xử lí nước thải nhà máy giấy

TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO 33 TThhiieeátát kkeế bbeể å A ân Aeerroottaannkk xxưử û llyý ù nnưươớcùc tthhaảiûi xxeeoo ggiiaấy ccoon â gg ssuuaấtát 11000000 m m3//nnggaàỳy đđeêm âm LỜI MỞ ĐẦU O F N Việt Nam giai đoạn đổi mới, kinh tế chuyển phát triển mạnh mẽ Các ngành công nghiệp, đơn vị sản xuất tranh đua phát triển, mở rộng sản xuất nhằm đáp ứng nhu cầu ngày tăng mặt người Cũng ngành công nghiệp khác, ngành giấy phát triển không ngừng, nhu cầu giấy lớn với chủng loại sản phẩm ngày đa dạng Thế nguyên nhân việc lượng nước thải chất thải khác gia tăng đe dọa ô nhiễm môi trường nghiêm trọng cần kiểm soát Phương pháp xử lý sinh học ứng dụng rộng rãi từ 100 năm nay, đến bây giờ, có mặt hầu hết công trình xử lý nước thải tương lai phát triển mạnh mẽ với nhiều công trình ứng dụng Đồ án môn học xử lý chất thải mà em thực nhằm nghiên cứu áp dụng, tính toán thiết kế công trình xử lý sinh học cho nước thải xeo giấy Trong trình thực đồ án, có cố gắng số lỗi, nên em mong muốn thầy cô góp ý, chỉnh sửa giúp em hoàn thành tốt nhiệm vụ môn học I H O U M X G N N A R T I O SVTH : Nguyễn Đức Ban TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO 33 TThhiieếtát kkeế bbeể å A ân Aeerroottaannkk xxưử û llyý ù nnưươớcùc tthhaảiûi xxeeoo ggiiaấy ccoon â gg ssuuaấtát 11000000 m m3//nnggaàỳy đđeêm âm CHƯƠNG : GIỚI THIỆU CHUNG I Đặt vấn đề Công nghiệp sản xuất giấy bột giấy chiếm vị trí quan trọng kinh tế nước ta Công nghiệp giấy phát triển với phát triển kinh tế xã hội, nhu cầu sản phẩm giấy ngày tăng, thu hút nhiều lao động tham gia kéo theo phát triển số ngành liên quan : lâm nghiệp, xuất nhập khẩu, vận tải, ; ngành công nghiệp thiếu đời sống người dân Công nghiệp sản xuất giấy đời vừa đáp ứng nhu cầu nước vừa giải O F N việc làm cho phận đáng kể nhân dân Giấy đáp ứng nhu cầu thiết I H sống người để phục vụ nhiều mục đích khác như: giấy viết, giấy in, giấy bao bì, vàng mã, sinh hoạt…Bột giấy sản xuất từ nguyên liệu chủ yếu gỗ, tre, nứa, lồ ồ, giấy tái N A sinh,…Tuy nhiên, lượng nước thải ngành công nghiệp thải mà không qua xử lý ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường nước Độc tính dòng nước thải từ nhà máy sản X G N xuất bột giấy giấy diện hỗn hợp phức tạp dịch chiết thân bao gồm : nhựa cây, axit béo, lignin … số sản phẩm phân hủy lignin bị clo hóa có trọng lượng phân tử thấp Nồng độ số chất từ dịch chiết có khả gây ức chế O U cá Khi xả trực tiếp nguồn nước thải kênh rạch hình thành mảng giấy lên R T I O mặt nước, làm cho nước có độ màu cao hàm lượng DO nước không Điều ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường sống sinh vật nước mà gián tiếp ảnh hưởng đến sức khỏe người dân khu vực M Hiện có khoảng 90 nhà máy giấy hoạt động nước, sản lượng giấy tỉnh phía nam gần 90000 / năm, Thành phố Hồ Chí Minh chiếm 12000 / năm Tổng sản lượng bột giấy miền nam đạt đến 92500 / năm, Thành phố Hồ Chí Minh chiếm 18000 / năm Nước thải nghành công nghiệp giấy có hàm lượng COD cao 22000 – 46500 mg/l, BOD chiếm từ 40 – 60 % COD phần lớn gây từ chất hữu không Lignin Ngoài tiêu ô nhiễm nước thải dịch đen đề cập nước thải xeo giấy có tỉ lệ COD, BOD, Lignin không cao nước thải dịch đen tiêu vượt giới hạn cho phép, cần xử lý trước xả vào nguồn tiếp nhận điều tất yếu SVTH : Nguyễn Đức Ban TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO 33 TThhiieếtát kkeế bbeể å A ân Aeerroottaannkk xxưử û llyý ù nnưươớcùc tthhaảiûi xxeeoo ggiiaấy ccoon â gg ssuuaấtát 11000000 m m3//nnggaàỳy đđeêm âm II Nhiệm vụ đồ án ü Tìm hiểu nguồn gốc, tính chất đặc trưng, khả gây ô nhiễm nước thải sản xuất giấy bột giấy ü Tổng quan phương pháp xử lý nước thải công nghiệp sản xuất giấy bột giấy ü Lựa chọn công nghệ xử lý nước thải phù hợp ü Tính toán thiết kế công trình xử lý O F N I H O U M X G N N A R T I O SVTH : Nguyễn Đức Ban TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO 33 TThhiieếtát kkeế bbeể å A ân Aeerroottaannkk xxưử û llyý ù nnưươớcùc tthhaảiûi xxeeoo ggiiaấy ccoon â gg ssuuaấtát 11000000 m m3//nnggaàỳy đđeêm âm CHƯƠNG : CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GIẤY VÀ BỘT GIẤY Công nghệ sản xuất giấy chia làm giai đoạn : sản xuất bột giấy xeo giấy Sở dó chia : _ Nguyên liệu giai đoạn xeo giấy bột giấy _ Bột giấy sản xuất từ nguyên liệu thô tre, nứa, gỗ , Thành phẩm giai đoạn bột giấy, bột giấy chuyển sang giai đoạn xeo làm sản phẩm bán thị trường _ Thành phần nồng độ chất thải từ trình sản xuất bột giấy lớn nhiều so với giai đoạn xeo giấy I O F N I H Giai đoạn sản xuất bột giấy Nguyên liệu N A Các tế bào thực vật, đặc biệt tế bào gỗ, chứa nhiều sợi cellulose, nguyên liệu thô cho công nghệ sản xuất giấy bột giấy Sợi cellulose chủ yếu cung cấp từ nguồn sau: X G N · Các loại gỗ : Bạch đàn, bồ đề, mỡ, keo,… O U · Các thực vật gỗ : Tre, nứa, bã mía, rơm rạ,… R T I O · Các vật liệu tái sinh : Vải vụn, giấy vụn, giấy sử dụng,… Trong đó, gỗ nguồn cung cấp sợi quan trọng Thành phần hóa học gỗ bao gồm: M v Cellulose Cellulose carbohydrate, nhiều phân tử đường glucose tạo thành nên gọi polysaccharide Công thức hóa học cellulose (C6H10O5)n, n thay đổi tùy theo loại gỗ Thông thường sợi cellulose dùng sản xuất giấy có giá trị n nằm khoảng 600 – 1500 v Hemicellulose Các chuỗi cellulose dạng dài gọi alpha cellulose Các chuỗi cellulose ngắn thường gọi chung hemicellulose SVTH : Nguyễn Đức Ban TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO 33 TThhiieeátát kkeeá bbeể å A ân Aeerroottaannkk xxưử û llyý ù nnưươớcùc tthhaảiûi xxeeoo ggiiaấy ccoon â gg ssuuaấtát 11000000 m m3//nnggaàỳy đđeêm âm Một số hemicellulose liên kết với cellulose, số lại chủ yếu liên kết với lignin Thông thường, hemicellulose dễ bị phân hủy hòa tan cellulose nên hàm lượng chúng bột giấy thấp gỗ v Lignin Là hợp chất cao phân tử hình dạng xác định Lignin đóng vai trò cầu nối sợi gỗ với Về cấu tạo hóa học, lignin polymer thơm bao gồm đơn vị phenyl propane liên kết với không gian 03 chiều v Extractive O F N Trong sợi gỗ có chứa số chất khác acid béo, nhựa cây, phenol, rượu, protein,…Hầu hết chất tan nước gọi chung extractive I H Ngành công nghiệp sản xuất giấy sử dụng lượng lớn hóa chất công đoạn nấu, tẩy, xeo,… chất oxi hóa để khử lignin (Clo, hypoclorit, peroxit…), có đá vôi, xút, cao lanh, nhựa thông, chất kết dính tự nhiên tổng hợp O U M X G N N A R T I O SVTH : Nguyễn Đức Ban TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO 33 TThhiieếtát kkeế bbeể å A ân Aeerroottaannkk xxưử û llyý ù nnưươớcùc tthhaảiûi xxeeoo ggiiaấy ccoon â gg ssuuaấtát 11000000 m m3//nnggaàỳy đđeêm âm Qui trình công nghệ sản xuất bột giấy Nguyên liệu thô (lồ ô, dăm, đũa) Nước, NaOH Dịch đen Chặt, băm nhỏ thành dăm Nước Nước thải rửa nấu Nấu Nước, bột giấy O F N Nước Nghiền nhão X G N N A Khuấy trộn, rửa O U M I H Rửa R T I O Tách nước Nước thải rửa Nước thải Bột giấy thành phẩm Các dòng nước vào công nghệ sản xuất bột giấy SVTH : Nguyễn Đức Ban TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO 33 TThhiieeátát kkeế bbeể å A ân Aeerroottaannkk xxưử û llyý ù nnưươớcùc tthhaảiûi xxeeoo ggiiaấy ccoon â gg ssuuaấtát 11000000 m m3//nnggaàỳy đđeêm âm * Nghiền bột a Nghiền bột từ sợi tái chế Máy nghiền bột học sử dụng để nghiền giấy, trộn nước chuyển hóa thành hỗn hợp đồng nhất, bơm nước Các chất nhiễm bẩn nặng cát, sỏi,… thải bỏ chảy lơ lửng hệ thống máng Tại chất nặng lắng xuống lấy khỏi hệ thống theo định kì Sợi phân loại riêng dạng huyền phù nhẹ, sau chảy qua loạt sàng lọc có lớp đục lỗ Ở chất nhiễm bẩn nhẹ hơn, lớn sợi bị loại Trong số qui trình công nghệ cần phải có sản phẩm thật sạch, phải có loạt cyclon làm đặt sau sàng lọc Ở công đoạn này, phải sử dụng máy lọc tinh học khử mảnh vụn nhằm đảm bảo cho sợi tách rời tạo đủ độ bền liên kết sợi giấy Cách sản xuất phù hợp việc sản xuất loại bao gói O F N I H b.Nghiền bột học N A Trong nghiền bột học, sợi chủ yếu bị tách rời lực học máy nghiền thiết bị tinh chế Qui trình công nghệ nguyên thủy gia công gỗ tròn đá – gỗ ép đá nghiền quay tròn Công nghệ làm loại bột giấy có độ dai tương đối thấp X G N Ở máy tinh chế TMP (Thermal Mechanical Pulping) máy nghiền áp lực cách xử lý học tiến hành áp lực nhiệt độ cao, bột giấy có thuộc tính độ dai tốt bột giấy học truyền thống O U R T I O c Nghiền bột hóa học bán hóa học Trong nghiền bột hóa học bán hóa học, nguyên liệu sợi xử lý với hóa chất nhiệt độ áp lực cao (nấu) Mục đích trình xử lý nhằm hòa tan làm mềm thành phần chất lignin liên kết sợi nguyên liệu với nhau, đồng thời lại gây phá hủy tốt thành phần cellulose (tăng độ dai sợi) Cách xử lý tiến hành nồi áp suất (nồi nấu), vận hành theo chế độ liên tục theo mẻ M * Sau chưng nấu, hóa chất chuẩn bị cho trình tạo bột giấy chuyển vào đóng nắp lại Ở chất lỏng màu đen (nước thải dịch đen) xả bỏ ống tháo nước Bột giấy cô cạn sau rửa, nước rửa xả bỏ, tái sử dụng hay cho quay trở lại trình phân tách tái tạo ban đầu Trong trình rửa bột giấy, qua máy lọc nên mác gỗ chất không bị phân hủy bị loại bỏ Sau dẫn vào phận khử nước bao gồm lưới chắn hình trụ (gọi lưới gạn bột giấy) xoay quanh đường dẫn bột giấy vào Sau khử nước hỗn hợp chuyển sang bể tẩy trắng , hỗn hợp xáo trộn SVTH : Nguyễn Đức Ban TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO 33 TThhiieếtát kkeế bbeể å A ân Aeerroottaannkk xxưử û llyý ù nnưươớcùc tthhaảiûi xxeeoo ggiiaấy ccoon â gg ssuuaấtát 11000000 m m3//nnggaàỳy đđeêm âm nước ấm hòa tan dung dịch canxi hypochlorite Ca(OCl)2 hay hydrogen peroxide Sản phẩm sau trình sản phẩm bột giấy bán hay tái tạo công nghiệp làm giấy II Giai đoạn làm giấy Nguyên liệu thô (Giấy vụn, bột giấy) Nước Hòa trộn O F N Nghiền tinh Lắng lọc Phèn, nhựa thông, màu X G N Phối liệu O U I H N A Cán ép (tạo hình giấy) M R T I O Nước thải Xeo giấy Cắt cuộn Thành phẩm Các dòng nước vào công đoạn làm giấy Quá trình làm giấy bao gồm trước tiên chọn lựa xáo trộn thích hợp bột giấy (gỗ, vải cũ, lanh, sợi đay, rơm, báo cũ, ) Hỗn hợp bột giấy bị phân huỷ xáo trộn máy nhào trộn hay loại thiết bị nhồi với thuốc nhuộm, để chất lượng sản phẩm giấy sau đạt chất lượng tốt, người ta cho hồ vào để lắp đầy lỗ rỗng bột khí có bột giấy Bột giấy tinh chế phễu hình nõn lõm cố định, bên bên mặt hình SVTH : Nguyễn Đức Ban TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO 33 TThhiieeátát kkeeá bbeể å A ân Aeerroottaannkk xxưử û llyý ù nnưươớcùc tthhaảiûi xxeeoo ggiiaấy ccoon â gg ssuuaấtát 11000000 m m3//nnggaàỳy đđeêm âm nón gắn dao cùn, máy có tốc độ quay điều chỉnh với mục đích xáo trộn điều chỉnh đồng dạng trình làm giấy Cuối bột giấy lọc qua lưới chắn để loại bỏ dạng vón cục bùn tạo vết làm giảm chất lượng giấy Kế tiếp bột giấy chuyển qua dây đai lưới chắn mang vào máy cán Nước loại bỏ giai đoạn nước thải xeo, màu nước nên người ta gọi nước thải dòng trắng Khuôn in giấy bao gồm máy cán sau: máy cán gạn lọc để loại bỏ giấy không chất lượng, cán hút để loại bỏ nước, ép cán khô khử phần nước lại trước cho giấy, cuối cán hoàn tất để định hình cuối sản phẩm giấy Sản phẩm cuối dùng với nhiều mục đích giấy in, báo, giấy gói, giấy viết, giấy thấm, giấy gói thực phẩm không thấm, III Các loại nước thải O F N _ Dòng thải rửa nguyên liệu bao gồm chất hữu hòa tan, đất đá, thuốc bảo vệ thực vật, vỏ cây, _ Dòng thải trình nấu rửa sau nấu chứa phần lớn chất hữu hòa tan, hóa chất nấu phần xơ sợi Dòng thải có màu tối nên thường gọi dịch đen Dịch đen có nồng độ chất khô khoảng 25 đến 35 %, tỷ lệ chất hữu vô 70:30 _ Thành phần hữu chủ yếu dịch đen lignin hòa tan vào dịch kiềm (30 đến 35% khối lượng chất khô), sản phẩm phân hủy hydratcacbon, axit hữu Thành phần hữu bao gồm chất nấu, phần nhỏ NaOH, Na2S, Na2SO4, Na2CO3 phần nhiều kiềm natrisunfat liên kết với chất hữu kiềm Ở nhà máy lớn, dòng thải xử lý để thu hồi tái sinh sử dụng lại kiềm phương pháp cô đặc – đốt cháy chất hữu – xút hóa Đối với nhà máy nhỏ thường hệ thống thu hồi dịch đen, dòng thải thải thẳng dòng thải khác nhà máy, gây tác động xấu tới môi trường _ Dòng thải từ công đoạn tẩy nhà máy sản xuất bột giấy phương pháp hóa học bán hóa chứa hợp chất hữu cơ, lignin hòa tan hợp chất tạo thànhcủa chất với chất tẩy dạng độc hại, có khả tích tụ sinh học thẻ sống hợp chất clo hữu cơ, làm tăng AOX nước thải Dòng có độ màu, giá trị BOD5 COD cao _ Dòng thải từ trình nghiền bột xeo giấy chủ yếu chứa xơ sợi mịn, bột giấy dạng lơ lửng chất phụ gia nhựa thông, phẩm màu, cao lanh _ Dòng thải từ khâu rửa thiết bị, rửa sàn, dòng chảy tràn có hàm lượng chất lơ lửng hóa chất rơi vãi Dòng không liên tục _ Nước ngưng trình cô đặc hệ thống xử lý thu hồi hóa chất từ dịch đen Mức độ ô nhiễm nước ngưng phụ thuộc vào loại gỗ, công nghệ sản xuất _ Nước thải sinh hoạt I H O U M IV X G N N A R T I O Nước thải từ công nghệ xeo giấy Dòng thải từ công nghệ xeo giấy chứa chủ yếu bột giấy chất phụ gia, gọi nước trắng Nước tách từ phận máy xeo giấy khử nước, ép giấy Phần lớn SVTH : Nguyễn Đức Ban TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO 33 TThhiieếtát kkeế bbeể å A ân Aeerroottaannkk xxưử û llyý ù nnưươớcùc tthhaảiûi xxeeoo ggiiaấy ccoon â gg ssuuaấtát 11000000 m m3//nnggaàỳy đđeêm âm dòng thải sử dụng trực tiếp cho giai đoạn tạo hình giấy hay cho công đoạn chuẩn bị nguyên liệu vào máy xeo gián tiếp sau nước thải qua bể lắng để thu hồi giấy xơ sợi Nước thải công đoạn chiếm tới 90% lưu lượng tổng cộng nhà máy tương đối nồng độ chất nhiễm bẩn không cao, BOD trung bình, độ màu thấp, pH gần trung tính, không chứa lignin, hàm lượng chất rắn lơ lửng cao, chủ yếu bột giấy chất độn thất thoát Lượng chất rắn dễ dàng thu hồi phương pháp lắng * Thành phần tính chất nước thải công đoạn xeo giấy Thông số Đầu vào PH BOD5 tổng, mg/L COD, mg/L SS, mg/L Độ màu, Pt – Co N – NH3, mg/L P – PO43-, mg/L 6.3 – 7.2 500 1100 653 450 1.15 1.21 O U M X G N Mức độ xử lý (TCVN 5945 : 1995, loại B) 6.0 – 8.5 £ 50 £ 100 £ 100 O F N N A I H £ 35 £4 R T I O CHƯƠNG : CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP SVTH : Nguyễn Đức Ban 10 ... nhiễm nước thải sản xuất giấy bột giấy ü Tổng quan phương pháp xử lý nước thải công nghiệp sản xuất giấy bột giấy ü Lựa chọn công nghệ xử lý nước thải phù hợp ü Tính toán thiết kế công trình xử. .. Kế tiếp bột giấy chuyển qua dây đai lưới chắn mang vào máy cán Nước loại bỏ giai đoạn nước thải xeo, màu nước nên người ta gọi nước thải dòng trắng Khuôn in giấy bao gồm máy cán sau: máy cán gạn... N N A R T I O Nước thải từ công nghệ xeo giấy Dòng thải từ công nghệ xeo giấy chứa chủ yếu bột giấy chất phụ gia, gọi nước trắng Nước tách từ phận máy xeo giấy khử nước, ép giấy Phần lớn SVTH