong công đoạn nấu, nước thải được đưa qua bể điều hòa Tại đây, bể sẽ gắn hệ thống sục khí nhằm giảm bớt sự dao động của hàm lượng các chất bẩn trong nước do quá trình thải ra không đều, ổn định lưu lượng

và nồng độ, tránh hiện tượng quá tải vào các giờ cao điểm, do đó giúp hệ thống xử

lý làm việc ổn định đồng thời giảm kích thước các công trình đơn vị tiếp theo Sau khi đã ổn định được nồng độ thì sẽ được đưa qua bể trộn để trộn nước thải từ công đoạn xử lý xeo giấy vào chung để xử lý, Việc trộn hoàn thành thì nước thải sẽ được đưa sang bể hiếu khí lơ lửng để xử lý sinh học Nước thải sau khi đã ổn định được

19

nồng độ thì sẽ được qua bể keo tụ - tạo bông để trộn phèn nhằm mục đích keo tụ giúp hình thành các bông cặn tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tuyển nổi Nước thải sau khi keo tụ - tạo bông sẽ được đưa qua bể lắng để loại bỏ cặn làm giảm hàm lượng SS (Suspended Solid) trước khi xả thải ra nơi tiếp nhận

Giai đoạng xử lý nước thải xeo giấy, trong nước thải không có gì nhiều ngoài lượng bột giấy, nên ta chỉ cần cho nước thải qua bể điều hòa để điều hòa lưu lượng

và nồng độ các chất có trong nguồn nước, sau đó nước sẽ được đưa qua bể lắng để thu hồi lượng bột giấy và tái sử dụng lượng bột đó, còn thành phần nước thải thì

sẽ được gộp chung với nước thải nấu ở bể trộn nhằm xử lý các chất còn sót lại trong quá trình

2.2.2 Công nghệ xử lý của công ty giấy Hòa Phương

Sơ đồ công nghệ

20

Thuyết minh sơ đồ công nghệ

Nước thải từ các công đoạn sản xuất của nhà máy được thu gom về bể thu gom, trước khi nước thải chảy vào bể thu gom thì sẽ chảy qua một mương dẫn, ở một phần các cặn rác thô có kích thước lớn như: bao nylon, vải vụn, cành cây, giấy…được giữ lại song chắn rác để loại bỏ nhằm tránh gây hư hại hoặc tắc nghẽn bơm và các công trình tiếp theo Rác thu hồi được đem đi xử lý

Nước thải sau khi đã loại bỏ các cặn lớn có trong nguồn nước thì sẽ được đưa thẳng qua bể keo tụ - tạo bông để trộn phèn nhằm mục đích keo tụ giúp hình thành các bông cặn tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tuyển nổi Nước thải sau khi keo

tụ - tạo bông sẽ được đưa qua bể lắng để loại bỏ cặn làm giảm hàm lượng SS (Suspended Solid) trước khi vào bể xử lý sinh học Ở đây nguồn sinh học không lớn nên ta xử dụng bể Aerotank để loại bỏ các hàm lượng sinh học có torng nước thải Sau khi đã được xử lý thì nước thải sẽ qua bể lắng để lắng các phần bùn có torng nước thải khi xử lý trong bể sinh học và được xả thải ra nguồn tiếp nhận

2.3 ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ HỢP LÝ 2.3.1 Tính chất nước thải đầu vào

Thông số nước thải đầu vào

Thông số Đơn vị Đầu vào

Đầu ra loại A theo QCVN 12:2015/BTNMT

Đầu ra tính theo

C max của QCVN 12:2015/BTNMT với

21

Đối với ngành công nghiệp hiện nay, người ta sẽ muốn xử lý triệt để các chỉ tiêu nước thải của mình nhằm đáp ứng được với xu hướng xã hội hiện nay, xu hướng bước vào công nghiệp xanh Vì vậy, việc đề xuất và áp dụng công nghệ phù hợp cho công nghiệp xanh là điều cần thiết cho hiện nay, điều này sẽ giúp cho môi trường sống của chúng ta được cải thiện hơn

2.3.2 Đề xuất quy trình công nghệ

Phương án 1

22

Thuyết minh sơ đồ công nghệ

Nước thải từ các công đoạn sản xuất của nhà máy được thu gom về bể thu gom, trước khi nước thải chảy vào bể thu gom thì sẽ chảy qua một mương dẫn, ở một phần các cặn rác thô có kích thước lớn như: bao nylon,, giấy…được giữ lại song chắn rác để loại bỏ nhằm tránh gây hư hại hoặc tắc nghẽn bơm và các công trình tiếp theo Rác thu hồi được đem đi xử lý Nước thải sau khi vào ngăn tiếp nhận sẽ được bơm lên song chắn tinh để thu hồi lại những bột giấy bị thất thoát trong công đoạn sản xuất và rồi sẽ được đưa xuống bể điều hòa Tại đây, bể sẽ gắn hệ thống sục khí nhằm giảm bớt sự dao động của hàm lượng các chất bẩn trong nước do quá trình thải ra không đều, ổn định lưu lượng và nồng độ, tránh hiện tượng quá tải vào các giờ cao điểm, do đó giúp hệ thống xử lý làm việc ổn định đồng thời giảm kích thước các công trình đơn vị tiếp theo

Nước thải sau khi đã ổn định được nồng độ thì sẽ được qua bể keo tụ - tạo bông

để trộn phèn nhằm mục đích keo tụ giúp hình thành các bông cặn tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tuyển nổi Nước thải sau khi keo tụ - tạo bông sẽ được đưa qua lắng I để loại bỏ 1 phần cặn lắng, sau khi đã được loại bỏ những thành phần

có thể lắng được thì những thành phần còn lại trong nước thải sẽ tiếp tục được đưa sng bể tuyển nổi khí hòa tan (DAF – Dissolved Air floatation) để loại bỏ cặn làm giảm hàm lượng SS (Suspended Solid) trước khi qua công đoạn xử lý chính, phần cặn sẽ được thu hồi và tái chế lại để xử lý cho các công đoạn sản xuất giấy cho nhà máy, do thành phần SS trong nước quá nhiều nên cần tới 2 công trình hóa lý để xử

lý nhằm đảm bảo phù hợp các thông số khi vào bể xử lý chính Nước sau khi được tuyển nổi sẽ được đưa sang bể trung gian để giảm hàm lượng oxy hòa tan (DO – Dissolved Oxygen) xuống và bể cũng có cũng có mục đích là điều chỉnh pH cho phù hợp với công trình xử lý sinh học phía sau, tại bể này ta cũng đồng thời châm lượng dinh dưỡng Nito, Phospho vào để phục vụ cho quá trình xử lý sinh học phía sau

Xử lý sinh học: Xử lý nước thải nhà máy giấy bằng phương pháp sinh học được

áp dụng phổ biến để giảm hàm lượng các chất hữu cơ hòa tan, ở cong trình xử lý

sơ bộ thì hàm lượng giảm nhiều nhất là SS (Suspended Solid) và COD (Chemical Oxygen Demand) vì các thành phần này chủ yếu là từ bột giấy nên việc xử lý ở giai đoạn sơ bộ đã giảm rất nhiều, còn thành phần BOD (Biochemical Oxygen Demand) là thuộc về sinh học nên việc xử lý thông số này nằm ở giai đoạn của

23

sinh học nên vì thế mà ở công trình hóa lý không xử lý được nhiều chỉ tiêu này Đây còn được xem như “trái tim” vì phương pháp này sử dụng khả năng sống, hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ bẩn có trong nước thải Đặc điểm của nước thải giấy thường có tỷ lệ BOD5 : COD < 0.6 và hàm lượng COD > 1000 mg/l Do đó trong xử lý cơ bản thường có hai giai đoạn: Nước sẽ chảy qua bể kỵ khí trước, bể xử lý hiếu khí đặt sau bể kỵ khí Nên nước sau khi được lắng ở bể lắng sơ bộ thì sẽ qua bể UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) để loại bỏ các thành phần sinh học, vì chỉ số sinh học có trong nước thải cao nên bắt buộc chúng

ta phải qua bể này trước; đặc điểm của bể này là có thể chịu được tải cao, ít bị sốc tải hơn so với bể aerotank, sau khi nước đã giảm bớt được một phần lượng sinh học thì sẽ được đưa qua bể aerotank để xử lý phần còn lại

Nước thải sau khi lắng sẽ tràn qua máng răng cưa vào máng tràn và dẫn qua bể

bể khử trùng để loại bỏ các loại vi sinh vật gây bệnh trong nước thải trước khi thải

ra môi trường Hàm lượng Chlorine cung cấp vào nước thải ổn định qua bơm định lượng hóa chất Ngoài tác dụng khử trùng, Chlorine còn là một tác nhân oxy hóa mạnh, do đó có thể oxy hóa các chất hữu cơ còn tồn tại trong nước thải Nước thải sau khi khử trùng đảm bảo đạt tiêu chuẩn QCVN 12:2015/BTNMT, cột A sẽ được thải cấp cho mục đích sinh hoạt

Phần bùn tươi ở bể lắng I và tuyển nổi sẽ được đem đi tái sử dụng, còn phần bùn ở bể lắng 2 và bể UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) sinh ra mỗi ngày được đưa vào bể nén bùn Bùn sinh ra từ lắng 2 và bể UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) có độ ẩm rất cao Nhiệm vụ của bể nén bùn là làm giảm độ ẩm của bùn bằng cách lắng (nén) cơ học để đạt độ ẩm thích hợp (94 – 96%) phục vụ cho việc xử lý bùn ở phía sau Trong công nghệ này sử dụng phương pháp nén bùn trọng lực Nén bùn bằng phương pháp trọng lực thường được thực hiện trong các

bể nén bùn có dạng gần giống như bể lắng đứng hay bể lắng ly tâm Bùn được đưa vào ống phân phối bùn ở trung tâm bể Dưới tác dụng của trọng lực, bùn sẽ lắng

và kết chặt lại Sau khi nén, bùn sẽ được tháo ra ở đáy bể Phần nước tách bùn được đưa trở lại hố thu gom

Bùn từ bể nén bùn được đưa về máy ép bùn Máy ép bùn dùng để loại bỏ nước

ra khỏi bùn, vận hành dưới chế độ cho bùn liên tục vào thiết bị Sau khi ra khỏi máy ép bùn, bùn có dạng bánh và sau đó được đem đi xử lý Nước từ máy ép bùn trở lại hố thu gom để được tái xử lý

24

Dự kiến hiệu quả xử lý

Chỉ tiêu Đầu vào (mg/l) Công trình Hiệu quả

54 – 360

26

Phương án 2