Đề tài bài tập lớn: Xử lý nước thải trong công nghiệp sản xuất giấy.Nhìn chung trình độ công nghệ của ngành giấy Việt Nam rất lạc hậu. Điều này gây ra ô nhiễm môi trường trầm trọng và cũng làm giảm năng lực cạnh tranh của ngành giấy. Hiện nay ở Việt Nam có 3 phương pháp sản xuất bột giấy chính là phương pháp sử dụng hóa chất, phương pháp cơlý, phương pháp tái chế giấy loại, đều là các phương pháp sử dụng nhiều hóa chất, năng lượng tạo ra sản phẩm sản xuất giấy in báo, sản phẩm không đòi hỏi chất lượng cao v.v. Công nghệ sản xuất bột giấy bao gồm công nghệ bột sulfat tẩy trắng, công nghệ sản xuất bột theo phương pháp hóa nhiệt cơ, và phương pháp xút không thu hồi hóa chất, hoặc công nghệ sản xuất theo phương pháp kiềm lạnh – đều là công nghệ lạc hậu và dẫn tới các vấn đề về môi trường. Theo số liệu thống kê cả nước có gần 500 doanh nghiệp sản xuất giấy nhưng 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 nên gây ra các vấn nạn về môi trường trầm trọng. Theo thống kê nước thải ở các cơ sở công nghiệp giấy và bột giấy ở Việt Nam có độ pH trung bình 911, chỉ số nhu cầu ôxy sinh hóa (BOD), nhu cầu oxy hóa học (COD) cao, có thể lên đến 700mgl và 2.500 mgl. Hàm lượng chất rắn lơ lửng cao gấp nhiều lần giới hạn cho phép. Đặc biệt nước thải có chứa cả kim loại nặng, phẩm màu, xút. Lượng nước thải này gây ô nhiễm trầm trọng môi trường xung quanh. Về công nghệ sản xuất giấy, từ năm 1998, hầu hết các doanh nghiệp sản xuất giấy in viết ở Việt Nam đã chuyển sang công nghệ xeo giấy trong môi trường kiềm tính, nhờ vậy chất lượng sản phẩm được nâng lên, tiết kiệm được nguyên vật liệu nhưng trong sản xuất giấy bao bì vẫn sử dụng công nghệ xeo giấy trong môi trường axít là phương pháp đơn giản và lạc hậu. Bên cạnh đó quy mô sản xuất của các doanh nghiệp giấy còn nhỏ. 46% doanh nghiệp công suất dưới 1.000 tấnnăm, 42% công suất từ 1.00010.000 tấnnăm, chỉ có 4 doanh nghiệp công suất trên 50.000 tấnnăm . Công suất trung bình của Việt Nam là 5.800 tấn giấy và 13.000 tấn bộtnăm thấp hơn rất nhiều so với công suất trung bình của các nước có nền công nghiệp giấy phát triển như Đức, Phần Lan và thấp hơn so với các nước có trình độ phát triển tương đương như Thái Lan và Indonesia. Bên cạnh đó công nghệ lạc hậu cũng gây lãng phí nguyên vật liệu, tăng cao chi phí sản xuất làm giảm năng lực cạnh tranh của ngành giấy. Theo một ngiên cứu của chuyên gia trong ngành, hiệu quả qui mô trung bình của các doanh nghiệp sản xuất bột giấy và các loại giấy khác, giấy in và viết, giấy vàng mã và bìa tương ứng là 57%, 77%, 81%, 70,2% và 91%.
XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRONG CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT GIẤY Nhóm SVTH: Nhóm GVHD: ThS Đinh Thị Lan Anh Thành viên nhóm STT Họ tên MSSV Nhiệm vụ NỘI DUNG Tổng quan ngành sản xuất giấy Nước thải chất lượng nước thải Quá trình sản xuất giấy Phương pháp trình xử lý nước thải Tổng quan ngành sản xuất giấy 1.1 Sự phát triển ngành sản xuất giấy Ngành sản xuất giấy Việt Nam có phát triển vượt bậc năm gần Theo Hiệp hội Giấy Bột giấy Việt Nam: tháng đầu năm 2020 sản xuất giấy đạt 687.570 tấn, tăng 11,8% so với kỳ năm 2019; tổng tiêu dùng giấy loại đạt 837.855 tấn, tăng 9,8%, nhập đạt 327.474 tấn, tăng 11,9%; xuất giấy loại đạt 167.684 tấn, tăng 26,3% Phong trào bảo vệ môi trường phát triển mạnh, sản phẩm thân thiện môi trường từ giấy ưa chuộng tạo tiềm phát triển Hình 1.1 Sản xuất giấy Tổng quan ngành sản xuất giấy 1.2 Ngành giấy ô nhiễm môi trường phương pháp sản xuất bột giấy: + Phương pháp sử dụng hóa chất + Phương pháp - lý + Phương pháp tái chế giấy loại phương pháp sử dụng nhiều hóa chất lượng để tạo sản phẩm sản xuất giấy in báo, sản phẩm khơng địi hỏi chất lượng cao,… Hình 1.2 Ơ nhiễm nguồn nước sản xuất giấy Tổng quan ngành sản xuất giấy 1.2 Ngành giấy ô nhiễm môi trường Các công nghệ sản xuất bột giấy: + Công nghệ bột sulfat tẩy trắng + Công nghệ sản xuất bột theo phương pháp hóa nhiệt cơ, phương pháp xút khơng thu hồi hóa chất + Công nghệ sản xuất theo phương pháp kiềm lạnh Các công nghệ lạc hậu dẫn tới vấn đề mơi trường Hình 1.2 Ơ nhiễm nguồn nước sản xuất giấy Tổng quan ngành sản xuất giấy 1.2 Ngành giấy ô nhiễm môi trường - Do công nghệ lạc hậu dẫn tới hiệu suất trình sản xuất giảm, làm lãng phí nguyên vật liệu tăng chi phí sản xuất Theo nghiên cứu chuyên gia ngành, hiệu quy mơ trung bình doanh nghiệp sản xuất bột giấy loại giấy khác, giấy in viết, giấy vàng mã bìa tương ứng 57%, 77%, 81%, 70,2% 91% - Nước thải sở công nghiệp giấy bột giấy Việt Nam + Độ pH trung bình 9-11 + Chỉ số BOD & COD cao: 700mg/l 2.500 mg/l + Hàm lượng chất rắn lơ lửng cao gấp nhiều lần giới hạn cho phép + Nước thải có chứa kim loại nặng, phẩm màu, xút ➔ Gây ô nhiễm trầm trọng môi trường xung quanh Nước thải chất lượng nước thải 2.1 Đánh giá nước thải Đặc tính vật lý − − − − Đặc tính hóa học Đặc tính vi sinh Nhiệt độ − Độ pH - Lượng vi khuẩn Hàm lượng chất rắn − Oxi hồ tan (DO) E coli có Màu − Nhu cầu Oxi hoá sinh nước thải Mùi vị học (BOD) − Nhu cầu Oxi hoá hoá học (COD) − Hàm lượng Nito − Hàm lượng Photpho − Hàm lượng kim loại nặng − Chất hoạt động bề mặt Nước thải chất lượng nước thải 2.1 Đánh giá nước thải ❑ Đặc tính vật lý a) Nhiệt độ Ở Việt Nam, nhiệt độ nước thay đổi theo mùa Nước bề mặt Việt Nam dao động từ 14,3 - 33,5o C Nhiệt độ nước thải cao so với nguồn nước ban đầu có gia nhiệt trình sản xuất sinh hoạt Ảnh hưởng tới: + Tốc độ lắng hạt rắn lơ lửng; + Độ oxy hòa tan + Các hoạt động sinh hóa khác nước thải Nước thải chất lượng nước thải 2.1 Đánh giá nước thải ❑ Đặc tính vật lý b) Hàm lượng chất rắn Nước thải = 99,9% Nước + 0,1% Chất rắn ➔ Nước bị vẩn đục, không suốt Một số tiêu thể hàm lượng rắn dòng thải lỏng như: + Độ đục + Tổng rắn lơ lửng (TSS) + Tổng rắn hòa tan (TDS) 10 Phương pháp trình xử lý nước thải 4.1 Các biện pháp giảm chất ô nhiễm nước thải - Bảo quản làm nguyên liệu đầu vào phương pháp khô giảm lượng nước rửa - Dùng súng phun tia để rửa máy móc, thiết bị, sàn,… giảm lượng nước đáng kể so với rửa vịi - Thay đổi cơng nghệ tách dịch đen khỏi bột thiết bị hình trống thơng thường ép vít tải, ép hai dây lọc chân khơng để giảm thể tích dịng thải - Bảo tồn nước, tránh thất hơi, chảy tràn nước 29 Phương pháp trình xử lý nước thải 4.2 Các biện pháp giảm thiểu nước thải - Xử lý dịch đen để giảm ô nhiễm chất hữu khó phân hủy sinh học - Thay hóa chất tẩy thơng thường Clo hợp chất clo H2 O2 hay O3 để hạn chế clo tự tạo AOX (Absorable Organic Halides: Hợp chất Halogen hữu dễ hấp thụ sinh trình tẩy trắng bột Clo & hợp chất Clo.) - Thu hồi bột giấy xơ từ dòng nước thải để sử dụng lại nguồn nguyên liệu đầu, đặc biệt dịng thải từ cơng đoạn nghiền xeo giấy - Tránh rơi vãi, tổn thất hóa chất pha trộn sử dụng 30 Phương pháp trình xử lý nước thải 4.3 Các phương pháp xử lý nước thải • Phương pháp lắng • Phương pháp đơng keo tụ hóa học • Phương pháp sinh học 31 Phương pháp trình xử lý nước thải 4.3 Các phương pháp xử lý nước thải Phương pháp lắng Khâu quan trọng dây chuyền công nghệ xử lý nước thải Các loại bể lắng thiết kế để loại trừ khỏi nước hạt cặn lơ lửng có khả lắng xuống đáy bể lắng trọng lực Phương pháp lắng dùng để tách chất rắn dạng bột hay xơ sợi Trong q trình lắng phải tính tốn thời gian lưu thích hợp với thời gian lưu dài dễ có tượng phân hủy yếm khí, bùn lắng không lấy thường xuyên 32 Phương pháp trình xử lý nước thải 4.3 Các phương pháp xử lý nước thải Phương pháp đông keo tụ hóa học Giúp tách chất dạng keo hịa tan mà q trình lắng khơng thể tách Phương pháp trung hịa điện tích chất dạng keo hòa tan liên kết chúng với Q trình trung hịa điện tích thường gọi q trình đơng tụ (coagulation) cịn q trình tạo thành bơng lớn từ hạt nhỏ gọi trình keo tụ (flocculation) 33 Phương pháp trình xử lý nước thải 4.3 Các phương pháp xử lý nước thải Phương pháp sinh học Dùng để xử lý hợp chất hữu dạng tan Là quy trình xử lý nước thải lợi dụng hoạt động, sống sinh trưởng vi sinh để đồng hóa chất hữu có nước thải, biến chất hữu thành khí vỏ tế bào vi sinh để loại khỏi nước Có thể chia làm quy trình xử lý: Hiếu khí & Yếm khí 34 Phương pháp q trình xử lý nước thải 4.4 Ví dụ hệ thống xử lý nước thải 35 Phương pháp trình xử lý nước thải 4.4 Ví dụ hệ thống xử lý nước thải Nước thải sản xuất giấy bột giấy theo mương dẫn qua song chắn rác đến bể lắng cặn Tại nước thải bơm trực tiếp qua bể điều hòa bơm chìm hoạt động luân phiên 36 Phương pháp trình xử lý nước thải 4.4 Ví dụ hệ thống xử lý nước thải Bể điều hịa có nhiệm vụ điều hịa lưu lượng nước, điều chỉnh pH, ổn định thành phần chất dòng thải hệ thống xử lý Trong bể điều hịa, hệ thống phân phối khí sử dụng để cấp khí nhằm ổn định chất lượng nước thải, tránh trường hợp xảy kỵ khí lắng bùn cặn 37 Phương pháp trình xử lý nước thải 4.4 Ví dụ hệ thống xử lý nước thải Nước thải sản xuất giấy bột giấy tiếp tục chảy qua bể phản ứng Tại nước thải pha trộn với hóa chất keo tụ Các hạt cặn lơ lửng có kích thước nhỏ liên kết với tạo thành bơng cặn có kích thước lớn có khả lên dễ dàng lực đẩy hệ thống bọt khí bể tuyển 38 Phương pháp trình xử lý nước thải 4.4 Ví dụ hệ thống xử lý nước thải Nước thải chảy vào bể tuyển với hệ thống cấp khí hịa tan giúp bơng cặn lên thu ống trung tâm nhờ hệ thống gàu vớt bùn bề mặt Bùn đưa qua bể chứa bùn, sau đưa qua sân phơi bùn 39 Phương pháp trình xử lý nước thải 4.4 Ví dụ hệ thống xử lý nước thải Nước sau bể tuyển bơm vào bể Oxic Tại đây, trình xử lý sinh học hiếu khí dựa vào sống hoạt động vi sinh vật để oxi hóa chất hữu dạng hịa tan dạng keo có nước thải, biến chất có khả phân hủy sinh học thành chất ổn định nhờ vào lượng oxi hòa tan nước Sản phẩm cuối CO2, nước, chất vô khác tế bào sinh vật 40 Phương pháp trình xử lý nước thải 4.4 Ví dụ hệ thống xử lý nước thải Nước thải bơm sang bể lắng diễn trình tách bùn hoạt tính nước thải xử lý Bùn sau bể lắng, phần bùn hoạt tính bơm bùn tuần hồn bơm trở bể Oxic để trì chức sinh học giữ nồng độ bùn bể mức ổn định, phần lại đưa bể chứa bùn Từ bể lắng, nước thải bơm lên bồn lọc áp lực để loại bỏ chất rắn lơ lửng cịn sót lại q trình xử lý Sau qua lọc áp lực, nước đạt tiêu chuẩn xả thải theo QCVN12:2015/BTNMT 41 Tài liệu tham khảo DATTIN, "tuilocbui.com," CÔNG TY TNHH LỌC CÔNG NGHIỆP ĐẠT TÍN, [Online] Available: [1] https://tuilocbui.com/nganh-giay-va-bao-ve-moi-truong/ PHỊNG PHÂN TÍCH - CTCK HABUBANK, "Báo cáo tóm tắt ngành giấy Việt Nam," Chi hội II, [2] HIệp hội giấy - bột giấy Việt Nam, 2014 [3] "TCVN 6886:2017, Tiêu chuẩn quốc gia giấy in" [4] "TCVN 5899:2017, Tiêu chuẩn quôc gia giấy viết" Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga, Giáo trình Cơng nghệ xử lý nước thải, Hà Nội: Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2006 Trịnh Xuân Lai, Xử lý nước cấp cho sinh hoạt công nghiệp, Hà Nội: Nhà xuất xây dựng, [6] 2004 HBX, "hoabinhxanh.vn," [Online] Available: https://hoabinhxanh.vn/cong-nghe-xu-ly-nuoc-thai[7] san-xuat-giay-va-bot-giay/ [Accessed 28 12 2016] Thiên Kiều, "Sốt.VN," [Online] Available: https://www.xn st-j9s.vn/2022/09/huong-dan-so-o[8] xu-ly-nuoc-thai-nha-may.html [Accessed 08 09 2022] [5] 42 THANK YOU ! 43