Më ®Çu Më ®Çu Trong thêi ®¹i ngµy nay, cïng víi sù ph¸t triÓn cña khoa häc c«ng nghÖ ® gióp cho nÒn kinh tÕ ph¸t triÓn víi nhiÒu nhµ m¸y c«ng nghiÖp lín th× còng g©y ra nhiÒu ¶nh hëng cã h¹i ®Õn m«i t[.]
Mở đầu Trong thời đại ngày nay, với phát triển khoa học công nghệ đà giúp cho kinh tế phát triển với nhiều nhà máy công nghiệp lớn gây nhiều ảnh hởng có hại đến môi trờng Các khu công nghiệp đà nguồn gây ô nhiễm nghiêm trọng đến môi trờng sống với rác thải công nghiệp, nớc thải, bụi khói lò, tiếng ồn,ở rác thải, nớc thải công nghiệp có hợp chất hữu khó bị phân huỷ có khả tích luỹ sinh học làm ô nhiễm nguồn nớc, ô nhiễm môi trờng gây ảnh hởng đến đời sống sức khoẻ ngời Trong công nghiệp giấy, dịch đen sau nấu bột nớc thải khâu trình sản xuất có hàm lợng hợp chất hữu cao có nhiều hoá chất khác độc hại không xử lý tốt thải môi trờng gây ô nhiễm lớn cho môi trờng xung quanh nớc phát triển, nớc 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 đợc thu hồi đa cô đặc, đốt, xút hoá để tái sử dụng hoá chất; nớc trắng xeo, nớc rửa lới chăn đợc lắng, tuyển để tận dụng bột nớc trong, giảm thiểu chất thải môi trờng Việt Nam, trừ công ty giấy Băi Bằng nhà máy khác hệ thống thu hồi cô đặc đốt dịch đen, mà thải trực tiếp môi trờng Đây nguồn ô nhiễm đặc biệt nghiêm trọng môi trờng nhà máy giấy Hoà Bình bột sau nấu đợc rửa khuyếch tán nên sử dụng nhiều nớc Nớc thải bao gồm nhiều xơ sợi, nhiều dẫn xuất lignin hợp chất cao phân tử vòng thơm hóa chất khác Đây hợp chất khó bị phân huỷ mà nớc thải từ nhà máy không đợc xử lý, lại thải trực tiếp sông Đà gây ô nhiễm lớn đến nguồn nớc Chính phủ có dự án lấy nớc sông Đà cấp nớc sinh hoạt cho thành phố Hà Nội, nên không xử lý nớc thải nhà máy có nguy phải dừng sản xuất Vì vấn đề xử lý ô nhiễm nớc thải nhà máy giấy nói chung nhà máy giấy Hoà Bình nói riêng vấn đề cấp bách Có nhiều phơng pháp để xử lý nớc thải nhà máy giấy, phơng pháp xử lý sinh học đà mang lại hiệu đáng kể kỹ thuật lẫn kinh tế Phần I: Tổng quan I.1 Sơ lợc Về Ngành Giấy Giấy sản phẩm có vai trò quan trọng lĩnh vực hoạt động ngời Có thể nói, tiến quốc gia, văn minh xà hội gắn liền với phát triển ngành giấy Hiện giới ngời ta dựa vào lợng tiêu thụ giấy đầu ngời năm để đánh giá phát triển quốc gia Giấy đợc làm từ sớm, Trung Quốc vào khoảng năm 105, xuất Việt Nam vào khoảng kỷ 7, đến kỷ 16 xuất châu Âu, châu Mỹ Thế kỷ 20 đợc xem thời gian phát triển nhanh nhÊt cđa ngµnh giÊy víi nhiỊu kü tht hiƯn đại nh nấu liên tục, nấu biến tính, tẩy nhiều giai đoạn, ép keo, tráng phủ Giấy đợc sản xuất từ bột giấy, bột giấy lại đợc sản xuất từ nguyên liệu ban đầu loài thực vật nh gỗ, tre nứa, loài thân thảoBột giấy có thành phần hóa học chủ yếu xenluloza loài thực vật nói chung có thành phần nh sau: Xenluloza, hemoxenluloza, lignin hợp chất khác + Xenluloza hemixenluloza polisaccarit, xenluloza hợp chất hemixenluloza tập hợp hợp chất khác Tuỳ mục đích sử dụng mà yêu cầu hàm lợng hemixenluloza bột khác nhau, tuỳ theo mà ngời ta sử dụng phơng pháp chế biến khác để loại bỏ hemixenluloza Còn xenluloza thành phần bột, thành phần chủ yếu tạo nên bền vững tờ giấy Cho nên trình sản xuất ngời ta cố gắng cho xenluloza bị tác động tốt giữ cho hàm lợng xenluloza lại bột 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 vòng thơm có khả gây màu cho bột cần phải loại bỏ trình sản xuất bột giấy Và trình sản xuất bột ngời ta cố gắng tìm điều kiện kỹ thuật công nghệ phù hợp để loại bỏ hoàn toàn đợc lignin Bột sau nấu đợc đa qua công đoạn rửa, làm sạch, tẩy trắng để thu đợc bột xenluloza cho giai đoạn sản xuất giấy Trong công nghệ sản xuất giấy, nguyên liệu đầu vào bột xenluloza (có thể bột đen bột trắng) Ngời ta nghiền bột tới độ nghiền thích hợp, pha loÃng bột với nồng độ thích hợp, cho thêm chất phụ gia (để tăng hiệu kinh tế tạo đợc tính chất mong muốn tờ giấy) Sau dung dịch bột đợc đa lên máy xeo, cho sản phẩm cuối tờ giấy I.2 Sơ Lợc Về Nhà Máy Giấy Hoà Bình Nhà máy giấy Hoà Bình đặt xà Dân Hạ, huyện Kì Sơn, tỉnh Hoà Bình, cách quốc lộ khoảng km, nằm bên cạnh dòng sông Đà Trớc nhà máy giấy Hoà Bình nhà máy sản xuất độc lập, nhng năm gần đà sát nhập với Công ty giấy Việt Trì trở thành chi nhánh Công ty giấy Việt Trì Nguyên liệu sản xuất tre nứa gỗ keo, sản phẩm bột không tẩy, phần cung cấp nguyên liệu bột cho công ty giấy Việt Trì, phần lại dùng cho dây chuyền sản xuất giấy cactông sóng nhà máy Hàng năm dự tính nhà máy sản xuất đợc khoảng 3000 bột 1000 giấy cactông sóng Nhng thực tế năm, nhà máy sản xuất đợc khoảng 2200 bột gần 1000 giấy, sản xuất theo đơn đặt hàng đợt nhà máy có hệ thống ba nồi nấu hình cầu 8m 3, dới nồi nấu có bể rửa khuếch tán lắp thêm nồi nấu hình cầu 25m3 với máy rửa chân không thùng quay Một téc 25m3 dùng để chứa dịch đen sau nấu dùng cho hai máy cô đặc, hai máy làm bốc khoảng 70% nớc để thu đợc dịch đen 19-22 oBe làm phụ gia cho sản xuất bê tông Hiện nhà máy có máy xéo dài, xeo cáctông lớp với lớp mặt bột nấu, lớp đế bột giấy rách giấy lề thu hồi Nớc thải nhà máy giấy Hoà Bình bao gồm nớc thải từ công đoạn rửa làm bột; nớc thải từ lò hơi, cô đặc; nớc thải từ phần ép bột đợc tập trung lại chảy cống ngầm nhà máy Sau chảy mơng hở tờng rào, kết hợp với nớc thải từ phần xeo chảy sông Đà, lu lợng nớc thải khoảng 300m3/ ngày đêm I.2.1 Nớc thải từ công đoạn nấu, rửa làm Nấu bột trình tách hợp chất nh lignin, chất trích li, hemixenluloza khỏi gỗ để thu đợc bột chất lợng tốt tác nhân hoá häc nh dung dÞch NaOH, NaOH + Na 2S, H2SO4 + NaHSO3 Dịch nấu dới tác dụng nhiệt độ áp suất thẩm thấu vào tế bào gỗ phản ứng với thành phần gỗ, cắt đứt liên kết chúng với tách phần lại khỏi bột, khuyếch tán chúng môi trờng hoà tan chúng môi trờng phản ứng Sản phẩm thu đợc sau nấu bao gồm hai phần: Phần lỏng dịch đen gồm có sản phẩm phản ứng hoà tan với hàm lợng hữu cao chủ yếu hợp chất cao phân tử nên độc hại với môi trờng nớc; Phần rắn bột xenluloza có màu đen lingnin sót lại bột cha bị hoà tan hết Bột thu đợc sau nấu cần đợc rửa làm để tách phần dịch đen loại hết mấu mắt, bột sống Vì nớc thải giai đoạn có: + Chứa nhiều xơ sợi xenluloza, mấu mắt, bột sống chất lơ lửng tạo thành lợng huyền phù lớn nớc thải + pH cao trình nấu có sử dụng tác nhân kiềm, dịch đen sau nấu lợng kiềm cha phản ứng hết, theo dịch đen theo nớc thải sông + Trong trình nấu tác nhân nấu công vào thành phần gỗ, cắt đứt liên kết chúng khuyếch tán hợp chất có hại với bột môi trờng Các chất là: hợp chất vòng thơm lignin, chất trích ly, phần hemixenluloza Do nớc thải giai đoạn có hàm lợng chất hữu cao, mà chủ yếu hợp chất hữu vòng thơm cao phân tử khó bị phân huỷ Vì nớc thải phần độc hại cho môi trờng có màu xẫm I.2.2 Nớc thải ngng từ lò đốt, phận cô đặc Nớc thải giai đoạn có chứa kim loại nặng nh Cd, Co, Ni, Pb, As, Hg, Si gây ô nhiễm đến môi trờng, ảnh hởng đến sức khoẻ ngời I.2.3 Nớc thải từ phận sản xuất giấy nhà máy giấy Hoà Bình, máy nghiền Hà Lan nghiền thuỷ lực làm việc gián đoạn mẻ Giai đoạn nghiền thô có nhiệm vụ đánh tơi nguyên liệu đầu, đến giai đoạn nghiền tinh làm tăng độ nghiền bột trình phân tơ chổi hoá Đồng thời giai đoạn ngời ta cho chất phụ gia vào để tăng hiệu kinh tế, tăng tính chất tờ giấy chuẩn bị cho bột lên lới Nhà máy sư dơng kho¶ng 35 kg phÌn/tÊn giÊy; 10 kg nhùa thông/ giấy Nớc thải chủ yếu phần xeo nớc trắng thoát từ giấy lới, nớc rửa chăn, rửa bạt, lới Nớc thải giai đoạn có chứa nhiều xơ sợi xenlulôza bị thất thoát theo nớc, có lợng chất phụ gia theo Vì hàm lợng chất rắn bao gồm chất vô cơ, hữu cao Ngoài hợp chất hoá học, nớc thải có chứa vi khuẩn, nấm men, tảo, siêu vi trùng, động vật nguyên sinh Trong vi sinh vật chiếm tỉ lệ cao đóng vai trò chủ yếu trình phân huỷ hợp chất hữu nớc thải Thành phần nhóm loài hệ vi sinh vật nớc thải phụ thuộc nhiều vào đặc tính hoá học nớc thải Nh nớc thải nhà máy giấy nói chung, nớc thải nhà máy giấy Hoà Bình nói riêng độc hại, cần phải đợc xử lý trớc thải môi trờng I.3 Tác Động Của Nớc Thải Nhà Máy Giấy Đến Môi Trờng Với thành phần phức tạp chứa nhiều tác nhân gây ô nhiễm, nớc thải nhà máy giấy có ảnh hởng nghiêm trọng đến môi trờng nhà máy giấy Hoà Bình, nớc thải không đợc xử lý lại thải trực tiếp dòng sông Đà, gây ô nhiễm cho nguồn nớc, ảnh hởng đến đời sống ngời dân môi trờng xung quanh Trong nớc có hàm lợng hợp chất hữu cao, làm tăng BOD làm giảm oxi hoà tan nớc Đây nguyên nhân làm vi sinh vật nớc chết không đủ oxi Fikret Berker nớc thải nhà máy giấy gây tác hại đến hầu hết loài vi sinh vật nớc sống cách mặt nớc khoảng 56 km Mật độ chủng loại cá nơi giảm, đồng thời hoạt động cá bị thay đổi suy yếu Xơ sợi, hợp chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng nớc thải làm ngộ độc thức ăn cá nớc sông Khi ngời ăn phải cá bị ngộ độc Đối với thực vật sống dới nớc, tăng độ đục có mặt nhiều chất huyền phù làm tăng nhiệt độ nớc, làm giảm khả xuyên qua ánh sáng làm giảm tỉ lệ quang hợp khả sản xuất oxi chúng, hạn chế phát triển loài thực vật Ngoài ra, phân huỷ xơ sợi, hợp chất hữu vi khuẩn nguyên nhân thối rữa, làm thay đổi màu mùi nớc Đây môi trờng tốt cho vi sinh vật phát triển mạnh, có loài vi sinh vật có hại gây bệnh truyền nhiễm cho ngời động vật Trong nớc thải nhà máy giấy có kim loại nặng có số kim loại ®éc h¹i nh Hg, As, Pb chóng cã h¹i với sinh vật nớc với sức khoẻ ngời Khi nớc đợc thải sông, chất đợc tích luỹ thể sinh vật nớc, gây hại cho sinh vật nớc ngời sử dụng nguồn nớc bị ảnh hởng Đa số thực vật, động vật nớc sống đợc pH môi trờng khoảng 8, nớc thải nhà máy giấy Hoà Bình phần kiềm d làm cho pH nớc thải cao khoảng 11 Khi thải sông làm ảnh hởng đến hệ động vật thủy sinh ảnh hởng chất độc nớc thải nhà máy giấy đến loài sinh vật nớc, đến môi trờng xung quanh đến sức khoẻ ngời lâu dài Các hợp chất vòng thơm dịch đen nớc thải theo chuỗi thức ăn vào thể sinh vật tích lũy, gây biến dị gen Tỷ lệ nở trứng cá giảm nhiều phát triển chất nhờn nhớt xung quanh màng trứng phôi trứng nhiễm độc làm ngăn cản trao đổi chất qua màng Nh nớc thải nhà máy giấy có mức độ ô nhiễm cao, gây ảnh hởng đến môi trờng sinh thái từ có ảnh hởng xấu đến đời sống sức khỏe ngời Do vấn đề xử lý nớc thải nhà máy giấy nói chung nớc xử lý thải nhà máy giấy Hoà Bình nói riêng vấn đề cấp bách đặt I.4 Các Chỉ Tiêu Cơ Bản Đánh Giá Nớc Thải Công Nghiệp I.4.1 Nhu cầu oxi sinh hóa (BOD5) Nhu cầu oxi sinh hoá kí hiệu BOD (BOD 200C ngày) lợng oxi vi sinh vật tiêu thụ để oxi hoá hợp chất hữu nớc điều kiện tiêu chuẩn nhiệt độ thời gian BOD phản ánh lợng chất hữu dễ bị phân huỷ sinh học mẫu nớc thải I.4.2 Nhu cầu oxi hóa học (COD) Nhu cầu oxi hoá học lợng oxi cần để oxi hoá hoàn toàn chất hữu cơ, vô mẫu nớc thải COD thể toàn chất bị oxi hoá bắng tác nhân hoá học Tỷ lệ BOD/ COD yếu tố đánh giá mức độ độc hại nớc thải Nếu tỷ lệ nhỏ lợng chất hữu khó bị phân huỷ sinh học lớn, tức mức độ độc hại nớc thải cao I.4.3 Hàm lợng oxi hòa tan (DO) Hàm lợng oxi hoà tan nớc đánh giá mức độ ô nhiễm nớc thải tác động lên môi trờng DO thấp dới mức cho phép ảnh hởng đến sinh vật nớc I.4.4 Tổng lợng chất rắn (TS) Tổng chất rắn lợng chất rắn lại bình sau chng bốc mẫu nớc thải sấy mẫu tủ sấy nhiệt độ định Bao gồm: Tổng lợng rắn huyền phù- phần rắn lại giấy lọc; Và tổng lợng rắn hòa tan- phần qua giấy lọc Nó ảnh hởng lớn đến tính chất nớc có chứa nhiều hợp chất hữu khó phân huỷ Ngoài nớc thải nhà máy giấy có nhiều xơ sợi nên có tiêu TS - 70 (là lợng chất rắn lơ lửng có kích thớc lớn 70 m) để đặc trng cho hàm lợng xơ sợi nớc thải I.4.5 pH pH tiêu quan trọng để đánh giá nớc thải trình làm mềm nớc, kết tủa, đông tụ, phân hủy hợp chất hữu cơ, ăn mòn phụ thuộc vào pH Theo TCVN 5945-1995 tiêu nớc thải công nghiệp thải môi trờng : pH : 5,5 – BOD5 : < 50 COD : < 100 mg/l DO : >2 TS : TOCl : T C : mg/l mg/l < 100 mg/l < 0.45 mg/l < 40 C I.5 Xư Lý Níc Thải Nhà Máy Giấy I.5.1 Các phơng pháp xử lý nớc thải Có nhiều phơng pháp xử lý nớc thải nhà máy giấy, nhng chủ yếu ngời ta sử dụng phơng pháp: lắng, keo tụ xử lý sinh học Phơng pháp lắng nhằm thu hồi chất rắn dạng bột xơ sợi phơng pháp lắng, quan trọng cần chọn thời gian lu nớc thải bể lắng thích hợp Để giảm thời gian lu nớc thải bể lắng ngời ta thờng hay dùng loại bể lắng tuyển có tải trọng bề mặt từ 10 m3/m2.h Nớc thải đợc thổi khí nén với áp suất 0,4 0,6 MPa Hiệu suất lắng cao thời gian lắng ngắn 10 ... thải nhà máy có nguy phải dừng sản xuất Vì vấn đề xử lý ô nhiễm nớc thải nhà máy giấy nói chung nhà máy giấy Hoà Bình nói riêng vấn đề cấp bách Có nhiều phơng pháp để xử lý nớc thải nhà máy giấy, ... cứu xử lý nớc thải nhà máy giấy giíi HiƯn trªn thÕ giíi cã rÊt nhiỊu nghiªn cứu vấn đề xử lý nớc thải nhà máy giấy đợc đa chủ yếu nghiên cứu xử lý phơng pháp sinh học Trong báo cáo nghiên cứu xử. .. nớc thải nhà máy giấy có mức độ ô nhiễm cao, gây ảnh hởng đến môi trờng sinh thái từ có ảnh hởng xấu đến đời sống sức khỏe ngời Do vấn đề xử lý nớc thải nhà máy giấy nói chung nớc xử lý thải nhà