tiểu luận xử lý nước thải nhà máy giấy

Các doanh nghiệp nhà nước sử dụng cơng nghệ hiện đại, sản xuất các loại bột giấy trắng cao cấp, giấy viết, giấy in chất lượng cao.. Các nhiên liệu sử dụng trong công nghiệp bột giấy là n

Tiểu luận:

Xử lý nước

thải nhà máy

giấy

Mục lục

Lời mở đầu Trang 2 I/ Giới thiệu về giấy Trang 3

1 Giới thiệu về giấy trên thế giới Trang 3

2 Giới thiệu về cơng nghiẹp giấy trên VN Trang 3 II/ Khái quá về giấy Trang 4

1 Các định nghĩa về giấy Trang 4

2 Vai trị của giấy Trang 4

3 Quy hoạch phát triển ngành giấy tới năm 2010 Trang 4 III/ Các vấn đề MT phát sinh liên quan đến ngành giấy Trang 5

1 Ơ nhiễm khơng khí Trang 5

2 Ơ nhiễm chất thải Trang 6 IV/ Đặc trưng nguyên liệu Trang 7

1 Nguyên liệu làm giấy Trang7

2 Sơ đồ sản xuất giấy Trang8

3 Nguồn gốc và đặc tính nước thải Trang9 V/ Các nguồn chất thải ảnh hưởng tới con người Trang10

1 Bụi Trang10

2 Hơi khí Clo Trang10

3 Monoxit cacbon và dioxit cacbon Trang10

4 Tiếng ồn và độ rung Trang10

5 Các nguồn nhiệt dư Trang11

6 Chế độ chiếu sáng Trang11 VI/ Đề xuất dây chuyền xử lý nước thải Trang12

1 Dây chuyền xử lý 1 Trang12

2 Dây chuyền xử lý 2 Trang15 VII/ Kết luận và kiến nghị Trang17 VIII/ Phụ lục Trang19 IX/ Tài liệu tham khảo Trang21

LỜI MỞ ĐẦU

Giấy là một sản phẩm rất cần thiết cho đời sống, nó phục vụ mọi sinh hoạt cho con người cho mọi đối tượng như giấy tập, giấy bao bì, thùng giấy, giấy vệ sinh…

Để làm được giấy thì người ta cần phải tiêu tốn một lượng lớn bột giấy Một khi đã hết gỗ để sản xuất thì người ta chặt gỗ trái phép để lấy gỗ làm giấy như thế sẽ làm mất cân bằng sinh thái, gây hạn hán, lũ lụt, và nhiều thiên tai khác kéo đến Nên con người đã tái chế lại những sản phẩm đã qua sử dụng để tạo thành những sản phẩm mới Như thế đã góp phần vào bảo vệ môi trường tạo môi trường thân thiện với con người

Nhưng bên cạnh đó quá trình tái chế giấy đã sản sinh ra một lượng khí thải, nước thải làm ô nhiễm môi trường nghiêm trọng

Qua môn học này nhóm chúng em đã tích lũy được một phần kiến thức cơ bản về xử lý nước thải và áp dụng vào việc xử lý nước thải trong ngành sản xuất giấy Hy vọng sẽ mang lại cho chúng ta một phần nhỏ vào việc bảo vệ môi trường nguồn nước nói riêng và môi trường sống nói chung

I/ Giới thiệu về ngành giấy:

1/ Giới thiệu về giấy trên thế giới

Lịch sử phát triển:

Từ xa xưa người Trung Quốc sau đó là người Ai Cập đã biết làm giấy từ dây cói bằng cách chẻ nhỏ rồi xếp chúng lên nhau rồi ép lại phơi khô thành những tấm giấy có thể viết được Nhưng đó là phương pháp thủ công Một số sự kiện đánh dấu cho mốc lịch sử sự phát triển công nghiệp giấy trên thế giới:

1798 Nicholas-Louis Robert (pháp) được nhận bằng phát minh về máy xeo giấy liên tục đầu tiên

1803 - 1807 ở Anh anh em nhà Fourdrinier nhận bằng phát minh cho máy xeo liên tục cải tiến

1809 john Dickinson (Anh) nhận bằng phát minh về máy xeo tròn

1817 máy xeo tròn ở Mỹ

1827 máy xeo dài đầu tiên ở Mỹ

1840 phát triển của phương pháp sản xuất bột mài tại Đức

1854 bột giấy lần đầu tiên được sản xuất theo phương pháp soda

1870 triển khai công nghiệp đầu tiên quá trình sản xuất bột mài: triển khai công nghiệp đầu tiên quá trình sản xuất bột sulfit Những công trình này là những đột phá cơ bản, làm nền tảng cho sự phát triển của công nghiệp giấy hiện đại ngày nay

2/ Giới thiệu về cơng nghiệp giấy ở Việt Nam:

a/Nhu cầu sử dụng các sản phẩm giấy trong nước

Ngành giấy Việt Nam đang đứng trước những cơ hội phát triển mạnh mẽ Cơng nghiệp tăng trưởng nhanh, đời sống nhân dân được cải thiện, nhu cầu giấy tiêu dùng và giấy làm bao bì ngày tăng lên Mức tiêu thụ giấy bình quân đầu người của Việt Nam năm 2000 là 8kg/người/năm, năm 2004 đã là 13kg/người/năm Hiện nay các nhà máy giấy ở Việt Nam chỉ đáp ứng được khoảng trên 50% nhu cầu trong nước, cịn gần 50% phải nhập khẩu

b/Tình hình phát triển và vai trị của ngành giấy đối với nền kinh tế

Hiện cả nước cĩ trên 300 nhà máy sản xuất giấy và bột giấy [Tổng cơng ty giấy Việt Nam, 2006]

Sản lượng giấy tồn ngành [Niêm giám Thống kê, 2005]:

- Năm 2000: 408.500 tấn (doanh nghiệp ngồi quốc doanh sản xuất 148.900 tấn)

- Năm 2005: 901.200 tấn (doanh nghiệp ngồi quốc doanh sản xuất 559.500 tấn)

Sản xuất giấy của Việt Nam trước đây do các doanh nghiệp nhà nước đảm nhận Hiện nay, ngành cơng nghiệp giấy bao gồm các doanh nghiệp nhà nước (đang được cổ phần hố) và các doanh nghiệp thuộc khu vực kinh tế tư nhân

Các doanh nghiệp sử dụng cơng nghệ, sản xuất các sản phẩm khác nhau Các doanh nghiệp nhà nước sử dụng cơng nghệ hiện đại, sản xuất các loại bột giấy trắng cao cấp, giấy viết, giấy in chất lượng cao Các doanh nghiệp kinh tế

tư nhân đa số sử dụng cơng nghệ cũ, lạc hậu, sản xuất các loại giấy bao bì, giấy bao gĩi, giấy vệ sinh, giấy viết cĩ chất lượng thấp

c/ Phân bố của các doanh nghiệp sản xuất giấy

Các doanh nghiệp sản xuất giấy phân bố ở cả 3 miền Bắc, Trung, Nam ở miền Bắc cĩ nhiều doanh nghiệp lớn như: Nhà máy giấy Bãi Bằng, Việt Trì, Hải Phịng và cĩ làng nghề truyền thống lâu đời Phong Khê (Bắc Ninh), nơi tập trung của hơn 130 doanh nghiệp sản xuất giấy Khu vực miền Trung cĩ Nhà máy giấy Tân Bình Khu vực miền Nam cĩ các Nhà máy giấy Tân Mai, Đồng Nai, Long An Ngồi ra, mỗi tỉnh trong cả nước đều cĩ các cơ sở sản xuất giấy thuộc khu vực kinh tế tư nhân

II/ Khái quát về ngành giấy:

- Bìa cactong là sản phẩm giấy cenlulose nhưng xét về cấu trúc và thành phần thì bìa cactong và giấy tương đương nhau Sự khác biệt rõ nhất giữa 2 nhóm này là bề dày Các sản phẩm giấy có bề dày ≥3 mm là bìa

2 Vai trị của giấy:

Giấy là một sản phẩm không thể thiếu trong hoạt động đời sống xã hội trên toàn thế giới Từ xa xưa giấy đã giúp con người lưu trữ được các thông tin của xã hội thời bây giờ Ngày nay mặt dù sự phát triển của công nghệ thông tin phát triển mạnh, nhưng vai trò của giấy vẫn rất quan trọng Để giúp cho việc học tập, in ấn, báo chí, hội họa phải cần rất nhiều đến giấy, ngoài ra các nhu cầu về bao bì giấy, bìa giấy cũng tăng theo sự phát triển của xã hội

3 Quy hoạch phát triển ngành giấy tới năm 2010 [Bộ cơng nghiệp, 1998]

a/Mục tiêu:

Khai thác và sử dụng hiệu quả các nguồn lực sản xuất, đến năm 2010 đạt sản lượng 1.050.000 tấn giấy, 1.015.000 tấn bột giấy, đảm bảo 85% - 90% nhu cầu sử dụng trong nước

b/Quan điểm:

- Về cơng nghệ:

Đối với các cơng trình đầu tư xây dựng mới, các dự án cải tạo, mở rộng các

cơ sở sản xuất chủ lực của ngành, nhất thiết phải sử dụng cơng nghệ và thiết bị tiên tiến, cĩ mức cơ giới hĩa, tự động hố cao nhằm nâng cao năng suất lao động, tiết kiệm nguyên liệu và năng lượng, bảo vệ mơi trường theo tiêu chuẩn Việt Nam và Quốc tế

Việc đầu tư mua sắm các thiết bị cũ đã qua sử dụng chỉ thực hiện để nâng cấp, cải tạo các cơ sở hiện cĩ với quy mơ sản xuất nhỏ, yêu cầu cơng nghệ khơng cao và phải được xem xét kỹ đối với từng dự án cụ thể

- Về quy mơ và cơng suất các dự án đầu tư

Định hướng phát triển lâu dài, tập trung vào các dự án quy mơ lớn để đảm bảo sản xuất cĩ hiệu quả

Trong giai đoạn trước mắt, cần đầu tư các dự án quy mơ vừa và nhỏ để tận dụng những thế mạnh tại chỗ như nguyên vật liệu, thị trường, nhân lực

- Về bố trí quy hoạch:

+ Việc xây dựng các cơ sở sản xuất giấy phải được nghiên cứu, đánh giá

kỹ về địa điểm, đặc điểm vùng nguyên liệu, nhu cầu thị trường, điều kiện cơ sở

hạ tầng và khả năng huy động vốn đầu tư

+ Quy hoạch phát triển vùng nguyên liệu giấy phải phù hợp với quy hoạch chung của ngành nơng nghiệp, gắn với quy hoạch giống cây trồng, điều kiện tự nhiên (thổ nhưỡng, khí hậu), điều kiện kinh tế xã hội của từng vùng; xác định hợp lý về mơ hình tổ chức sản xuất và quản lý các vùng nguyên liệu, chính sách giá nguyên liệu và phương thức thu mua, cung cấp nguyên liệu cho sản xuất + Phát triển cơng nghiệp giấy, gồm cả vùng nguyên liệu, phải được thực hiện trong mối liên kết chặt chẽ với bảo vệ an ninh, quốc phịng và bảo vệ mơi trường, thúc đẩy chuyển dịch cơ cấu kinh tế ở các vùng miền núi, vùng sâu, vùng xa và gĩp phần vào cơng nghiệp hố - hiện đại hố nơng nghiệp, nơng thơn

- Về huy động các nguồn vốn đầu tư:

Tranh thủ vốn đầu tư nước ngồi một cách hợp lý, đảm bảo vai trị chủ đạo của các doanh nghiệp trong nước, nhất là các doanh nghiệp nhà nước Tuỳ thuộc vào đặc điểm của từng dự án, từng địa phương, từng giai đoạn cụ thể để quyết định phương thức đầu tư thích hợp: tự đầu tư hoặc liên doanh với nước ngồi

III/ Các vấn đề mơi trường phát sinh liên quan đến ngành giấy:

1/ Ơ nhiễm khơng khí:

a/ Quá trình nghiền bột:

Bụi sinh ra khi xay Các khí có mùi trong quá trình sàng rửa, trong các khâu tẩy tắng, khâu chế biến, khâu khử bọt…

Hơi clo chủ yếu ở khâu tẩy trắng

Khí H2S, thoát ra từ nồi cầu trong công đoạn nấu bột

Tiếng ồn và độ rung do hoạt động của các máy nghiền, sàng, các động cơ điện

Và khí SOx, NOx thải từ các quá trình đốt nhiên liệu cung cấp cho lò hơi

b/ Quá trình xeo giấy:

Trong khâu sấy khô, hơi nước từ các tấm giấy được thổi vào không khí kéo theo các hydrocarbon, các chất trong nguyên liệu gỗ gây ô nhiễm môi trường

Các nguồn nhiệt dư sản sinh từ các nồi hơi, các máy xeo giấy

Và ô nhiễm còn do khói thải nhiên liệu từ lò hơi, máy xeo giấy

c/ Khí thải từ các quá trình đốt nhiên liệu:

Cung cấp cho lò hơi, máy xeo, lò xông lưu huỳnh Các nhiên liệu sử dụng trong công nghiệp bột giấy là nhiên liệu sinh học (phụ phẩm gỗ, vỏ cây và bùn cặn), than đá, dầu và dầu khí, chủ yếu là dầu FO, DO, sản phẩm cháy của các nhiên liệu này chứa nhiều chất khí độc hại như CO, CO2, SOx, NOx, bụi khói các khí này gây các tác động tiêu cực đến môi trường không khí của khu vực dân cư lân cận

2/ Ơ nhiễm chất thải:

a/ Chất thải rắn:

- Chỉ riêng tại Mỹ, hàng năm Hoa Kỳ tái sinh trên 45 triệu tấn giấy chiếm gần nửa nhu cầu giấy cho tồn quốc Tuy nhiên vấn đề tái sinh giấy cũng tạo ra một nguồn phế thải mới Tuy giấy tái sinh cần ít nước, hố chất, năng lượng, và

ít ơ nhiễm hơn sản xuất giấy nguyên thuỷ từ cây Nhưng vì phải xử dụng nhiều chất tẩy (clo) do đĩ các hố chất độc hại, nguy cơ tạo ra ung thư sinh ra nhiều hơn Hiện tại các nhà nghiên cứu để tìm hố chất thay thế clo trong việc tẩy màu và làm trắng bột giấy

- Tất cả những nhà máy hiện cĩ hay cịn nằm trong trong dự án, hay các nhà máy sản xuất một cơng đoạn trong cơng nghệ giấy như là bột giấy, trồng rừng hay gỗ cắt lát mỏng v.v… đều khơng cĩ hay chưa cĩ hệ thống xử lý phế thải rắn, lỏng và khí hồn chỉnh Điều này tạo ra những vấn nạn ơ nhiễm mơi trường lên những vùng xây dựng nhà máy cũng như những vùng phụ cận cùng những phụ lưu của các sơng ngịi qua dịng chảy cĩ chứa ơ nhiễm vì cơng nghệ giấy tạo ra nhiều phế thải lỏng nhất so với các cơng nghệ sản xuất khác

b/ Chất thải nguy hại:

Trong quá trình sản xuất giấy, việc xử dụng một lượng lớn hố chất và chất phế thải cũng là một mối lo lớn cho nhân loại Như clo dùng để tẩy trắng bột giấy sẽ tạo ra một số hố chất độc hại như furans và dioxins

Một phế thải khác cũng không kém phần quan trọng là dung dịch đen (black liquor) Đây là một dung dịch hình thành trong quá trình phá vỡ những

mãng cây mỏng thành bột giấy Dung dịch này được xử lý bằng cách bốc hơi

để có được một hổn hợp màu trắng sau khi tác dụng với vôi sống Chất sau này

sẽ được tái dụng trong việc làm bột giấy

VI/ Đặc tính nguyên liệu:

1/ Nguyên liệu làm giấy:

Chúng ta có thể tận dụng nguồn rác thải có thể sử dụng như: trong từng hộ gia đình chúng ta có thể thu những sách, báo tập cũ, những giấy gói khi mua hàng bằng giấy ; các người đi nhặt rác thải thì cũng phân loại riêng những vật liệu bằng giấy bán cho vựa ve chai, ở đây người ta bán lại cho công ty sản xuất giấy tái chế

Và một nguồn tái chế nữa là bột thu hồi trong quá trình xử lý khí, xử lý nước qua song chắn rác

2/ Sơ đồ sản xuất giấy:

Thuyết minh sơ đồ:

Giấy loại sau khi thu gom từ điểm thu mua phế liệu, từ bột giấy thu hồi; tách bỏ các vật liệu khơng thích hợp ( băng dính, thực phẩm, nylon, sắt thép…) Sau đĩ chúng được đĩng kiện và lưu kho rồi chuyển tới nơi sản xuất Tại các nhà máy sản xuất giấy, người ta đánh tơi bột bằng máy nghiền thủy lực, sàng, lọc để loại bỏ vật liệu khơng thích hợp chưa được tách bỏ bằng phương pháp thủ cơng trước đĩ Tiếp theo đĩ bột giấy đã được đánh tơi sàng lọc được đưa qua dây chuyền khử mực bằng các hĩa chất thường dùng như clo, hypoclorit Natri (NaOCl),…để tách bỏ các hạt mực tẩy trắng giấy Phương pháp khử mực thường là rửa, tuyển nổi hoặc kết hợp các biện pháp trên Phương pháp tuyển nổi là được thực hiện bằng cách sục các bột khí nhỏ (thường là khơng khí) vào trong pha lỏng Các khí đĩ kết dính với các hạt và khi lực nổi tập hợp các bĩng khí và hạt đủ lớn sẽ kéo hạt cùng nổi lên trên bề mặt Tiếp theo, bột giấy được chuyển qua cơng đoạn nghiền để điều chỉnh tính chất của bột theo yêu cầu của từng loại giấy bây giờ bột được đưa qua máy xeo tạo thành tờ giấy giấy ướt chạy qua các lơ sấy, ép quang để sấy khơ và ổn định các tính chất của giấy bây giờ đã cĩ thể tạo thành cuộn giấy to

Giấy thành phẩm

ĐÁNH RÃ Các hợp chất có trong giấy cũ NGHIỀN

Khói thải nhiên liệu (FO,DO) từ lò hơi

Bột giấy từ phân xưởng bột giấy

Phẩm màu, cao lanh, keo, phèn

Hơi nước từ lò hơi

CẮT, CUỘN

BỘT NHẬP, BỘT THƠ, GIẤY VỤN

3/ Nguồn gốc và đặc tính nước thải:

Có 2 nguồn sản sinh ra nước thải đó là: từ quá trình xeo giấy và làm việc Trong quá trình tạo bột của công nghiệp xeo giấy sẽ xuất hiện trong dịch thải và sẽ gây ô nhiễm nặng đối với môi trường nếu không kịp thời thu hồi được dịch đen

Dịch đen, theo thuật ngữ của ngành giấy, là dịch thải chưng nấu, cũng là nguồn tài nguyên tái sinh trong quá trình tạo bột xeo giấy, bao gồm 70% chất rắn hữu cơ có thể thu hồi để tái sử dụng và 30% chất rắn vô cơ Cũng vì thế, mức độ ô nhiễm từ nước thải công nghiệp xeo giấy tỷ lệ nghịch với khả năng thu hồi dịch đen

Ngoài ra, trong quá trình tạo bột xeo giấy, để tạo nên một sản phẩm đặc thù hoặc những tính năng đặc thù cho sản phẩm, người ta còn sử dụng nhiều hóa chất và chất

xúc tác Những chất này nếu không được thu hồi hoặc xử lý mà xả thẳng ra sông ngòi thì sẽ làm ô nhiễm nặng nguồn nước

Những chất ô nhiễm chủ yếu của ngành tạo bột xeo giấy đối với các nguồn nước bao gồm:

Vật huyền phù: là những hạt chất rắn không chìm trong nước, bao gồm chất

vô cơ, cát, bụi, quặng…hoặc những chất hữu cơ như dầu, cặn hữu cơ Nhiều vật huyền phù xả xuống nguồn nước dần dần sẽ hình thành các “bãi sợi” và tạo ra quá trình lên men, từ đó tiêu hao oxy hòa tan trong nước, tác động tới sự sống còn của các sinh vật trong nước, phủ lấp không gian sinh tồn, gây cản trở các hoạt động bình thường…

Vật hóa hợp dễ sinh hóa phân giải: là những thành phần nguyên liệu với số lượng tương đương đã tan trong quá trình tạo bột xeo giấy dễ sinh hóa phân giải, bao gồm các vật có lượng phân tử thấp (chất bán sợi, metanol, axit, loại đường…) Những chất này sẽ bị oxy hóa, do đó cũng tiêu hao oxy hòa tan trong nước, gây tác hại đối với các sinh vật

Vật hóa hợp khó sinh hóa phân giải: bắt nguồn chủ yếu từ chất đường phân

tử lớn và lignin trong nguyên liệu sợi Những chất này thường có màu, do đó ảnh hưởng đến sự chiếu rọi của ánh sáng vào nguồn nước Những vật chất này cũng có thể gây biến dị trong cơ thể sinh vật nếu bị hấp thu

Các vật chất có độc: rất nhiều vật chất có độc đối với sinh 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

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 Đặc tính của nước thải trong quá trình xeo giấy chiếm lượng lớn chất thải có hàm lượng ô nhiễm rất lớn như:

Hàm lượng cĩ trong nước thải Tiêu chuẩn nước loại B2

V/ Các nguồn chất thải ảnh hưởng đến con người:

1/ Bụi: bụi gây ra các kích thích cơ học đối với phổi và gây khó thở cũng

như các bệnh đường hô hấp Các muội khói sinh ra trong quá trình đốt nhiên liệu có thể chứa các hợp chất cacbon đa vòng (như 3,4- benzpyrene) có độc tính cao và có thể dẫn đến ung thư

2/ Hơi khí Clo: phát sinh chủ yếu từ khâu tẩy trắng bột giấy Nguồn clo

được sử dụng trong khâu tẩy trắng bột giấy là Ca(OCl)2 với hàm lượng khi sử dụng dung dịch là 25_30 g/l khí clo là loại khí độc, tnóngchảy = -101 C, tsôi = -34,1 khi tiếp xúc với khí clo ảnh hưởng trực tiếp đến mắt, đường hô hấp, và có thể gây tử vong khi phải tiếp xúc với khí clo ở hàm lượng cao Ngoài ra quá trình tẩy trắng bột giấy bằng chlorine có thể tạo ra các sản phẩm phụ là các hợp chất hữu cơ dẫn suất clo có độ bền vững và độc tính cao Hiện nay tại các nước tiên tiến đã thực hiện từng bước ngưng sử dụng chlorine như chất tẩy trắng và đặc biệt là các sản phẩm dùng chlorine để tẩy trắng không được nhập khẩu

3/ Monoxit cacbon và dioxit cacbon: các khí này sinh ra trong quá trình

đốt nhiên liệu CO có độc tính cao, do chúng tạo mối liên kết bền vững với hemoglobin trong máu và làm giảm khả năng vận chuyển oxi của máu tới các cơ quan trong cơ thể người CO2 gây khó thở và ảnh hưởng đến hệ hô hấp do chúng sẽ chiếm lĩnh trong buồng oxi trong phổi Độc tính của CO2 như sau: hàm lượng CO2 50,000 ppm gây khó thở, đau đầu, còn 100,000 ppm gây nôn ói, bất tỉnh Hàm lượng CO2 cho phép là 0,1%

4/ Tiếng ồn và độ rung: do hoạt động của các máy nghiền, sàng, và các

động cơ điện… Tiếng ồn và độ rung thường gây ảnh hưởng trực tiếp đến hệ thính giác của con người, làm giảm thính lực của người lao động, hiệu suất