Mục lụcPhần 1 : Mở đầuPhần 2 : Nội dungI. Sự phát triển nghành giấy1. Sơ lược chung2. Nhà máy giấy Hòa BìnhII. Quy trình sản xuất giấy 1. Nguyên liệu 2. Quy trình sản xuấtIII. Đặc trưng nguồn thải 1. Nước thải 2. Khí thải 3. Chất thải rắnIV. Quy trình công nghệ xử lýTổng quan phương pháp xử lýV. Giả thuyết công nghệ xử lý 1. Phương án 1 : Hệ thống xử lý nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ 2. Phương án 2 : Các hệ thống xử lý hiện hànhVI. Lựa chọn ,thuyết minh ,tính toán công nghệ xử lý cho nhà máy giấy Hòa bình 1. Cơ sở lựa chọn phương pháp 2. Tính toánPhần 3 : Kết luận và đề nghịPHẦN 1:MỞ ĐẦUTính cấp thiết của đề tàiTrong thời đại ngày nay, cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ đã giúp cho nền kinh tế phát triển với nhiều nhà máy công nghiệp lớn thì cũng gây ra nhiều ảnh hưởng có hại đến môi trường . Các khu công nghiệp này đã và đang là những nguồn gây ô nhiễm nghiêm trọng đến môi trường sốn của chúng ta với những rác thải công nghiệp, nước thải,bụi, khí lò,tiếng ồn..Ở trong rác thải công nghiệp có chứa chất hữu cơ khó bị phân hủy và có khả năng tích lũy sinh học làm ô nhiễm nguồn nước ô nhiễm môi trường gây ảnh hưởng đến đời sống và sức khỏe con người.Trong công nghiệp giấy,dịch đen sau nấu bột và nước thải ở các khâu trong quá trình sản xuất đều có hàm lượng các hợp chất hữu cơ cao ngoài ra còn có nhiều hóa chất độc hại khác nếu không xử lý tốt thải ra môi trường thì sẽ gây ô nhiễm lớn cho môi trường xung quanh.Ở các nước phát triển :Các nước tiên tiến thì các nhà máy làm việc với dây chuyền khép kín có thêm các khâu thu hồi tái sử dụng và xử lý chất thải. Dịch kiềm đen sau nấu được thu hồi đưa đi cô đặc, đốt . Xút hóa để tái sử dụng hóa chất, nước trắng ở xeo. Nước rửa lưới và chăn cũng được lắng, tuyển nổi để tận dụng bột và nước trong giảm thiểu các chất thải ra môi trường.Ở Việt Nam :Về vấn đề xử lý nước thải trừ công ty giấy Bãi Bằng còn các nhà máy khác đều không có hệ thống thu hồi cô đặc và đốt dịch đen, mà thải trực tiếp ra môi trường. Đây là nguồn ô nhiễm đặc biệt nghiêm trọng đói với môi trường.Ở nhà máy giấy Hòa Bình bột sau nấu được rửa khuyếch tán nên sử dụng nhiều nước.Nước thải bao gồm rất nhiều xơ sợi, nhiều dẫn xuất của ligin là các hợp chất cao phân tử vòng thơm và các hóa chất khác.Đây là các hợp chất rất khó bị phân hủy mà nước thải nhà máy không được xử lý lại thải trực tiếp ra sông Đà cấp nước sinh hoạt cho thành phó Hà Nội nên nếu không xử lý nước thải nhà máy có nguy cơ phải ngừng sản xuất.Vì vậy vấn đề xử lý ô nhiễm nước thải nhà máy giấy nói chung và nhà máy giấy Hòa Bình nói riêng hiện đang là vấn đề cấp bách.Có rất nhiều phương pháp để xử lý nước thải nhà máy giấy trong đó phương pháp xử lý sinh học đã mang lại hiệu quả đáng kể cả về kĩ thuật lẫn kinh tếPHẦN 2:NỘI DUNG
XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY HỊA BÌNH Tên đề tài : Công nghệ xử lý nước thải nhà máy giấy Hịa Bình Nhóm thực : Nhóm STT Tên Lớp MSV Bùi Thị Thủy K55MTB 553192 Hoàng Thị Thúy Hằng K55MTB 553129 Nguyễn Thị Hường K55MTB 553151 Nguyễn Quốc Viễn K55MTC 553318 Vũ Văn Lộc K55MTC 553272 Trần Ngọc Tiến K55MTC 553306 Nguyễn Thị Ngân K55MTB 553165 Bùi Thị Hằng K55MTB 553127 Phạm Ngọc Tú K55MTC 553312 10 Phạm Quang Thiệu K55MTD 553419 11 Nguyễn Thị Duyên K55MTB 553115 12 Xa Minh Hải K55MTB 553124 13 Đỗ Thị Hà K55MTB 553119 14 Dương Văn Tuyến K55MTC 553314 15 Phạm Trung Kiên K55MTB 553154 16 Hoàng Thị Kim Thu K55MTB 553188 17 Nguyễn Thị Thu K55MTB 553190 18 Nguyễn Xuân Chỉnh K55MTD 553335 19 Đặng Hoàng Tùng K55MTD 553435 XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY HỊA BÌNH Mục lục Phần : Mở đầu Phần : Nội dung I Sự phát triển nghành giấy Sơ lược chung Nhà máy giấy Hịa Bình II Quy trình sản xuất giấy Nguyên liệu Quy trình sản xuất III Đặc trưng nguồn thải Nước thải Khí thải Chất thải rắn IV Quy trình công nghệ xử lý Tổng quan phương pháp xử lý V Giả thuyết công nghệ xử lý Phương án : Hệ thống xử lý nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ Phương án : Các hệ thống xử lý hành VI Lựa chọn ,thuyết minh ,tính tốn cơng nghệ xử lý cho nhà máy giấy Hịa bình Cơ sở lựa chọn phương pháp Tính toán Phần : Kết luận đề nghị XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY HỊA BÌNH PHẦN 1:MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Trong thời đại ngày nay, với phát triển khoa học công nghệ giúp cho kinh tế phát triển với nhiều nhà máy cơng nghiệp lớn gây nhiều ảnh hưởng có hại đến mơi trường Các khu công nghiệp nguồn gây ô nhiễm nghiêm trọng đến môi trường sốn với rác thải công nghiệp, nước thải,bụi, khí lị,tiếng ồn Ở rác thải cơng nghiệp có chứa chất hữu khó bị phân hủy có khả tích lũy sinh học làm nhiễm nguồn nước ô nhiễm môi trường gây ảnh hưởng đến đời sống sức khỏe người Trong công nghiệp giấy,dịch đen sau nấu bột nước thải khâu q trình sản xuất có hàm lượng hợp chất hữu cao ngồi cịn có nhiều hóa chất độc hại khác khơng xử lý tốt thải mơi trường gây nhiễm lớn cho môi trường xung quanh Ở nước phát triển :Các nước tiên tiến nhà máy làm việc với dây chuyền khép kín có thêm khâu thu hồi tái sử dụng xử lý chất thải Dịch kiềm đen sau nấu thu hồi đưa đặc, đốt Xút hóa để tái sử dụng hóa chất, nước trắng xeo Nước rửa lưới chăn lắng, tuyển để tận dụng bột nước giảm thiểu chất thải môi trường Ở Việt Nam :Về vấn đề xử lý nước thải trừ cơng ty giấy Bãi Bằng cịn nhà máy khác khơng có hệ thống thu hồi cô đặc đốt dịch đen, mà thải trực tiếp môi trường Đây nguồn ô nhiễm đặc biệt nghiêm trọng đói với mơi trường.Ở nhà máy giấy Hịa Bình bột sau nấu rửa khuyếch tán nên sử dụng nhiều nước.Nước thải bao gồm nhiều xơ sợi, nhiều dẫn xuất ligin hợp chất cao phân tử vịng thơm hóa chất khác.Đây hợp chất khó bị phân hủy mà nước thải nhà máy không xử lý lại thải trực tiếp sông Đà cấp nước sinh hoạt cho thành phó Hà Nội nên khơng xử lý nước thải nhà máy có nguy phải ngừng sản xuất Vì vấn đề xử lý ô nhiễm nước thải nhà máy giấy nói chung nhà máy giấy Hịa Bình nói riêng vấn đề cấp bách.Có nhiều phương pháp để xử lý nước thải nhà máy giấy phương pháp xử lý sinh học mang lại hiệu đáng kể kĩ thuật lẫn kinh tế PHẦN 2:NỘI DUNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY HỊA BÌNH I-Sự phát triển ngành giấy I.1 Sơ lược chung Giấy sản phẩm có vai trị quan trọng lĩnh vực hoạt động người Có thể nói tiến quốc gia Nền văn minh xã hội gắn liền với phat phát triển ngành giấy Hiện giới người ta dựa vào lượng tiêu thụ giấy đầu người năm để đánh giá phát triển quốc gia Giấy làm từ sớm Trung Quốc vào khoảng năm 105, xuất Việt Nam ngành giấy ngành hình thành từ sớm khoảng năm 284 Từ giai đoạn đến đầu kỷ 20, giấy làm phương pháp thủ công để phụ vụ cho việc ghi chép, làm tranh dân gian, vàng mã… -Năm 1912, nhà máy sản xuất bột giấy phương pháp công nghiệp vào hoạt động với công suất 4.000 giấy/năm Việt Trì Trong thập niên 1960,nhiều nhà máy giấy đầu tư xây dựng hầu hết có cơng suất nhỏ (dưới20.000 tấn/năm) Nhà máy giấy Việt Trì; Nhà máy bột giấy Vạn Điểm;Nhà máy giấy Đồng Nai; Nhà máy giấy Tân Mai v.v - Năm 1975, tổng công suất thiết kế ngành giấy Việt Nam 72.000 tấn/năm ảnh hưởng chiến tranh cân đối sản lượng bột giấy giấy nên sản lượng thực tế đạt 28.000 tấn/năm Năm 1982, Nhà máy giấy Bãi Bằng Chính phủ Thụy Điển tài trợ vào sản xuất với công suất thiết kế 53.000 bột giấy/năm 55.000 giấy/năm, dây chuyền sản xuất khép kín, sử dụng cơng nghệ cơ-lý tự động hóa Nhà máy xây dựng vùng nguyên liệu, sở hạtầng, sở phụ trợ điện, hóa chất trường đào tạo nghề phục vụ cho hoạt động sản xuất Ngành giấy có bước phát triển vượt bậc, sản lượng giấy tăng trung bình 11%/năm giai đoạn 2000 – 2006; nhiên, nguồn cung đáp ứng gần 64% nhu cầu tiêu dùng (năm 2008) phần lại phải nhập Mặc dù có tăng trưởng đáng kể nhiên, tới đóng góp ngành tổng giá trị sản xuất quốc gia nhỏ.Cuối năm 2007, toàn ngành có 239 nhà máy với tổng cơng suất đạt 1,38 triệu tấn/năm; 66 nhà máy sản xuất bột giấy, tổng công suất 600.000 tấn/năm Hiện Việt Nam có khoảng gần 500 doanh nghiệp giấy nhiên đa phần doanh nghiệp nhỏ, hộ sản xuất cá thể Tồn ngành có 90 doanh nghiệp có công suất 1.000 tấn/năm.Thê kỉ 20 xem thời gian phát triển ngành giấy với nhiều kĩ thuật đại nấu liên tục,nấu biên tính,tẩy nhiều giai đoạn, ép,leo,tráng phủ XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY HỊA BÌNH I.2 Sơ lược nhà máy giấy Hịa Bình -Vị Trí :Nhà máy giấy Hịa Bình đặt xã Dân Hạ huyện Kì Sơn tỉnh Hịa Bình, cách quốc lộ khoảng 2km nằm bên cạnh dịng sơng Đà Trước nhà máy giấy Hịa Bình nhà máy sản xuát độc lập năm gần sái nhập với công ty giấy Việt Trì trở thành chi nhánh Việt Trì -Ngun liệu sản xuất chính: Là tre nứa gỗ keo, sản phẩm bột không tẩy, phần cung cấp nguyên liệu bột cho công ty giấy Việt Trì,phần cịn lại dung cho dây chuyền sản xuất giấy cáctong sống nhà máy Hàng năm dự tính nhà máy sản xuất khoảng 3000 bột 1000 giấy cactong sống Nhưng thực tế năm nhà máy sản xuất khoản 2200 gần 1000 giấy sản xuất theo đơn đặt hang đợt -Cơ sở kĩ thuật: Ở nhà máy có hệ thống ba nồi hình cầu 8m3, nồi nấu có bể rửa khuyeech tán nắp them nồi nấu hình cầu 25m3 với máy rửa chân khơng thùng quay Một tec 25m3 dùn để chứa dịch đen sau nấu dung cho hai máy cô đặc, hai máy làm bốc khoảng 70% nước để thu dịch đen làm phụ gia cho sản xuất bê tong Hiện nhà máy có máy xeo dài, xeo cac tong ba lớp với lớp mặt bột nấu lớp đế bột giấy rách giấy lề thu hồi -Nước thải : Bao gồm nước thải từ công đoạn rửa làm bột, nước thải từ lị đặc, nước thải từ phần ép bột tập chung lại chảy cống ngầm nhà máy Sau chảy mương hở ngồi tường rào kết hợp vói nước thải từ phần xeo chảy sông Đà, lưu lượng nước thải khoảng 1500m3/ngày đêm II- Quy trình sản xuất giấy II.1 Nguyên liệu Giấy sản xuất từ giấy, bột giấy lại sản xuất từ nguyên liệu ban đầu loài thực vạt gỗ, tre nứa loại thân thảo Bột giấy có thành phần chủ yếu xenlulozo Ở lồi thực vật nói chung có thành phần sau : Xenluloxo, Hemixenlulozo, lignin hợp chất khác + Xanlulozo hemixenluloza polisacatit Zenluloza hợp chất hemixenluloza tập hợp hoạp chat khác Tùy mục đích sử dụng mà yêu cầu hàm lượng xenluloza bột khác tùy theo người ta sử dụng cá phương pháp chế biến để lọai bỏ hemixenluloza Còn xenluloza thành XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY HỊA BÌNH phần bột,thành phần chủ yếu tạo nên bền vững tờ giấy Cho nên trinh sản xuất người ta cố gắng cho xenluloza bị tác động tốt giữ lại hàm lượng xenluloza cao tốt + Lignin hợp chất cao phân tử mà mắt xích sở đơn vị phenylpropan với số nhóm định chức khác nhau, có liên kết khác Đây hợp chất có chứa vịng thơm có khả gây màu cho bột cần phải loại bỏ trình sản xuất bột giấy Và trình sản xuất bột người ta cố gắng tìm điều kiện kĩ thuật công nghệ phù hợp để loại bỏ dược hoàn toàn lignin Nguyên liệu thô dùng sản xuất giấy bột giấy Việt Nam gồm hai nguồn từ rừng (tre gỗ mềm) giấy tái chế (giấy thải) Bột giấy dùng để sản xuất loại sản phẩm khác giấy viết, giấy bao bì, bìa cáctơng, v.v khác Tuy nhiên pha trộn bột giấy tạo từ ngun liệu thơ khác để có đặc tính mong muốn cho thành phẩm Hướng tái chế giấy nhà quản lý đánh giá hướng phát triển bền vững cho ngành công nghiệp giấy nước phát triển áp dụng triệt để Hình 2.1 ; Nguyên liệu gỗ rừng giấy th II.2 Quy trình sản xuất XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY HỊA BÌNH Ngun liệu thơ nước sông không qua xử lý phèn Dd NaOH, NaHSO3 Na2S, Xử lý nguyên liệu Nấu Bột xenluloza màu đen lẫn ligin sót lại chưa bị hịa tan nước Vỏ cây, BOD,chất khác Rửa Dịch đen,sp p.ư hòa tan h/c vịng thơm cao phân tử khó phân hủy:chất trích li, hemixenlulozaxơ sợi,ligin pH cao-kiềm dư NT1 dịch đen, bột sống chưa nấu Bột gỗ sống sàng li tâm cô đặc nước, clo, NaOH H2O2 tạp chất cát, mảnh chưa nấu nước trắng thu hồi dùng gđ rửa nước thải Tẩy NT2 nước Làm Xeo giấy nước thải Giấy thành phẩm XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY HỊA BÌNH Hình 2.2: Sơ đồ quy trình sản xuất giấy Thuyết minh quy trình sản xuất - Giai đoạn : Sơ chế Từ nguyên liệu thô ban đầu bao gồm tre nứa, gỗ keo tiến hành xử lý nguyên liệu thái mỏng gỗ gỗ cắt thành mảnh nhỏ đề - Giai đoạn : Nấu bột giấy Các mảnh nhỏ nấu với NaOH nhiệt độ cao đẻ tách lignin(chất keo tự nhiên gắn kết sơi gỗ với nhau) từ xenluloza bột giấy Gỗ thường gồm 50% xơ, 20-30% đường không chứa xơ, 20-30% lignin Lignin hợp chất hóa học liên kết xơ với Các xơ tách khỏi lignin cách nấu với hóa chất nhiệt độ áp suất cao nồi nấu Quá trình nấu thực theo mẻ với kiềm (NaOH) nước Lượng NaOH sử dụng khoảng 10-14% nguyên liệu thô Một mẻ nấu hoàn tất sau khoảng khoảng thời gian loại khí xả khỏi nồi nấu Trong trình nấu phải trì tỉ lệ rắn/lỏng (dung tỉ mẻ) nằm khoảng 1:3 đến 1:4 Sau nấu, chất nằm nồi nấu xả nhờ áp suất vào tháp phóng Bột thường chuyển qua sàng để tách mấu trước rửa Chất thải lỏng hay dịch đen thu hồi để tận thu hóa chất sử dụng để tạo cấp điện Sản phẩm giai đoạn gồm phần : +Phần lỏng dịch đen gồm có sản phẩm phản ứng hòa tan với hàm lượng hữu cao chủ yếu hợp chất cao phân tử độc hại cho mơi trường nước Phần lỏng cho qua bình ngưng để thu hồi + Phần rắn bột xenluloza có màu đen có lignin cịn sót lại bột chưa bị hòa tan hết bột thu sau nấu cần rửa làm để tách phần dịch đen loại hết mấu mắt, bột sống - Giai đoan : Rửa, làm Bột giấy chưa qua tẩy lọc qua máy rửa màng lọc bột giấy tẩy qua công đoạn xử lý kéo dài 15h Trong trình rửa, bột từ tháp phóng sàng mấu rửa nước Dịch đen lỗng từ bột loại bỏ q trình rửa chuyển đến q trình thu hồi hóa chất Bột tiếp tục rửa bể rửa Quá trình rửa kéo dài khoảng 5-6 - Giai đoạn 4: sàng cô đặc XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY HỊA BÌNH Bột sau rửa thường có chứa tạp chất cát số mảnh chưa nấu Tạp chất loại bỏ cách sàng làm li tâm Phần tạp chất tách loại từ trình sàng bột sản xuất giấy viết giấy in tái chế làm giấy bao bì (khơng tẩy trắng) Phần tạp chất loại từ thiết bị làm li tâm thường bị thải bỏ Sau sàng, bột giấy thường có nồng độ 1% làm đặc tới khoảng 4% để chuyển sang bước tẩy trắng Phần nước lọc tạo trình làm đặc thu hồi tái sử dụng cho trình rửa bột Loại bột dùng sản xuất giấy bao bì khơng cần tẩy trắng chuyển trực tiếp đến công đoạn chuẩn bị xeo Đất sét, CaCO3 titan oxit bổ sung để tăng độ chắn sang, độ trắng độ phẳng, độ mịn giấy.Các tác nhân khác : hồ, nhựa thong,phèn,gieelatin latex sử dụng để tăng độ chống thấm, chống mực nhòe giảm bụi từ sợi gây trở ngại cho trình in Chất diệt khuẩ sinh học để ngăn ngừa phát triển vi khuẩn bột giáy sản phẩm từ giấy - Giai đoạn : Tẩy trắng Giai doạn trộn nước,hóa chất, phẩm.Bộ giấy tẩy trắng sau trộn lẫn với phụ gia hóa chất.Cơng đoạn tẩy trắng thực nhằm đạt độ sáng độ trắng cho bột giấy Công đoạn thực cách sử dụng hóa chất Loại lượng hóa chất sử dụng phụ thuộc vào loại sản phẩm sản xuất từ bột giấy Trường hợp sản phẩm giấy viết giấy in cơng đoạn tẩy trắng thực theo bước, trước bước bột rửa kỹ Trong trình này, lignin bị phân hủy tách hoàn toàn, nhiên, xơ bị phân hủy phần độ dai giấy giảm Các hóa chất dùng cho loại tẩy clo, dioxit clo, hypoclo hydroxide natri Quy trình tẩy ECF sử dụng O2,Cl2 H 2O2 để làm trắng giấy bước tẩy trắng bột truyền thống là: +Bước 1: Clo hóa bột giấy khí clo, khí phản ứng với lignin để tạo hợp chất tan nước tan môi trường kiềm +Bước 2: Lignin oxi hóa loại bỏ cách hịa tan dung dịch kiềm +Bước 3: Đây giai đoạn tẩy trắng thực bột tẩy trắng dungdịch hypochlorite Sau tẩy trắng, bột rửa nước nước trắng (thu hồi từ máy xeo) Nước rửa từ q trình tẩy trắng có chứa chlorolignates clo dư và, vậy, tái sử dụng trực tiếp Vì nước trộn với nước tuần hồn từ cơng đoạn khác tái sử dụng cho trình rửa bột giấy XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY HỊA BÌNH Hiện nay, việc nghiên cứu số bước tẩy trắng, kết hợp sử dụng hóa chất tẩy trắng thân thiện với môi trường peroxide triển khai áp dụng thành công số doanh nghiệp nước - Giai đoạn : Xeo giấy cho thành phẩm Xeosấy thành phẩm : bột giấy ướt sau trộn chảy qua vành chuyển động đan lưới linon dạng mắt cáo để tạo thành giấy dày.Tiếp theo tiến hành nén liên tục để khử nước ép mỏng tờ giấy.Thiết bị sấy khô khơ giấy,giấy cuộn trịn thành kiện, phun hồ để đạt độ mịn bóng sau đưa qua máy cán để tạo độ dày Các cuộn giấy trắng cắt kích cỡ III- Đặc trưng nguồn thải sản xuất Nước sông không qua xử lý phèn N.liệu thô xơ Xử lý nguyên liệu BOD, vỏ Chất phụ gia NaOH;Na2S,H2SO4, NaHSO3,dịch nóng Nấu Nước sông xử lý phèn Rửa H/c hữu cao phân tử Bình ngưng Sàng BOD,nhiều xơ sợi, xenlulozo,mấu mắt,bột sống,các chất lơ lửng,pH cao Xeo Tẩy BOD,COD, H/c chứa Clo,xe sợi Giấy Chưng tỏa Sản xuất hóa chất BOD Chất phụ gia,chất vô cơ,hữu cơ,VK,nấm,tảo 10 Cột thu hồi NaOH,Cl2, NaCl.HCl XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY HÒA BÌNH Cần phải đảm bảo điều kiện dinh dưỡng để vsv hoạt động theo tỷ lệ BOD5 : N : P =100 : :1 Như vậy, ta cần lắp đặt bơm định lượng chất dinh dưỡng tạo điều kiện tốt cho trình xử lý hiếu khí b Tính hiệu xử lý Xác định nồng độ BOD5 hòa tan nước thải đầu Q,So,Xo Bể lắng Bể Aeotank Qe,S,Xe Qr, Xr ,S Hình 6.2: Sơ đồ làm việc hệ thống Qwa ,Xr Trong đó: - Q, Qr, Qw, Qe: Lưu lượng nước đầu vào, lưu lượng bùn tuần hoàn, lưu lượn bùn xả lưu lượng nước đầu ra, m3/ngày - S0, S: Nồng độ chất (tính theo BOD5) đầu vào nồng độ chất sau qua bể Aerotank bể lắng, mg/l - X, Xr, Xc: Nồng độ chất rắn bay bể Aerotank, nồng đọ bùn tuần hoàn nồng độ bùn sau qua bể lắng II, mg/l c.Tính kích thước bể Aerotank Xác định BOD5 hào tan sau lắng II theo mối quan hệ: Tổng BOD5 = BOD5 hòa tan + BOD5của cặn lơ lửng Trong đó: - BOD5 đầu 34,2mg/l - BOD5 hòa tan từ bể Aerotank S, mg/l Cặn lơ lửng đầu SSra = 30mg/l gồm có 55% cặn phân hủy sinh học BOD5 chứa cặn lơ lửng đầu tính sau: 108 XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY HỊA BÌNH Lượng cặn phân hủy sinh học có cặn lơ lửng đầu ra: 0,55 x 30 = 16,5 mg/l Lượng oxy cần cung cấp để oxy hóa hết lượng cặn phân hủy sinh học: 16,5 x 1,42 (mgO 2/mg tế bào) = 23,43 mg/l Chuyển đổi từ giá trị BOD20 sang BOD5 BOD5 = BOD20 x 0,68 = 23,43 x 0,68 = 15,93 mg/l Vậy: 34,2mg/l= S+15,93mg/l S=18,27mg/l Tính hiệu xử lý tính theo BOD hòa tan: E= S0 − S 139,65 − 18,27 100% = x100% = 87% S0 139,65 d Thể tích bể: Thể tích bể Aerotank Vt= QY ( S − S ) X (1 + k d c ) Trong đó: - V: Thể tích bể Aerotank, m3 - Q: Lưu lượng mức đầu vào - Y: Hệ số sản lượng cực đại Y=0,5 - S − S 139,65 − 18,27 S0 − S = = 60,69mg / l : tải lượng xử lý bể; 2 - X nồng độ chất rắn bay trì bể Aerotank, X= 3500mg/l - Kd hệ số phân hủy nội bào, kd=0,06 ngày-1 - c Thời gian lưu bùn hệ thống, c = 10 ngày 109 XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY HỊA BÌNH ➔ Vt = 500 0,5 10 60,69 = 27,1m 3500 (1 + 0,06 10) Kích thước bể Aerotank Thể tích bể Vb=27,1m3 Chọn chiều sâu chứa nước bể h=3m Diện tích bể F= V 27,1 = = 9,03m h Chiều dài bể L=3m Chiều rộng bể B=3m Chiều cao bảo vệ hbv=0,5m Chiều cao tổng cộng bể H=h+hbv=3+0,5=3,5m Vậy bể Aerotank có kích thước sau: L B H= 3,5(m3)=31,5m3 e Thời gian lưu: Thời gian lưu nước bể t = Vt 27,1 = = 0,0542 ngày= 1,3 Qt 500 f Lượng bùn phải xả ngày: Tính hệ số tạo bùn từ BOD5 Yobs= Y + c Kd = 0,5 = 0,3125 + 10 0,06 - Y: hệ số sản lượng, Y=0,5kg VSS/kg BOD (tính theo MLVSS) - Kd: hệ số phân hủy nội bào, kd=0,06 ngày -1 - c : thời gian lưu bùn, c = 10 ngày - Lượng bùn hoạt tính sinh khử BOD5(tính theo MLVSS) 110 XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY HỊA BÌNH Px(VSS)= Yobs Qt S − S0 139,65 − 18,27 = 0,3125 500 10 −3 = 9,483kgVSS / ngày 2 Tổng cặn lơ lửng ngày MLVSS MLVSS = 0,8 MLSS = MLSS 0,8 Pxl ( SS ) = Px (VSS ) 9,483 = = 11,85kgSS / ngày 0,8 0,8 Lượng cặn dư hàng ngày xả Pxd = Pxl − Qt SS 10 −3 = 11,85kgSS / ngày − 500m / ngày 30 g / m 10 −3 kg / g = 4,35kg / ngày Tính lượng bùn thải hàng ngày (Q w) từ đáy bể lắng theo đường tuần hoàn bùn c = VX Qw X r + QC X C Qw = VX − Qc X c c X r c Trong - X: nồng đọ chất rắn bay bể Aerotank X=3500mg/l - : Thời gian lưu bùn = 10 ngày - Qc: Lưu lượng nước đưa từ bể lắng bậc II (lượng nước thải khỏi hệ thống) Xem lượng nước thất thoát tuần hồn bùn khơng đáng kể nên Qc=Qt=500m3/ngày - Xe: Nồng độ chất rắn bay đầu hệ thống 0,8.SS 0,8.30 = = 12mg / l 2 27,1 3500 − 500 12 10 Qw = = 0,5m / ngày 7000 10 Xe = 111 XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY HỊA BÌNH g Tính hệ số tuần hồn ( ) từ phương trình cân vật chất: Từ phương trình cân vật chất: X(Qt+Qr)=XtQr+XrQW Suy Qr = XQt − X r Qw 3500 500 − 7000 0,5 = = 499m / ngày Xt − X 7000 − 3500 Trong Qt: Lưu lượng nước thải, Qt=500m3/ngày X: Nồng độ VSS bể Aeroten, X=3500mg/l Qr: Lưu lượng bùn hoạt tính tuần hồn X0: Nồng độ VSS nước thải dẫn vào bể Aeroten, X=0 Xr: Nồng độ VSS bùn tuần hoàn, Xr=7000mg/l = Qr 499 = = 0,998 Q 500 h Kiểm tra tỷ số F/M tải trọng thể tích bể: S0 F = Chỉ số F/M: M X Trong đó: - S : BOD5 đầu vào bể - X: Hàm lượng SS bể, X=3500mg/l - : Thời gian lưu nước, = 0,10 ngày F 9,03 = = 0,0258ngày −1 M 0,10 3500 Giá trị nằm khoảng cho phép thông số thiết kế bể (0,20,6kg/kg.ngày) 112 XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY HỊA BÌNH Tốc độ oxy hóa 1g bùn hoạt tính = = (S − S ) X (139,65 − 18,27) 0,10 3500 = 0,1734(mg BOD /g.ngày) Tải trọng thể tích bể Aerotank S0 139,65 Qt 10 −3 500 2 L= = = 1,29kgBOD5 / m Vt 27,1 Giá trị khoảng thông số cho phép thiết kế bể (0,81,92kgBOD /m ngày) i.Tính lượng oxy cần cung cấp cho bể Aerotank dựa BOD 20+ Lượng oxy cần thiết điều kiện tiêu chuẩn Qt OC = (S − S ) − 1,42 Px (VSS ) f Với f hệ số chuyển đổi BOD BOD 20 , f=0,68 139,65 − 18,27 − 1,42 9,483 0,68 1000 500 OC = =31,16 kgO /ngày Lượng oxy thực tế cần sử dụng cho bể [1] C S 20 C SH − C d OC t =OC (T − 20 ) 1,024 Trong đó: 113 XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY HỊA BÌNH - Lấy nồng độ oxy cần trì bể hải2mg/1 - Hệ số điều chỉnh lượng oxy ngấm vào nước thải , =0,7 Tra phụ lục D, Unit operation processes in environment engineering - Nồng độ oxy bão hòa nước 20 o C: C s 20 =9,17mg/1 - Nồng độ oxy bão hòa nước 26 C: C SH =8,22mg/1 - Hệ số điều chỉnh lực căng bề mặt hàm lượng muối nước thải =1 9,17 → OCt = 31,16 = 56,92kg / ngày ( 26− 20 ) 0,7 8,22 − 1,024 Tính lượng khơng khí cần thiết để cung cấp vào bể Q kk = OC t f OU Trong đó: - OC t : Lượng oxy thực tế cần sử dụng cho bể: OC t =261kgO /ngày - OU: Cơng suất hịa tan oxy vào nước thải thiết bị phân phối - F: Hệ số an toàn, chọn f=1,5 Chọn dạng đĩa xốp, có màng phân phối da min, đường kính 170mm, diện tích bề mặt F=0,02m Cường độ thổi khí 200L/phút đĩa=12m /giờ Độ sâu ngập nước thiết bị phân phối h=3m( lấy gần chiều sâu bể) Tra bảng ta có: Ou=7gO /m m OU=Ou h= 3= 21 gO /m Ou: Cơng suất hịa tan oxy vào nước thải thiết bị phân phối tính theo gO /m khơng khí → Qkk = 56,92 1,5 24.21.10 −3 114 XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY HỊA BÌNH = 169,4(m /giờ)=2823 l/phút Số đĩa cần phân phối bể N= Qkk ( L / phút ) 2823 = = 14,115 200( L / phút.dia) 200 Chọn N=15 đĩa Bảng: Thông số thiết kế bể Aerotank stt Thơng số Đơn vị Kích thước Số lượng bể Đơn nguyên 2 Chiều dài bể L M 3 Chiều rộng bể B M Chiều cao bảo vệ hbv M 0,5 Chiều cao tổng cộng bể H M 3,5 1.8 Bể lắng II a Mục đích: Sau qua bể Aerotank hầu hết chất hữu hòa tan nước thải bị phân hủy hoàn toàn Tuy nhiên, hàm lượng bùn hoạt tính có nước thải lớn, bùn hoạt tính chất lơ lửng tách bể lắng II Chọn bể lắng II bể lắng ly tâm b Tính tốn Bảng 4.12: Bảng thông số chọn tải xử lý bể lắng II Loại cơng trình xử lý sinh học Tải trọng bề mặt( m / ngày.m2 Trung bình Lớn Tải trọng chất rắn( Chiều cao kg/h.m3 tổng cộng (m) Trung Lớn bình 115 XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY HỊA BÌNH + Bùn hoạt tính khuếch tán khơng khí 16-23 40-48 3.9-5.8 9.7 3.7-6.0 + Bùn hoạt tính khuếch tán oxy nguyên chất 16-32 40-48 4.9-6.8 9.7 3.7-6.0 Trong trường hợp xét, chọn: Tải trọng bề mặt: LA = 12m3 /m2 ngày Tải trọng chất rắn : Ls =5kg/m2 h Diện tích bề mặt bể lắng theo tải trọng bề mặt : AL = TB Qngày LA = 500m / ngày 12m / m ngày = 41,67m Diện tích bề mặt bể lắng theo tải trọng chất rắn : (Q + Qr ) * MLSS (20,83 + 20,79)m / h * 5000 g / m AS = = =41,62m2 Ls 5kg / m h *1000 g / kg Do AS < AL , diện tích bề mặt theo tải trọng bề mặt diện tích tính tốn Đường kính bể : Dbể = 0.2Dbể =0.2*9=1.8m Chiều cao ống loe( h’ = 0.2 0.5m) Chọn h’ =0.3m b Xác định chiều cao bể Chọn chiều hữu ích: H=4m Chiều cao lớp bùn lắng: hb =1.5m Chiều cao bảo vệ: hbv =0.3m Chiều cao tổng cộng bể lắng: Htc =H+ hb + hbv =4m+1.5m+0.3m=5.8m Chiều cao ống trung tâm: 116 XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY HỊA BÌNH H=60%H=4*0.6=2.4m c thời gian lưu nước bể lắng: Thể tích bể lắng: V=A*Htc =41,62m2 *5.8m=241,96m3 Thể tích phần lắng:VL = ( Dbe2 + Dtt2 )*H= (9+1.8)*4=34m3 Thời gian lưu nước: 34m VL t= = =0.817h Q + Qr (20,83 + 20,79)m / h Thể tích phần chứa bùn: Vb = A x hb = 41,62 x 1.5 = 62,43 m3 Thời gian lưu trữ bùn bể: Tb = Vb / ( Qw + Qr ) = 62,43 m3 / (( 0,2083+20,79) m3/h) = 2,99 h Tải trọng máng tràn: Ls = Q + Qr / (π Db) = ((500 + 499) m3/ngày) / (π x 9m) = 35,35 m 3/m.ngày Giá trị nằm khoảng cho phép: Ls< 500 m3/m.ngày Bảng 6.13: thông số thiết kế bể lắng II STT Thông số Đơn vị Kích thước Số lượng bể Cơng trình 2 Đường kính M Chiều cao bùn lắng M 1.5 Thể tích bình lắng m3 241,96 Thể tích chứa bùn m3 62,34 11 Bể khử trùng 117 XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY HỊA BÌNH a.Nhiệm vụ Sau giai đoạn xử lí học, sinh học… song song với việc làm giảm nồng độ CƠN đạt tiêu chuẩn số lượng vi trùng giảm đáng kể đến 90- 95% Tuy nhiên lượng vi trùng cịn cao cần phải thực giai đoạn khử trùng nguồn nước b.tính tốn • • • ❑ ❑ ❑ ❑ Chọn thời gian tiếp xúc Clo nước thải 30 phút Vbể tiếp xúc = Qt =1000.30/ (24.60) = 20,83 m3 Chọn vận tốc dòng chảy bể tiếp xúc, chọn v= 2,0 m/ phút= 0,03m/s Tiết diện ngang bể tiếp xúc An= Qtbs/ v= 0,0116/ 0,03= 3,87 m2 Chọn chiều sâu hữu ích bể h= 1,5m Chiều sâu bể tiếp xúc H= h+h bv= 1,5+0,5= 2m Chiều rộng bể: W= An/ h = 3,87/ 1,5= 2,58m Chiều dài bể: L=V/ W.h= 20,83/ (2,58*1,5)= 5,38m Để giảm chiều dài xây dựng bể, chia bể làm ngăn chảy theo hướng zích zắc, chiều rộng ngăn 2,58m=> tổng chiều rộng bể là: 2,58*2= 5,16m Chiều dài bể L= V/nWh= 20,83/ 2*2,58*1,5=2,7m ( n=2 số ngăn bể ) Vậy xây bể tích V=L×B×H= 5,38*5,16*2= 55,52m 11.Bể chứa bùn a Nhiệm vụ: Bùn từ đáy bể lắng li tâm đua vào hố thu bùn có ngăn, phần bùn bể bơm tuần hoàn lại bể Aerotank nhằm trì nồng độ bùn hoạt tính bể, phần bùn dư đưa vào máy ép bùn băng tải b Tính tốn Ngăn thứ nhất: thời gian lưu bùn ngăn thứ hai: t1 = 48h 118 XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY HỊA BÌNH lưu lượng bùn đến ngăn chứa bùn dư ( gồm bùn tươi từ: bể UASB, bùn dư từ bể lắng II) Q = 2Qw + QlắngII = x 0,5 +1,1469 = 2,15 m 3/ngày Thể tích ngăn chứa bùn dư: V1 =( Q/ 24h) x t1 =(( 2,15m3/ ngày)/ 24h) x 48h = 4,3 m3 Chọn chiều cao ngăn thứ nhất: H1 = 1m , chiều cao bảo vệ hbv = 0.3m Kích thước ngăn thứ 2: L x B x Htc = 2m x 2m x 1,5m=6m3 PHẦN : KIẾN NGHỊ VÀ KẾT LUẬN 1.Kết luận Nước thỉa sản xuất bột giấy loài nước thải có nồng độ chất nhiễm cao chất thải cơng nghiệp Do u cầu cơng nghệ có khả xử lý dến giới hạn cho phép phải đáp ứng chi phí đầu tư thấp chi phí vận hành khơng q cao điều khong dễ thực Tuy nhiên để tổ chức hệ thống xử lý cơng nghiệp khó khăn lien quan đến nhiều yếu tố nh kinh tế, xã hội điều kiện tự nhiên, vi trí địa lý…do với cơng suất 1500m3/ngày cơng st thuộc cơng trình quy mơ vừa nhỏ ta cần phải tính tốn để phù hợp với khả đầu tư điều kiện vận hành.công ngh Kiến nghị 2.1 Về công nghệ Hệ thống xử lý nước thải thiết kế chi tiết vấn đề thi công cần chặt chẽ tránh để xảy sai sót Nhanh chon áp dụng kết nghiên cứu để nâng cao hiệu xử ký hạ giá thành xử lý 2.2 Về kĩ thuật Để đưa công tác xử lý kĩ thuật vào nề nếp ổn định cần xây dựng hệ thống quản lý thống tất hoạt động của trạm xử lý ghi nhận lại để cập nhật thong tin đề xuất biện pháp xử ký phù hợp 119 XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY HỊA BÌNH Trang bị bảo hộ lao động cho công nhân viên trạm xử ký.Thường xun kiểm tra cơng tác bảo trì vận hành hệ thống xử lý nước thải Đòa tạo bồi dưỡng tay nghề cho cán công nhân viên trạm xử lý nước thải TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Trịnh Xuân Lai- tính tốn cơng trình xử lý nước thải- NXB xây dựng Hà nội Hệ thống tiêu -chuẩn quy chuẩn Việt Nam 3.PGs.Ts Nguyễn Văn Phước- gióa trình xlý nước thải sinh hoạt công nghiệp phương pháp sinh học Lê Minh Triết ,Nguyễn Thanh Tùng , Nguyễn Phước Dân- Xử lý nước thải đô thị cơng nghiệp- tính tốn thiết kế cơng trình -tài nguyên môi trường TpHCM 120 XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY HỊA BÌNH 121 XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY HỊA BÌNH 122 ... BTNMT,cột B 23 XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY HỊA BÌNH Phương án lựa chọn 24 XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY HỊA BÌNH Thuyết minh cơng nghệ xử lí nước thải Dịng nước thải Nước thải từ công đoạn nấu... NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY HỊA BÌNH 22 XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY HỊA BÌNH VI- Lựa chọn thuyết minh công nghệ xử lý nước thải cho nhà máy giấy Hịa Bình VI.1 u cầu cơng nghệ * Yêu cầu công nghệ xử lý. .. xuất III Đặc trưng nguồn thải Nước thải Khí thải Chất thải rắn IV Quy trình cơng nghệ xử lý Tổng quan phương pháp xử lý V Giả thuyết công nghệ xử lý Phương án : Hệ thống xử lý nhà máy giấy Hoàng