Khóa luận Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất giấy, công ty CP An Bình, Bình Dương công suất: 1000 m3/ngày.đêm

Nội dung text: Khóa luận Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất giấy, công ty CP An Bình, Bình Dương công suất: 1000 m3/ngày.đêm

1. BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA MÔI TRƯỜNG – TÀI NGUYÊN VÀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU  KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY SẢN XUẤT GIẤY, CÔNG TY CP AN BÌNH, BÌNH DƯƠNG CÔNG SUẤT: 1000 M3/NGÀY.ĐÊM Sinh Viên Thực Hiện: VÕ THỊ THUỶ 2009160213 07DHMT1 TRỊNH THỊ ANH THƯ 2009160210 07DHMT1 Giáo Viên Hướng Dẫn: ThS. NGUYỄN ĐỨC ĐẠT ĐỨC Thành Phố Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2020
2. BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA MÔI TRƯỜNG – TÀI NGUYÊN VÀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU  KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY SẢN XUẤT GIẤY, CÔNG TY CP AN BÌNH, BÌNH DƯƠNG CÔNG SUẤT: 1000 M3/NGÀY.ĐÊM Sinh Viên Thực Hiện: VÕ THỊ THUỶ 2009160213 07DHMT1 TRỊNH THỊ ANH THƯ 2009160210 07DHMT1 Ngành: Kỹ thuật Môi trường Mã số: 0930
3. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM THỰC PHẨM TP.HCM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc. KHOA: MT-TN&BĐKH PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TP.HCM, ngày tháng năm 20 Giáo viên hướng dẫn (Ký và ghi rõ họ tên) i
4. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM THỰC PHẨM TP.HCM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc. KHOA: MT-TN&BĐKH PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN TP.HCM, ngày tháng năm 20 Giáo viên phản biện (Ký và ghi rõ họ tên) ii
5. LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đồ án môn học, chúng em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến quý thầy cô trong trường đã truyền đạt, bồi dưỡng kiến thức, phương pháp học tập cho chúng em trong suốt thời gian ngồi trên giảng đường đại học. Chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến quý thầy cô trong Khoa Môi trường – Tài nguyên và Biến đổi khí hậu đã truyền đạt kiến thức chuyên môn và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho chúng em học tập, nghiên cứu. Chúng em cũng xin kính gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy ThS. Nguyễn Đức Đạt Đức đã tận tình giúp đỡ, động viên, hướng dẫn chúng em hoàn thành đồ án môn học. Cuối cùng, chúng em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè đã tạo mọi điều kiện thuận lợi, giúp đỡ, hỏi thăm, động viên chúng em trong thời gian qua. Chúng em xin chân thành cảm ơn! TP. HCM, ngày tháng năm 2020 Sinh viên thực hiện Võ Thị Thủy Trịnh Thị Anh Thư iii
6. MỤC LỤC PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN i PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ii LỜI CẢM ƠN iii MỤC LỤC iv DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ix DANH MỤC CÁC BẢNG x DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ xii MỞ ĐẦU 1 1. ĐẶT VẤN ĐỀ 1 2. MỤC TIÊU ĐỒ ÁN 1 3. PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 2 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG 2 1.1.1. Vị trí địa lý 2 1.1.2. Quy mô dự án 3 1.2. TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI GIẤY 3 1.2.1. Công nghệ sản xuất ngành giấy 3 1.2.2. Đặc tính nước thải giấy. 6 1.2.3. Tác động quá trình sản xuất nước thải từ quá trình sản xuất giấy đến môi trường 7 1.3. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI GIẤY 8 1.3.1. Công nghệ xử lý cơ học 8 1.3.2. Công nghệ xử lý hóa lý 10 1.3.3. Công nghệ xử lý sinh học 11 1.3.4. Xử lý bùn thải 13 1.3.5. Một số công nghệ xử lý nước thải giấy 13 CHƯƠNG 2: KHẢO SÁT NGUỒN THẢI VÀ CHỌN LỰA CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 18 iv
7. 2.1. CÔNG TÁC KHẢO SÁT THỰC ĐỊA 18 2.1.1. Đặc tính nước thải từ quá trình sản xuất giấy 18 2.2. LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 22 2.2.1. Cơ sở lựa chọn công nghệ 22 2.2.2. Đề xuất công nghệ xử lý 24 2.2.3. Tính toán hiệu quả xử lý 26 2.2.4. Ưu và nhược điểm của công nghệ xử lý 28 CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 28 3.1. SONG CHẮN RÁC THÔ 28 3.1.1. Nhiệm vụ 28 3.1.2. Tính toán thông số song chắn rác thô 29 3.2. HỐ THU GOM 32 3.2.1. Nhiệm vụ 32 3.2.2. Tính toán thông số hố thu gom 32 3.3. SONG CHẮN RÁC TINH 34 3.3.1. Nhiệm vụ 34 3.3.2. Ứng dụng 35 3.3.3. Tính toán thông số song chắn rác tinh 35 3.4. BỂ ĐIỀU HÒA 37 3.4.1. Nhiệm vụ 37 3.4.2. Tính toán thông số bể điều hòa 37 3.5. BỂ KEO TỤ - TẠO BÔNG 38 3.5.1. Nhiệm vụ 38 3.5.2. Tính toán thông số bể keo tụ tạo bông 39 3.6. BỂ LẮNG I 50 3.6.1. Nhiệm vụ 50 3.6.2. Tính toán thông số bể lắng I 50 3.7. BỂ AEROTANK 56 v
8. 3.7.1. Nhiệm vụ 56 3.7.2. Tính toán thông số bể Aerotank 56 3.8. BỂ LẮNG II 62 3.8.1. Nhiệm vụ 62 3.8.2. Tính toán thông số bể lắng 62 3.9. BỂ KHỬ TRÙNG 69 3.9.1. Nhiệm vụ 69 3.9.2. Tính toán thông số bể khử trùng 69 3.10. BỂ CHỨA BÙN 71 3.10.1. Nhiệm vụ bể chứa bùn 71 3.10.2. Tính toán thông số bể chứa bùn 71 3.11. BỂ NÉN BÙN 72 3.11.1. Nhiệm vụ 72 3.11.2. Tính toán thông số bể nén bùn 72 3.12. MÁY ÉP BÙN 76 3.12.1. Nhiệm vụ 76 3.12.2. Tính toán thông số máy ép bùn 77 CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG ỐNG, THIẾT BỊ 79 4.1. TÍNH TOÁN ĐƯỜNG ỐNG NƯỚC 79 4.1.1. Đường ống hố thu gom sang bể điều hòa 79 4.1.2. Đường ống bể điều hòa sang bể keo tụ tạo bông 80 4.1.3. Đường ống bể keo tụ - tạo bông sang bể láng I 80 4.1.4. Đường ống bể lắng I sang bể Aerotank 81 4.1.5. Đường ống bể Aerotank sang bể lắng II 81 4.1.6. Đường ổng bể lắng II sang bể khử trùng 82 4.1.7. Đường ổng bể khử trùng 83 4.1.8. Đường ống bể nén bùn và máy ép bùn về hố thu gom 83 4.2. TÍNH TOÁN ĐƯỜNG ỐNG BÙN 84 vi
9. 4.2.1. Đường ống dẫn bùn thải từ bể lắng I sang bể chứa bùn 84 4.2.2. Đường ống dẫn bùn thải từ bể lắng II sang bể chứa bùn 84 4.2.3. Đường ống dẫn bùn từ bể lắng II tuần hoàn về bể aerotank 85 4.2.4. Đường ống bùn từ bể chứa bùn sang bể nén bùn 85 4.2.5. Đường ống bùn từ bể nén bùn sang máy ép 86 4.3. TÍNH TOÁN ĐƯỜNG ỐNG KHÍ 86 4.3.1. Đường ống khí bể điều hòa 86 4.3.2. Đường ống khí bể Aerotank 88 4.4. TÍNH TOÁN BƠM 89 4.4.1. Bơm ở hố thu gom 89 4.4.2. Bơm ở bể điều hòa 91 4.4.3. Bơm ở bể keo tụ tạo bông 91 4.4.4. Bơm ở bể lắng I 92 4.4.5. Bơm ở bể lắng II 93 4.4.6. Bơm ở bể khử trùng 94 4.4.7. Bơm ở bể chứa bùn 94 4.4.8. Bơm ở bể nén bùn 95 4.5. TÍNH TOÁN ĐĨA THỔI KHÍ 96 4.5.1. Đĩa thổi khí bể điều hòa 96 4.5.2. Đĩa khí trong bể aerotank 97 4.6. TÍNH TOÁN MÁY THỔI KHÍ 99 4.6.1. Tính toán máy thổi khí trong bể điều hòa 99 4.6.2. Tính toán máy thổi khí trong bể Aerotank 100 4.7. TÍNH TOÁN HỆ THỐNG CHÂM HÓA CHẤT 101 4.7.1. Lượng hóa chất chỉnh pH 101 4.7.2. Lượng hóa chất cần châm vào bể keo tụ tạo bông 102 4.7.3. Lượng hóa chất cần châm cho bể aerotank 104 4.7.4. Lượng hóa chất cần châm cho bể khử trùng 105 vii
10. CHƯƠNG 5: DỰ TOÁN KINH PHÍ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 107 5.1. DỰ TOÁN CHI PHÍ XÂY DỰNG 107 5.2. DỰ TOÁN CHI PHÍ THIẾT BỊ 108 5.3. DỰ TOÁN CHI PHÍ CÁC KHOẢN KHÁC 112 5.1.1. Chi phí hóa chất 112 5.1.2. Chi phí nhân công 113 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 114 6.1. KẾT LUẬN 114 6.2. KIẾN NGHỊ 114 TÀI LIỆU THAM KHẢO 115 PHỤ LỤC : CÁC BẢN VẼ CÔNG TRÌNH 116 viii
11. DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT BOD Nhu cầu oxy sinh học BOD 5 Nhu cầu oxy sinh học với thời gian 5 ngày BTNMT Bộ Tài nguyên môi trường COD Nhu cầu oxy hóa học GVHD Giáo viên hướng dẫn QCVN Quy chuẩn Việt Nam CNGVN Công nghiệp giấy Vệt Nam Ngđ Ngày đêm KTTB Keo tụ tạo bông ix
12. DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2. 1 Thông số đầu vào 19 Bảng 2. 2 Bảng tính kết quả của QCVN 20 Bảng 2. 3 Lưu lượng cho nước thải 20 Bảng 2. 4 Lưu lượng cho nước thải 21 Bảng 2. 5 Thông số nước thải 22 Bảng 2. 6 Tính toán hiệu quả xử lý 26 Bảng 3. 1 Thông số kỹ thuật của song chắn rác dạng YF – 600F công ty DEWATERING Enterprise 29 Bảng 3. 2 Thông số thiết kế song chắc rác thô 31 Bảng 3. 3 Thông số thiết kế hố thu gom 34 Bảng 3. 4 Thông số kỹ thuật thiết bị song chắn rác tinh 35 Bảng 3. 5 Thông số thiết kế bể điều hòa 38 Bảng 3. 6 Các giá trị cho khuấy nhanh [9] 40 Bảng 3. 7 Thông số thiết kế bể trộn 41 Bảng 3. 8 Giá trị Cd của cánh khuấy 43 Bảng 3. 9 Thông số thiết kế bể keo tụ - tạo bông 49 Bảng 3. 10 Thông số thiết kế bể lắng 55 Bảng 3. 11 Thiết kế các thông số bể Aerotank 61 Bảng 3. 12 Thông số thiết kế bể lắng 68 Bảng 3. 13 Thông số thiết kế bể khử trùng 71 Bảng 3. 14 Thông số thiết kế bể chứa bùn 72 Bảng 3. 15 Thông số thiết kế bể nén bùn 76 Bảng 3. 16 Thông số kĩ thuật máy ép bùn Chi - Sun 78 Bảng 4. 1 Catalog ống PVC Nhựa Bình Minh 79 x
13. Bảng 4. 2 Catalog ống Thép Hòa Phát 87 Bảng 4. 3 Thông số kỹ thuật bơm Tsurumi C – series 90 Bảng 4. 4 Catalog thiết bị bơm Tsurumi NK – series 92 Bảng 4. 5 Catalog thiết bị bơm Ebara CDA 95 Bảng 4. 6 Thông số kỹ thuật của máy thổi khí Tsurumi RSR-100 99 Bảng 4. 7 Máy thổi khí Tsurumi RSR2-125WKS 101 Bảng 4. 8 Catalog bơm định lượng nhãn hiệu NIKKISO AH Series AH 102 Bảng 5. 1 Dự toán chi phí tính toán 107 Bảng 5. 2 Dự toán chi phí thiết bị 108 xi
14. DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1. 1 Vị trí công ty cổ phần An Bình 3 Hình 1. 2 Sơ đồ quy trình sản xuất giấy tái chế 4 Hình 1. 3 Thiết bị song chắn rác 9 Hình 1. 4 Bể điều hòa 10 Hình 1. 5 Hệ thống xử lý nước thải với công nghệ sinh học hiếu khí 14 Hình 1. 6 Hệ thống xử lý nước thải với công nghệ AO 16 Hình 2. 1 Nhà máy xuất giấy An Bình Bình Dương 18 Hình 2. 2 Sơ đồ công nghệ 24 Hình 3. 1 Thiết bị song chắn rác 29 Hình 3. 2 Bản vẽ chi tiết của song chắn rác thô 30 Hình 3. 3 Thiết bị song chắn rác tinh hãng DEWATERING Enterprise 35 Hình 3. 4 Bản vẽ chi tiết của song chắn rác tinh 36 Hình 3. 5 Bể điều hòa 38 Hình 3. 6 Bể trộn – keo tụ tạo bông 49 Hình 3. 7 Bể lắng I 55 Hình 3. 8 Sơ đồ hoạt động của bể Aerotank 60 Hình 3. 9 Bể khử trùng 70 Hình 3. 10 Bể chứa bùn 72 Hình 3. 11 Bể nén bùn 76 Hình 4. 1 Bản vẽ chi tiết và đường đặc tuyến của bơm Tsurumi C – series 90 Hình 4. 2 Đĩa thổi khí thô EDI Permacap Medium 3/4" 96 Hình 4. 3 Đĩa phân phối khí SSI – USA 98 xii
15. MỞ ĐẦU 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Ngành giấy có vị trí quan trọng trong nền kinh tế Việt Nam với tốc độc tăng trưởng cao. Đây là ngành đã và đang chiếm ưu thế với nhiều sản phẩm đáp ứng nhu cầu trong cuộc sống của con người như giấy ăn, giấy tập, giấy thùng, giấy vệ sinh Mức độ sử dụng giấy bình quân đầu người là 51kg/người và theo VPPA trong 5 – 10 năm tới, nhu cầu giấy sẽ tăng thêm 15 – 18 %/năm. Mật độ dân số ngày một tăng nhanh dẫn đến nhu cầu sử dụng giấy cao. Hiện nay cả nước có hơn 500 nhà máy sản xuất giấy với nhiều công suất lớn nhỏ khác nhau và trong tương lai sẽ có thêm nhiều nhà máy để cung cấp đủ lượng giấy cho tiêu dùng, với mức độ tăng trưởng cao đồng nghĩa với việc nước thải từ các nhà máy sản xuất càng nhiều. Lượng nước thải từ quá trình sản xuất giấy nếu không xử lý kịp thời sẽ tác động xấu đến môi trường xung quanh như gây ô nhiễm nước mặt, nước ngầm, sinh thái nước, gây bốc mùi ảnh hưởng không khí, cảnh quan và có nguy cơ dịch bệnh phát tán. Do đó, việc xây dựng hệ thống xử lý nước thải sản xuất giấy là một việc quan trọng đối với con người nói riêng và môi trường nói chung trong thời đại phát triển ngày nay. 2. MỤC TIÊU ĐỒ ÁN “Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất giấy công suất 1000 3 m /ngày” đạt tiêu chuẩn xả thải cột B1, QCVN 12MT:2015/BTNMT đối với nguồn tiếp nhận là Sông Sài Gòn 3. PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ Phương pháp thu thập số liệu: thu tập tài liệu, tìm hiểu về thành phần, tính chất của nước thải giấy. Phương pháp tính toán: sử dụng các công thức để tính toán các công trình đơn vị của hệ thống xử lý nước thải, chi phí xây dựng và vận hành hệ thống. Phương pháp đồ họa: dùng phần mềm Revit để mô tả kiến trúc hệ thống xử lý nước thải. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP – SVTH: Trịnh Thị Anh Thư, Võ Thị Thủy 1
16. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG 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 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 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. Công ty sản xuất giấy An Bình được thành lập năm 1992, lúc này An Bình là một cơ sở kinh doanh nhỏ, khởi sự sản xuất mặt hàng bột giấy từ nguyên liệu tre, nứa nhằm cung cấp cho các hà máy quốc doanh trong nước. Sau đó tiếp tục sản xuất giấy và bao bì carton với doanh thu năm đầu tiên 5 tỷ đồng. Mặt hàng bột giấy do sử dụng hóa chất đã ảnh hưởng đến môi trường và gây khó khăn trong khâu xử lý nước thải, đồng thời nguồn nguyên liệu tre, nứa ngày càng cạn kiệt và chủ trương của chính phủ hạn chế nạn phá rừng, cho nên mỗi năm công ty thu hẹp dần sản lượng, đến năm 2000 chấm dứt hoạt động của phân xưởng này. Hiện nay hoạt động sản xuất kinh doanh chính của công ty tập trung vào 2 mặt hàng chủ yếu: sản xuất giấy bao bì các loại từ nguyên liệu giấy thu hồi và bao bì carton. 1.1.1. Vị trí địa lý Công ty tọa lạc trên đường 27/5A Kha Vạn Cân, ấp Bình Đường, xã An Bình, huyện Dĩ An, tỉnh Bình Dương, với diện tích 14.926 m2. Công ty An Bình nằm trong đầu mối giao thông quan trọng của khu vực kinh tế trọng điểm phía Nam, có vị trí thuận lợi, cách trung tâm TP. Hồ Chí Minh 16 km. Công Ty An Bình tiếp giáp với vị trí: phía Đông giáp với đất nhà dân, phía Tây giáp với nhà dân và một phần nghĩa trang, phía Nam giáp với nhà dân và công ty thủy sản Incomfish, phía Bắc là cổng trước của công ty và giáp nghĩa trang Trà Vinh. Và công ty An Bình cách sông Sài Gòn 3.2 km về phía Tây (Vị trí Nhà máy hình 1.1 [1] ). KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP – SVTH: Trịnh Thị Anh Thư, Võ Thị Thủy 2
17. Hình 1. 1 Vị trí công ty cổ phần An Bình 1.1.2. Quy mô dự án Công ty cổ phần An Bình sản phẩm được sử dụng chủ yếu là nguồn nguyên liệu thu hồi, sản lượng sản xuất hằng năm là 30000 tấn/năm với các mặt hàng: giấy, giấy bao bì, thùng carton. Công ty cổ phần An Bình có mối quan hệ kinh doanh với hơn 100 công ty trong nước và ngoài nước. Và hiện tại công ty An Bình lớn thứ 3 tại Việt Nam với công suất 70000 tấn/năm doanh thu đạt 612 tỷ. 1.2. TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI GIẤY 1.2.1. Công nghệ sản xuất ngành giấy Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất giấy tái chế KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP – SVTH: Trịnh Thị Anh Thư, Võ Thị Thủy 3
18. Thu gom, chuyên chở Tái tạo bột giấy và sàng Tẩy sạch Tẩy mực Nghiền, tẩy màu và làm trắng Xeo giấy Hình 1. 2 Sơ đồ quy trình sản xuất giấy tái chế Quy trình sản xuất: Quy trình sản xuất được chia thành sáu công đoạn sau: Thu gom, chuyên chở: Giấy thải được thu gom và đóng thành từng bành, lèn chặt và được chở tới nhà máy. Công nhân sẽ dùng xe nâng để đưa giấy thu hồi từ kho bãi đến nhập vào băng chuyền. Tái tạo bột giấy và sàng: Giấy được băng chuyền đưa tới một bể chứa lớn gọi là bể đánh bột, có chứa nước và hóa chất. Bể đánh bột sẽ cắt giấy thu hồi thành những mảnh nhỏ. Việc đun nóng hỗn hợp sẽ khiến giấy mau chóng bị cắt nát thành những sợi cellulose (loại vật liệu cấu thành thực vật) gọi là xơ sợi. Giấy cũ đươc thu hồi sẽ bị đánh tơi, trở thành một hỗn hợp quánh dẻo gọi là bột. Bột được đẩy tới những chiếc sàng có những lỗ và rãnh đủ hình dạng và kích thước, ở đó những mẩu tạp chất nhỏ như nylong hay băng keo sẽ bị giữ lại. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP – SVTH: Trịnh Thị Anh Thư, Võ Thị Thủy 4
19. Tẩy sạch : Bột sẽ được làm sạch trong những ống hình nón nhờ chuyển động lắc, các tạp chất nặng như kim kẹp, đinh ghim sẽ bị đánh văng khỏi nón và rơi xuống đáy ống. Tạp chất nhẹ bị gom vào giữa nón và sẽ đươc loại ra. Quá trình này có tên là nghiền Tẩy mực: Trước khi tẩy mực, thường có quá trình loại bỏ băng dính bao gồm keo dán và băng keo. Những phần tử mực in nhỏ sẽ được xả bỏ đi theo nước trong quá trình có tên là xả nước. Những phần tử lớn hơn và băng dính các loại sẽ được đưa đi cùng các bong bong khí trong một quá trình có tên là tuyển nổi. Trong quá trình tẩy mực tuyển nổi, bột được trữ trong những bồn lớn gọi là bộ tuyển nổi, ở đó không khí và những hóa chất giống như xà bông gọi là chất hoạt động bề mặt được sục vào trong bột. Chất hoạt động bề mặt sẽ tách mực in và băng dính ra khỏi bột, đẩy chúng lên bề mặt hỗn hợp nhờ các bọt khí. Những bong bóng khí chứa mực in tạo thành lớp bọt hay lớp tăm sủi bên trên và sẽ được loại đi, để lại một lượng bột sạch bên dưới. Nghiền, tẩy màu và làm trắng: Trong quá trình nghiền, bột sẽ được nhồi đập để làm cho xơ sợi được bong lên, trở nên lý tưởng cho việc xeo giấy. Nếu trong bột có nhiều bó xơ sợi lớn, quá trình nghiền sẽ phân tách chúng cho tơi và tách biệt nhau. Nếu trong giấy loại có màu thì hóa chất tẩy màu sẽ giúp loại bỏ chúng. Sau đó, nếu cần sản xuất giấy trắng thì bột sẽ phải được tẩy trắng với hydrogen peroxide, chlorine dioxide hay oxygen để trở nên trắng và sáng hơn. Việc sản xuất giấy màu nâu để dùng trong công nghiệp (như giấy carton làm thùng, hộp) thì không cần có công đọan tẩy trắng này. Xeo giấy: Đến đây thì ta đã có được loại bột sẵn sàng cho quá trình xeo giấy. Loại xớ sợi đã qua tái chế có thể được sử dụng riêng mình nó, hoặc được trộn chung với những xơ sợi từ gỗ (gọi là xơ sợi nguyên sinh) để tăng độ mịn họăc độ bền chắc. Bột được đem trộn với nước và hóa chất để đạt tới hỗn hợp 99.5 % nước. Hỗn hợp bột- nước này đi vào một thùng kim loại thật lớn được đặt ở vị trí bắt đầu của máy xeo giấy – gọi là thùng đầu; rồi sẽ được phun liên tục lên một giàn lưới chuyển động rất nhanh qua máy xeo. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP – SVTH: Trịnh Thị Anh Thư, Võ Thị Thủy 5
20. Trên giàn lưới đó, nước sẽ bắt đầu thóat ra khỏi bột, và các xơ sợi tái chế sẽ mau chóng quánh lại, tạo thành một tờ giấy ướt sũng nước. Tờ giấy này sẽ di chuyển thật nhanh qua một loạt những trục ép có bọc bạt (hay còn gọi là chăn/mền) giúp vắt nước ra được nhiều hơn. Tờ giấy ướt khi nãy - bây giờ trông đã giống tờ giấy bình thường hơn – sẽ được cho qua một lọat những trục lăn bằng kim loại đã được sấy nóng để làm tờ giấy khô đi. Nếu muốn tráng phủ gì đó lên giấy thì hỗn hợp tráng phủ sẽ được đưa vào cuối chu trình, hoặc trong một quy trình khác sau khi giấy đã được xeo (được làm) xong. Việc tráng phủ là nhằm mục đích để cho tờ giấy có bề mặt bóng mịn, dễ in. Sau cùng, tờ giấy thành phẩm sẽ được cuộn vào một trục lăn thật lớn và rời khỏi máy xeo. Trục cuốn này có thể rộng tới 9 – 10 m và nặng gần 20 tấn. Cuộn giấy thành phẩm có thể được cắt ra thành những cuộn nhỏ hơn hoặc thành nhiều tờ, để chở tới những nhà máy mà ở đó chúng sẽ được in ấn, hoặc được gia công thành các sản phẩm như phong bì, túi giấy hay thùng hộp 1.2.2. Đặc tính nước thải giấy. Thành phần: Xử lý nước thải cho nhà máy sản xuất giấy tái chế cũng chính là xử lý nước thải công nghiệp, bao gồm hai loại nước thải: Nước thải sinh hoạt phát sinh từ hoạt động ăn uống, vệ sinh của công nhân viên trong nhà máy. Nước thải này có nồng độ BOD, Nito, Phospho cao, ngoài ra một thành phần đáng quan tâm nữa trong nước thải sinh hoạt là vi sinh vật và vi khuẩn gây bệnh. Nước thải phát sinh từ hoạt động sản xuất như nước phát sinh từ quá trình tẩy mực, tẩy sạch, nước thải từ vệ sinh máy móc thiết bị, nước thải từ quá trình xeo giấy. Tính chất: Nước thải từ nhà máy sản xuất giấy tái chế đặc trưng bởi độ màu từ mực in, các chất lơ lửng, huyền phù. Ngoài ra nước thải này còn chứa hàm lượng chất hữu cơ cao, chủ yếu là các chất hữu cơ khó phân hủy và nồng độ chất dinh dưỡng (N, P) thấp. Dòng thải từ công đoạn tẩy bằng phương pháp hóa học và bán hóa chứa các chất hữu cơ, lignin hòa tan và hợp chất tạo thành của những chất đó với chất tẩy ở dạng độc hại. Dòng này có giá trị BOD 5 và COD cao. (Thông số nước thải giấy của các công ty khác bảng 1.1 [2]). KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP – SVTH: Trịnh Thị Anh Thư, Võ Thị Thủy 6
21. Bảng 1. 1 Thông số nước thải ngành sản xuất giấy ở nước ngoài và nước ta Nguyên liệu là giấy thải Chỉ tiêu Đơn vị San phẩm giấy vệ Sản phẩm giấy sinh bao bì pH * 6.8 – 7.4 6.4 – 7.4 Màu Pt*Co 1000 – 4000 1058 – 9550 Nhiệt độ 0C 28 – 30 28 – 30 SS mg/l 454 – 6082 431 – 4130 COD mgO 2/l 868 – 2128 741 – 4130 BOD mgO 2/l 475 – 1075 520 – 3085 Ntổng mg/l 0.0 – 3.6 0.7 – 0.4 Ptổng mg/l * * 2- SO 4 mg/l * * 1.2.3. Tác động quá trình sản xuất nước thải từ quá trình sản xuất giấy đến môi trường Các chất hữu cơ: Các chất hữu cơ chứa trong nước thải sản xuất giấy chủ yếu như lignin, cacbonhydrat và phức của chúng. Khi xả vào nguồn nước sẽ ảnh hưởng có hại đến nguồn lợi thuỷ sản, vì khi bị phân huỷ các chất này sẽ làm giảm oxy hoà tan trong nước, dẫn đến chết tôm cá, làm hại môi trường sinh thái nước. Oxy hòa tan giảm không chỉ gây suy thoái tài nguyên thủy sản mà còn làm giảm khả năng tự làm sạch của nguồn nước dẫn đến giảm lượng nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP – SVTH: Trịnh Thị Anh Thư, Võ Thị Thủy 7
22. Môi trường không khí: Các chất thải ở dạng lỏng chứa lưu huỳnh, đồng thời thải ra khí SO 2, H 2S, các mercaptan, các sunfua Để tẩy trắng 1 tấn bột giấy cần tới 100 kg Clo và các hợp chất của nó (trong đó khoáng 50 % là Clo phân tử), khi thải ra môi trường ảnh hưởng xấu đến bầu không khí. Vi sinh vật gây bệnh: Nhiều vi sinh vật gây bệnh có mặt trong nước có thể truyền hay gây bệnh cho người. Các sinh vật này là vi khuẩn, virus, động vật đơn bào, giun sán lây truyền các bệnh thương hàn, đường ruột. Ngoài ra nước thải lưu một thời gian dài trong không khí, sẽ gây tình trạng phân hủy kị khí, gây mùi hôi thối, ảnh hưởng đến cảnh quan môi trường. Chất rắn lơ lửng: Các chất rắn lơ lửng làm cho nước đục hoặc có màu, nó hạn chế độ sâu tầng nước được ánh sáng chiếu xuống, gây ảnh hưởng tới quá trình quang hợp của tảo, rong rêu Là tác nhân gây ảnh hưởng đến tài nguyên thủy sinh đồng thời gây hại về mặt cảm quan (tăng độ đục nguồn nước) và gây bồi lắng lòng sông, cản trở sự lưu thông nước và tàu bè. 1.3. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI GIẤY 1.3.1. Công nghệ xử lý cơ học Thường được áp dụng ở 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 quá trình xử lý tiếp theo. Tùy vào kích thước, tính chất hóa lý, hàm lượng cặn lơ lửng, lưu lượng nước thải và mức độ làm sạch mà ta sử dụng một trong các quá 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 nhánh cây, gỗ, nhựa, lá cây, giẻ rách, dầu mỡ, ra khỏi nước thải. Loại bỏ cặn nặng như sỏi, thủy tinh, cát, Điều hòa lưu lường và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải. Nâng cao chất lượng và hiệu quả của các bước xử lý tiếp theo [3]. Song 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 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP – SVTH: Trịnh Thị Anh Thư, Võ Thị Thủy 8
23. công trình và thiết bị xử lý nước thải hoặc ổn định. Song và lưới chắn rác được cấu tạo bằng các thanh song song, các tấm lưới đan bằng thép hoặc tấm thép có đục lỗ, tùy theo kích cỡ các mắt lưới hay khoảng cách giữa các thanh mà ta phân biệt loại chắn rác thô trung bình hay rác tinh. Hình 1. 3 Thiết bị song chắn rác Bể điều hòa Là đơn vị dùng để khắc phục các vấn đề phát sinh do sự biến động về lưu lượng và tải lượng của dòng vào, đảm bảo hiệu quả của các công trình xử lý phía sau, đảm bảo đầu ra sau xử lý, giảm chi phí và kích thước của các thiết bị sau này. Bể điều hòa hình 1.4 [11]. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP – SVTH: Trịnh Thị Anh Thư, Võ Thị Thủy 9
24. Hình 1. 4 Bể điều hòa Bể lắng Lắng là phương pháp đơn giản nhất để loại bỏ các tạp chất ở dạng huyền phù thô ra khỏi nước. Sự lắng của các hạt xảy ra dưới tác dụng của trọng lực. Căn cứ vào chiều dòng chảy của nước trong bể, bể lắng được chia thành các bể: bể lắng ngang, bể lắng đứng, bể lắng tiếp tuyến. Dựa vào chức năng và vị trí có thể chia bể lắng thành các loại: Bể lắng đợt 1: Được đặt trước công trình xử lý sinh học, dùng để tách các chất rắn hữu cơ, các chất rắn lơ lửng không hòa tan. Bể lắng đợt 2: Được đặt sau công trình xử lý sinh học, dùng để tách bùn sinh học ra khỏi nước thải, làm cho nước trong trước khi thải ra nguồn tiếp nhận. 1.3.2. Công nghệ xử lý hóa lý Phương pháp xử lý hóa học thường dùng trong hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt gồm có: trung hòa, oxy hóa khử, tạo kết tủa hoặc phản ứng phân hủy các hợp chất độc hại. Cơ sở của phương pháp xử lý này là các phản ứng hóa học diễn ra giữa chất ô nhiễm và hóa chất thêm vào. Do đó, ưu điểm của phương pháp là có hiệu quả xử lý cao, thường được sử dụng trong các hệ thống nước khép kín. Tuy nhiên, phương pháp hóa học có nhược điểm là chi phí vận hành cao, không thích hợp cho các hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt với quy mô lớn. Bản chất của phương pháp hóa lý trong quá trình xử lý nước thải sinh hoạt là áp KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP – SVTH: Trịnh Thị Anh Thư, Võ Thị Thủy 10
25. dụng các quá trình vật lý và hóa học để đưa vào nước thải chất phản ứng nào đó để gây tác động với các tạp chất bẩn, biến đổi hóa học, tạo thành các chất khác dưới dạng cặn hoặc chất hòa tan nhưng không độc hại hoặc gây ô nhiễm môi trường. Trung hòa Nước thải chứa các acid vô cơ hoặc kiềm cần được trung hòa đưa pH về khoảng 6.5 – 8.5 trước khi thải vào nguồn nước hay sử dụng cho công nghệ xử lý tiếp theo. Các phương pháp trung hòa bao gồm: Trung hòa lẫn nhau giữa nước thải chứa acid và nước thải chứa kiềm. Trung hòa dịch thải có tính acid, dùng các loại chất kiềm như: NaOH, KOH, NaCO 3, NH 4OH, hoặc lọc qua các vật liệu trung hòa như CaCO 3, dolomit, Đối với dịch thải có tính kiềm thì trung hòa bởi acid hoặc khí acid. Để lựa chọn tác chất thực hiện phản ứng trung hòa tùy thuộc vào thể tích và nồng độ của nước thải, chế độ nước thải, khả năng sẵn có và giá thành của tác nhân hóa học. Trong quá trình trung hòa, một lượng bùn cặn được tạo thành. Lượng bùn này phụ thuộc vào nồng độ và thành phần của nước thải cũng như loại và lượng các tác nhân sử dụng cho quá trình. Oxy hóa khử Đa số các chất vô cơ không thể xử lý bằng phương pháp sinh hóa được, trừ các trường hợp các kim loại nặng như: Cu, Zn, Pb, Co, Fe, Mn, Cr, bị hấp phụ vào bùn hoạt tính. Nhiều kim loại như: Hg, As, là những chất độc, có khả năng gây hại đến sinh vật nên được xử lý bằng phương pháp oxy hóa khử. Có thể dùng các tác nhân oxy hóa như Cl 2, H2O2, O2 không khí, O3 hoặc pirozulite (MnO 2). Dưới tác dụng oxy hóa, các chất ô nhiễm độc hại sẽ chuyển hóa thành những chất ít độc hại hơn và được loại ra khỏi nước thải. 1.3.3. Công nghệ xử lý sinh học Công nghệ xử lý sinh học: Bản chất của phương pháp sinh học trong quá trình xử lý nước thải sinh hoạt là sử dụng khả năng sống và hoạt động của các vi sinh vật có ích để phân hủy các chất hữu cơ và các thành phần ô nhiễm trong nước thải. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP – SVTH: Trịnh Thị Anh Thư, Võ Thị Thủy 11
26. Các công trình tương thích của quá trình xử lý sinh học hiếu như: bể Aerotank bùn hoạt tính (vi sinh vật lơ lửng), bể thổi khí sinh học tiếp xúc (vi sinh vật dính bám), bể lọc sinh học, tháp lọc sinh học, bể sinh học tiếp xúc quay. Bể phản ứng sinh học hiếu khí – Aerotank: Aerotank hoạt động dựa trên các chủng vi sinh vật có khả năng oxi hóa và khoáng hóa các chất hữu cơ có trong nước thải, trong bể Aerotank xảy ra 2 quá trình cơ bản: quá trình tăng sinh khối của VSV, quá trình hoạt động của enzym hay quá trình phân giải vật chất hữu cơ trong nước thải Đĩa quay sinh học RBC (Rotating biological contactors): Đĩa quay sinh học gồm hàng loạt các đĩa tròn, phẳng được làm bằng polyvinylclorit hoặc polystyren được lắp trên một trục. Các đĩa này được đặt ngập vào nước một phần (khoảng 30 – 40 % theo đường kính) và quay chậm khi làm việc. Khi quay màng sinh học tiếp xúc với chất hữu cơ trong nước thải và sau đó tiếp xúc với oxi sau khi ra khỏi nước thải, đĩa quay được nhờ moteur hay sức gió. Nhờ quay liên tục mà chất hữu cơ vừa tiếp xúc với không khí vừa tiếp xúc với chất hữu cơ trong nước thải vì vậy chất hữu cơ được phân hủy nhanh. Bể sinh học theo mẻ SBR (Sequence Batch Reactor): SBR là một dạng của bể Aerotank. Khi xây dựng bể SBR nước thải chỉ cần đi qua song chắn, bể lắng cát và tách dầu mỡ nếu cần, rồi nạp thẳng vào bể. Ưu điểm là khử được các hợp chất chứa nitơ, photpho khi vận hành đúng các quy trình hiếu khí, thiếu khí và yếm khí. Bể SBR hoạt động theo 5 pha: Pha làm đầy, Pha phản ứng, thổi khí, Pha lắng, Pha rút nước, Pha chờ. Lọc sinh học – Biofilter: Là công trình được thiết kế nhằm mục đích phân hủy các vật chất hữu cơ có trong nước thải nhờ quá trình ôxy hóa diễn ra trên bề mặt vật liệu tiếp xúc. Trong bể chứa đầy vật liệu tiếp xúc, là giá thể cho vi sinh vật sống bám. Có 2 dạng: Bể lọc sinh học nhỏ giọt: là bể lọc sinh học có vật liệu lọc không ngập trong nước. Giá trị BOD của nước thải sau khi làm sạch đạt tới 10 – 15 mg/l với lưu lượng nước thải không quá 1000 m 3/ngđ. Bể lọc sinh học cao tải: lớp vật liệu lọc được đặt ngập trong nước. Tải trọng nước tới 10 - 30 m 3/m 2ngđ tức là gấp 10 - 30 lần ở bể lọc nhỏ giọt. Tháp lọc sinh học cũng có thể được xem như là một bể lọc sinh học nhưng có chiều cao khá lớn. Quá trình xử lý sinh học bằng phương pháp kị khí: Quá trình phân hủy kị khí chất bẩn là quá trình diễn ra hàng loạt các phản ứng sinh hóa phức tạp được thể hiện qua KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP – SVTH: Trịnh Thị Anh Thư, Võ Thị Thủy 12
27. các giai đoạn: giai đoạn thủy phân, giai đoạn acid hóa, giai đoạn acetate hóa, giai đoạn methane hóa. 1.3.4. Xử lý bùn thải Phương pháp nén bùn: quá trình nén bùn làm đặc bùn có thể thực hiện bằng lắng trọng lực, thiết bị có tên là thiết bị nén đặc bùn (thickener). Phương pháp này ứng dụng tối ưu quá trình lý học nghĩa là nén ly tâm và nén trọng lực một cách hiệu quả. Phương pháp sinh học: quá trình ổn định bùn nhằm phân hủy sinh học kỵ khí và hiếu khí các chất hữu cơ thành CO 2, CH 4 và H 2O, giảm vấn đề mùi hoặc loại trừ sự thối rửa của bùn. Quá trình này cũng có tác dụng giảm số lượng vi khuẩn gây bệnh và giảm thể tích bùn cặn. Phương pháp tách nước: quá trình tách nước nhằm giảm độ ẩm của bùn và thường sự dụng phương pháp lọc chân không, sân phơi cát, máy ép băng tải, máy ép ly tâm. Phương pháp cách ổn định bùn cặn: mục đích của việc xử lý bùn thải bằng cách ổn định bùn cặn nhằm phân hủy thành phần hữu cơ, làm giảm khối lượng và tạo ra sản phẩm ít có mùi hôi cũng như an toàn đối với cộng đồng. Có rất nhiều cách để ổn định bùn cặn như phân hủy hiếu khí, kỵ khí, ủ phân compost hay ổn định bằng vôi, xử lý nhiệt. Phương pháp loại bỏ các tạp chất khô: Một trong những cách xử lý bùn thải thường được áp dụng nhất là sử dụng phương pháp lược bỏ các tạp chất khô. Cách này thực hiện khá đơn giản, chúng ta chỉ cần lược bỏ đi những tạp chất khô để tránh gây tắc nghẽn đường ống và máy bơm. Điều này sẽ không làm cản trở các công tác quản lý vận hành của đường ống và máy bơm nữa. 1.3.5. Một số công nghệ xử lý nước thải giấy Công nghệ xử lý nước thải tại Nhà Máy Giấy An Hòa bằng sinh học hiếu khí Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí là quá trình sử dụng các vi sinh vật hiếu khí để phân hủy các chất hữu cơ thích hợp có trong nước thải. Các vi sinh vật này sử dụng các chất hữu cơ có trong nước thải và một số khoáng chất làm nguồn KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP – SVTH: Trịnh Thị Anh Thư, Võ Thị Thủy 13