ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: ThS.Nguyễn Thái Anh
MỞ ĐẦU
Ngày nay cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp,nông nghiệp và dịch
vụ, sự tiến bộ trong đời sống sinh hoạt hằng ngày, các hoạt động này cũng thải ra hàng
trăm triệu tấn rác thải và môi trường,trong đó có nhiều chất thải có độc tính cao làm cho
môi trường bị ô nhiễm nghiêm trọng.Vấn đề ô nhiễm môi trường đặc biệt là môi trường
nước đã đang và sẽ là thách thức của xã hội loài người trong đó có Viêt Nam.
Một trong những nguồn thải gây ô nhiễm đáng kể là của nhà máy sản xuất giấy và
bột giấy.Công nghiệp giấy sử dụng một lượng lớn tài nguyên nước ngọt (sản xuất một tấn
giấy cần 200-300m
3
nước) đồng thời thải ra một lượng lớn chất thải vào nguồn nước,đặc
biệt là ở các nhà máy không có thu hồi hoá chất.ở nhiều nơi, nguồn nước bị ô nhiễm làm
cho nước sạch ngày càng khan hiếm.
Nguồn nguyên liệu từ giấy tái chế có thể coi là vô tận vì có sản xuất là có giấy
thải.Mặt khác tái chế còn là một biện pháp hữu hiệu giảm chi phí xử lý chất thải và do đó
giảm giá thành sản phẩm .Xét trong tổng thể, sản xuất giấy tái chế đem lại môi trường
trong sạch hơn,cải thiện sức khoẻ cộng đồng và là một trong những giải pháp quan trọng
đảm bảo cho sự phát triển bền vững của xă hội.
Song một thực tế đáng nói ở đây là công nghệ sản xuất giấy taí chế ở Việt Nam còn
lạc hậu,quy mô nhỏ và phân tán.Toàn ngành giấy Việt Nam chỉ có công ty giấy Bãi Bằng
và công ty giấy Đồng Nai là có hệ thống nước thải được xử lý tương đối tốt, còn ở các
cơ sở khác có thể coi là vẫn còn bế tắc trong bài toán nước thải.Do đó chúng ta phải có
biện pháp cải tiến công nghệ sản xuất giấy ,giảm thiểu ô nhiễm môi trường và xử lý triệt
để trong sự phát triển của ngành giấy.
NHÓM 17 Võ Ngọc Phú 08115078 Trang 1
Đỗ Minh Tú 08102204
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: ThS.Nguyễn Thái Anh
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1 Tổng quan về công nghệ sản xuất giấy ở Việt Nam
nước ta. Nó ra đời vừa đáp ứng được nhu cầu trong nước vừa đáp ứng được việc làm cho
một bộ phận nhân dân. Theo thống kê 1995 sản xuất công nghiệp giấy Việt Nam đạt 572
tỷ VNĐ, chiếm 2.34% tổng giá trị công nghiệp cả nước và đứng hàng thứ 10 trong ngành
công nghiệp. Công nghiệp giấy Việt Nam bao gồm 1408 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 hơn 1269 cơ sở là các hộ lao động thủ công cá thể.
Năng lực sản xuất bột giấy đạt khoảng 150.000 - 170.000 tấn/năm, năng suất thiết
kế của các cơ sở sản xuất giấy vào khoảng 250.000 tấn/năm. Gần đây sản lượng giấy
trong nước đạt khoảng 200.000 - 250.000 tấn/năm, trong đó bột giấy khoảng 120.000 -
150.000 tấn/năm. Lượng bột giấy thiếu hụt được bù đắp bằng việc xử lý giấy cũ và bột
nhập khẩu. Về sản phẩm, ngành đã sản xuất được các loại giấy chủ yếu là: giấy in báo,
giấy in, giấy viết, giấy vệ sinh, giấy sinh hoạt, giấy bao bì, giấy vàng mã nội địa và xuất
khẩu.
NHÓM 17 Võ Ngọc Phú 08115078 Trang 3
Đỗ Minh Tú 08102204
Nguyên liệu thô
Chặt, băm nhỏ thành dăm
Nấu
Rửa
Nghiền nhão
Khuấy trộn, rửa
Tách nước
Nước, NaOH Dịch đen
Nước
Nước thải, rửa nấu
Nước, bột giấy
Nước
Nước thải rửa
Nước thải
Bột giấy thành phẩm
nghiền hoặc trong thiết bị tinh chế. Quy trình công nghệ nguyên thủy là gia công gỗ tròn
bằng đá- gỗ được ép bằng đá nghiền quay tròn. Công nghệ này làm ra loại bột giấy có độ
dai tương đối thấp.
Ở các máy tinh chế TMP và các máy nghiền áp lực, cách xử lý cơ học được tiến
hành ở áp lực và nhiệt độ cao, do vậy bột giấy có độ dai tốt hơn bột giấy làm theo công
nghệ cơ học truyền thống.
Nghiền bột hóa học và bán hóa học
NHÓM 17 Võ Ngọc Phú 08115078 Trang 6
Đỗ Minh Tú 08102204
Nguyên liệu thô ( Giấy vụn, bột giấy)
Hòa trộn
Nghiền 6nh
Lắng lọc
Phối liệu
Cán ép (tạo hình giấy)
Xeo giấy
Cắt cuộn
Thành phẩm
Nước thải
Phèn, nhựa thông, màu
Nước
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: ThS.Nguyễn Thái Anh
Trong nghiền bột hóa học và bán hóa học, nguyên liệu sợi được nấu với hóa chất ở
nhiệt độ và áp lực cao. Mục đích của quá trình xử lý này là nhằm hòa tan hoặc làm mềm
thành phần chính của chất ligin liên kết các sợi trong nguyên liệu với nhau, đồng thời lại
gây ra sự phá hủy càng ít càng tốt đối với thành phần cellulose ( tăng độ dai của sợi).
Cách xử lý này được tiến hành trong nồi áp suất ( nồi nấu), có thể vận hành theo chế độ
liên tục hoặc theo từng mẻ.
1.1.3.2 Giai đoạn làm giấy
NHÓM 17 Võ Ngọc Phú 08115078 Trang 7
trường.
NHÓM 17 Võ Ngọc Phú 08115078 Trang 9
Đỗ Minh Tú 08102204
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: ThS.Nguyễn Thái Anh
Theo thống kê, cả nước có gần 500 doanh nghiệp sản xuất giấy, trong đó chỉ có
khoảng 10% doanh nghiệp đạt tiêu chuẩn môi trường cho phép, còn hầu hết các nhà máy
đều không có hệ thống xử lý nước thải hoặc có nhưng chưa đạt yêu cầu, vì thế tình trạng
gây ô nhiễm môi trường do sản xuất giấy cũng đang là vấn đề được nhiều người quan
tâm.
So với nhiều ngành công nghiệp sản 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.
Công nghệ sản xuất giấy ở Việt Nam còn rất lạc hậu. Để sản xuất ra một tấn giấy
thành phẩm, các nhà máy phải sử dụng từ 30-100 m
3
nước, trong khi các nhà máy giấy
hiện đại của thế giới chỉ sử dụng 7-15 m
3
/tấn giấy. Sự lạc hậu này không chỉ gây lãng phí
nguồn nước ngọt, tăng chi phí xử lý nước thải mà còn đưa ra sông, rạch lượng nước thải
khổng lồ.
Trong các cơ sở công nghiệp giấy và bột giấy, nước thải thường có độ pH trung
bình 9 – 11, chỉ số nhu cầu ôxy sinh hoá (BOD), nhu cầu oxy hoá học (COD) cao, có thể
lên đến 700mg/l và 2.500mg/l. Hàm lượng chất rắn lơ lửng cao gấp nhiều lần giới hạn
cho phép. Đặc biệt nước có chứa cả kim loại nặng, lignin (dịch đen), phẩm màu, xút, các
chất đa vòng thơm Clo hoá là những hợp chất có độc tính sinh thái cao và có nguy cơ gây
ung thư, rất khó phân huỷ trong môi trường. Có những nhà máy giấy, lượng nước thải lên
tới 4.000 – 5.000m
3
/ngày, các chỉ tiêu BOD, COD gấp 10 – 18 lần tiêu chuẩn cho phép;
vật hiện diện trong nước thải của công nghiệp giấy như colophan và axit béo không bão
hòa trong dịch đen, dịch thải của đoạn tẩy trắng, dịch thải đoạn rút xút.
NHÓM 17 Võ Ngọc Phú 08115078 Trang 11
Đỗ Minh Tú 08102204
Thanh nan, giấy loạiNước + bột thu hồi
Nguyên liệu giấy
Nghiền thủy lực
Ép vắt – khuếch tán nóng
Bể chứa bột khô
Nghiền đĩa
Bể chứa bột 6nh
Xeo giấy – sấy
Cuộn lại
Sản phẩm nhập kho
Nước bổ sung
Nước thu hồi
Phẩm
Phèn, keo nhựa
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: ThS.Nguyễn Thái Anh
Bên cạnh các vật chất độc hại trên, nước thải của ngành công nghiệp giấy có thể làm
ảnh hưởng trầm trọng đến trị số PH của nguồn nước, hoặc làm ngăn cản ánh sáng, tác
động đến quá trình quang hợp, từ đó làm mất sự cân bằng sinh thái trong môi trường
nước.
1.2 Công nghệ sản xuất giấy của một vài nhà máy giấy
1.2.1 Công ty cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ
Nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ được thành lập từ năm 1913 với công nghệ cũ, lạc
hậu.
Sản phẩm là giấy bao gói. Nguyên liệu sản xuất là tre, nứa.
NHÓM 17 Võ Ngọc Phú 08115078 Trang 12
Đỗ Minh Tú 08102204
Điện, bao gói
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: ThS.Nguyễn Thái Anh
1.2.2 Nhà máy bột giấy Phương Nam
NHÓM 17 Võ Ngọc Phú 08115078 Trang 14
Đỗ Minh Tú 08102204
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: ThS.Nguyễn Thái Anh
Hình 1.4: Sơ đồ công nghệ sản xuất giấy của nhà máy bột giấy Phương Nam
CHƯƠNG 2
ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
NHÓM 17 Võ Ngọc Phú 08115078 Trang 15
Đỗ Minh Tú 08102204
Nước thải giấy Song chắn rác Bể trộn Bể phản ứng
Bể Aerotank Bể lắng 1
Bể lắng 2 Bể thu hồi bột giấyThiết bị xử lý bùn
Nguồn 6ếp nhận
Bùn tuần hoàn
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: ThS.Nguyễn Thái Anh
2.1 Công nghệ xử lý nước thải giấy của một vài nhà máy
2.1.1 Công ty giấy Hòa Phương
Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải công ty giấy Hòa phương
Thuyết minh:
NHÓM 17 Võ Ngọc Phú 08115078 Trang 16
Đỗ Minh Tú 08102204
Nước thải nấu Nước thải xeo
Bể điều hòa Bể điều hòa
Bể lắng bộtgiấy
giấygiấy
Bể trộn
Bể hiếu khí lơ lửng lửnglöûng
Bể trộn
Thuyết minh:
Nước thải nhà máy này sẽ được chia làm 2 nguồn:
Nước thải nấu sẽ được đưa vào bể điều hòa để ổn định lưu lượng và hàm lượng chất
ô nhiễm, sau đó sang bể trộn và bể hiếu khí lơ lửng để xử lý chất hữu cơ có trong nước
thải. Nước thải lại được vào bể trộn và bể phản ứng để kết tụ bông cặn và được đưa sang
bể lắng để lắng phần cặn đã kết bông. Nước thải sau khi lắng được xả vào nguồn tiếp
nhận. Bùn sẽ được đưa sang bể nén bùn.
Nước thải từ quá trình xeo giấy được đưa về bể điều hòa, sau đó sang bể lắng để thu
hồi lượng bột có trong nước thải. Phần lắng sẽ được đưa sang bể thu hồi bột, phần nước
thải cho qua bể trộn để thực hiện việc xử lý các chất ô nhiễm có trong nước thải.
2.1.3 Công nghệ xử lý nước thải của nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ
NHÓM 17 Võ Ngọc Phú 08115078 Trang 18
Đỗ Minh Tú 08102204
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: ThS.Nguyễn Thái Anh
Hình 2.3 Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ
Thuyết minh:
NHÓM 17 Võ Ngọc Phú 08115078 Trang 19
Đỗ Minh Tú 08102204
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: ThS.Nguyễn Thái Anh
Nước sau quá trình sản xuất trước khi vào bể trộn được dẫn qua song chắn rác để
loại bỏ các vật có kích thước lớn.Sau khi qua bể trộn nước thải được bơm sang bể lắng I,
phần bùn lắng được dẫn về máy ép bùn, phần nước được dẫn sang bể hiếu khí để xử lý
các chất hữu cơ có trong nước thải. Sau khi qua bể hiếu khí nước thải được dẫn sang bể
lắng II để lắng phần bùn hoạt tính, bùn được đưa sang máy ép bùn, nước sau lắng được
xả trực tiếp ra nguồn tiếp nhận.
2.2 Đề xuất quy trình công nghệ
2.2.1 Sơ đồ công nghệ
NHÓM 17 Võ Ngọc Phú 08115078 Trang 20
Đỗ Minh Tú 08102204
Nước thải xeo giấy
để giảm một phần BOD, đồng thời mặt thoáng bể điều hòa phải đủ
lớn để nước thải giảm bớt nhiệt độ nhờ quá trình bốc hơi tự nhiên.
Sau đó nước thải được đưa qua bể tuyển nổi. Phần cặn được đưa vào bể chứa bột
giấy phía sau, còn phần nước trong được thu vào bể aerotank nhờ máng răng cưa đặt ở
trên mặt nước của bể.
NHÓM 17 Võ Ngọc Phú 08115078 Trang 21
Đỗ Minh Tú 08102204
Bể chứa bùn
Bể lắng II
Bể khử trùng
Bể nén bùn
Nguồn thải
Máy nén bùn
Bãi chôn lấp
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: ThS.Nguyễn Thái Anh
Trong bể aerotank, nước được thêm chất dinh dưỡng (N, P) và tiến hành quá trình
sục khí kéo dài để vi sinh vật phân hủy các chất bẩn có trong nước. Sau thời gian lưu
trong bể aerotank nước được dẫn vào bể lắng 2 để lắng bùn. Tại đây, một phần bùn hoạt
tính sẽ được tuần hoàn lại bể aerotank để đảm bảo vi sinh cho hệ thống. Phần bùn thải sẽ
được bơm vào bể chứa bùn.Sau đó nước thải được dẫn vào bể khử trùng nhằm loại bỏ vi
sinh vật có hại trong nước, rồi nước được thải ra nguồn tiếp nhận.
Phần bùn trong bể chứa bùn sẽ được đưa qua bể nén bùn, lượng nước được tách ra
sẽ cho vào bể điều hòa và xử lý lại.Bùn sẽ chuyển qua máy ép bùn ép lại và được đưa tới
nơi xử lý hoặc làm phân bón.
2.2.3 So sánh với các công nghệ xử lý khác
Ta chọn bể tuyển nổi ở sơ đồ công nghệ này và không chọn bể lắng hay bể trộn là
vì các nguyên nhân sau :
- Các chất hữu cơ khó phân hủy sinh học trong nước thải giấy tồn tại ở 2 dạng : bột giấy lơ
lửng và chất hữu cơ hòa tan. Nên để thu hồi bột lẫn trong nước thải thì phương án tối ưu
là dùng bể tuyển nổi. Khi đó khí nén tạo áp lực cho dòng chảy và bột giấy có tỷ trọng nhẹ
3
/ngày.đêm
Lưu lượng trung bình giờ:
h 3
tb
550
Q 22.92(m / h)
24
= =
Lưu lượng trung bình giây:
s 3
tb
550
Q 0.0064(m / s) 6.4(l / s)
24 3600
= = =
×
Bảng số liệu hệ số không điều hòa chung : K
ch
Bảng 3.1 Bảng số liệu hệ số không điều hòa chung
Q
tb,s
(l/s) 5 15 30 50 100 200 300 500 800 1250
K
ch
3 2.5 2 1.8 1.6 1.4 1.35 1.25 1.2 1.15
NHÓM 17 Võ Ngọc Phú 08115078 Trang 24
Đỗ Minh Tú 08102204
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI GVHD: ThS.Nguyễn Thái Anh
Với lưu lượng trung bình giây = 6.4 (l/s) thì chọn K
Copyright: Tài liệu đại học ©