Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất bột giấy của công ty Nông Công Nghiệp TNHH Tam Hiệp, xã Long Thành, huyện Bến Cầu, tỉnh Tây Ninh công suất 250m3 ngày.đêm

MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI Với hiện trạng môi trường như vậy, vấn đề nghiên cứu công nghệ thích hợpxử lý nước thải cho ngành công nghiệp sản xuất bột giấy và giấy là hết sức cầnthiết.. Tải trọng mô

CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU

I ĐẶT VẤN ĐỀ

Công nghiệp sản xuất giấy và bột giấy chiếm vị trí quan trọng trong nềnkinh tế nước ta Công nghiệp giấy phát triển cùng với sự phát triển của kinh tế xãhội, nhu cầu về các sản phẩm giấy ngày càng tăng, thu hút nhiều lao động thamgia cùng kéo theo sự phát triển của một số ngành liên quan như: lâm nghiệp, xuấtnhập khẩu, vận tải,… ; chính vì vậy ngành công nghiệp này không thể thiếu đượctrong đời sống của người dân

Công nghiệp sản xuất giấy ra đời vừa đáp ứng được nhu cầu trong nước vừagiải quyết việc làm cho một bộ phận đáng kể nhân dân Giấy đáp ứng các nhucầu bức thiết trong cuộc sống con người để phục vụ nhiều mục đích khác nhaunhư: giấy viết, giấy in, giấy bao bì, vàng mã, sinh hoạt…Bột giấy được sản xuất từcác nguyên liệu chủ yếu là gỗ, tre, nứa, lồ ô, giấy tái sinh Tuy nhiên, nếu lượngnước thải do ngành công nghiệp này thải ra mà không qua xử lý sẽ ảnh hưởngtrực tiếp đến môi trường nước Độc tính của các dòng nước thải từ các nhà máysản xuất bột giấy và là do sự hiện diện một hỗn hợp phức tạp các dịch chiết trongthan cây bao gồm: nhựa cây, các axit béo, lignin…và một số sản phẩm phân hủycủa lignin đã bị clo hóa có trọng lượng phân tử thấp Nồng độ của một số chất từdịch chiết có khả năng gây ức chế đối với cá Khi xả trực tiếp nguồn nước thảinày ra kênh rạch sẽ hình thành từng mảng giấy nổi lên trên mặt nước, làm chonước có độ màu khá cao và hàm lượng DO trong nước hầu như bằng không Điềunày không những ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường sống của sinh vật nước màcòn gián tiếp ảnh hưởng đến sức khỏe của người dân trong khu vực

Hiện nay có khoảng 90 nhà máy đang hoạt động trong cả nước, sản lượnggiấy các tỉnh phía nam gần 90000 tấn/năm, trong đó Thành phố Hồ Chí Minhchiếm hơn 12000 tấn/năm Tổng sản lượng bột giấy ở miền nam đạt đến 92500

1

tấn/năm Nước thải của ngành công nghiệp giấy có hàm lượng COD khá cao

22000 – 46500mg/l, BOD chiếm từ 40 – 60 % COD phần lớn được gây ra từnhững chất hữu cơ không Lignin Ngoài các chỉ tiêu ô nhiễm của nước thải dịchđen đã được đề cập thì nước thải của xeo giấy có tỉ lệ COD, BOD, Lignin khôngcao bằng nước thải dịch đen nhưng các chỉ tiêu này cũng vượt quá giới hạn chophép, do đó cần xử lý trước khi xả vào nguồn tiếp nhận là một điều tất yếu

II MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI

Với hiện trạng môi trường như vậy, vấn đề nghiên cứu công nghệ thích hợpxử lý nước thải cho ngành công nghiệp sản xuất bột giấy và giấy là hết sức cầnthiết Đề tài này được thực hiện nhằm mục đích nghiên cứu và đề xuất công nghệxử lý nước thải thích hợp cho nhà máy giấy Tam Hiệp với công suất thải 250

m3/ngày đêm

III NỘI DUNG ĐỀ TÀI

 Tìm hiểu nguồn gốc, tính chất đặc trưng, khả năng gây ô nhiễm của nướcthải sản xuất giấy và bột giấy của nhà máy giấy Tam Hiệp

 Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải công nghiệp sản xuất giấyvà bột giấy

 Lựa chọn công nghệ xử lý nước thải phù hợp

 Tính toán thiết kế các công trình xử lý

IV PHẠM VI ĐỀ TÀI

Việc ứng dụng công nghệ xử lý chung cho một ngành công nghiệp rất khókhăn, do mỗi nhà máy có đặc trưng riêng về công nghệ, nguyên vật liệu sản xuất,nên thành phần và tính chất nước thải thường khác nhau Phạm vi ứng dụng củanghiên cứu là xử lý nước thải Công ty giấy Tam Hiệp, đặt tại xã Long Thành –Long Phước, huyện Bến cầu, tỉnh Tây Ninh

V PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN

Trên cơ sở thu thập thông tin về công nghệ sản xuất và tình hình phát sinhnước thải tại nhà máy Tam Hiệp, đề tài tiến hành nghiên cứu và đề xuất côngnghệ xử lý nước thải cho Công ty giấy Tam Hiệp

3

Chương II: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP

SẢN XUẤT BỘT GIẤY VÀ GIẤY

I HIỆN TRẠNG NGHÀNH CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT BỘT GIẤY VÀ GIẤY

Công nghiệp giấy ở nước ta có qui mô sản xuất còn nhỏ Năng lực sản xuấtbột giấy đạt khoảng 150 - 170 ngàn tấn/năm, năng suất thiết kế của các cơ sơ sảnxuất giấy vào khoảng 250 ngàn tấn/năm Gần đây sản lượng giấy trong nước đạtkhoảng 200 - 250 ngàn tấn/năm, trong đó bột giấy khoảng 120 - 150 ngàn tấn.Lượng bột giấy thiếu hụt được bù đắp bằng việc xử lý giấy cũ và bột nhập khẩu.Về sản phẩm, ngành đã sản xuất được các loại giấy chủ yếu là: giấy in báo,giấy in, giấy viết, giấy vệ sinh - sinh hoạt, giấy bao bì, giấy vàng mã nội địa vàxuất khẩu Chất lượng giấy nói chung chỉ đạt mức trung bình hoặc dưới trung bình

so với khu vực và trên thế giới Những loại giấy khác (giấy bao bì chất lượng cao,giấy kỹ thuật như: các loại giấy lọc, giấy cách điện) được nhập khẩu Trung bìnhnhững năm qua, nước ta nhập khoảng trên dưới 100 ngàn tấn giấy các loại mỗinăm Tính về số giấy sản xuất trong nước thì Việt Nam mỗi năm tiêu thụ gần 300ngàn, tính theo đầu người đạt xấp xỉ 4 kg/năm Đây là chỉ số rất quan trọng trongviệc đánh giá mức độ phát triển văn hóa Theo chỉ số này Việt Nam đứng cuốicùng trong khu vực và thuộc loại thấp nhất thế giới Các nước phát triển có mứcsử dụng giấy tính theo đầu người là 200 - 300 kg /năm, các nước Đông Nam ácũng đạt 30 - 100 kg/năm

Đặc điểm nổi bật của ngành giấy Việt Nam là phân tán rất rộng Với tổngsản lượng (trên 200 ngàn tấn/năm) tương đương một xí nghiệp trung bình ở cácnước phát triển, ngành giấy Việt Nam có tới hơn 100 cơ sở sản xuất Qui mô vôcùng đa dạng và phân bố khắp ba miền Bắc, Trung, Nam

Về nguyên liệu, ngành sản xuất giấy Việt Nam sử dụng hai loại nguyên liệuchủ yếu là tre nứa và gỗ lá rộng mọc nhanh (bồ đề, mỡ, keo, bạch đàn, khuynhdiệp) Một vài cơ sở sử dụng bả mía nhưng không đáng kể Để sản xuất khoảng

130 - 150 ngàn tấn bột giấy một năm như hiện nay, ngành giấy sử dụng khoảng

700 ngàn tấn nguyên liệu qui chuẩn (độ ẩm 50%) Nếu tính sinh khối rừngnguyên liệu tăng trưởng mỗi năm khoảng 12 - 15 tấn và sản lượng rừng nguyênliệu giấy đến kỳ khai thác của Việt Nam dưới 100 tấn/ha, thì diện tích rừng bịkhai thác cho ngành giấy không phải nhỏ Lượng giấy cũ sử dụng để tái sinhtrong sản xuất ở nước ta còn thấp, tuy chưa có thống kê chính xác nhưng đượcđánh giá khoảng 10 - 15% so với tổng lượng bột giấy sử dụng Đó là con số quákhiêm tốn vì ở nhiều nước trên thế giới chỉ số này đạt trên dưới 50% Nhiều vùngtrong khu vực (Hàn Quốc, Đài Loan) nhập khẩu rất nhiều giấy cũ để chế biến vàtái sử dụng rất có hiệu quả vì vừa không phải khai thác rừng tự nhiên, lại vừakhông phải tổ chức sản xuất bột giấy vừa tốn kém, vừa ô nhiễm môi trường.Về công nghệ, ngành giấy Việt Nam còn lạc hậu và ở trình độ rất thấp Sảnxuất bột giấy là khâu có ảnh hưởng mạnh nhất tới môi trường Bột giấy ở nước tađược sản xuất chủ yếu ở Bãi Bằng bằng phương pháp nấu kiềm Công ty giấy BãiBằng có sản lượng bột giấy chiếm 20 - 30% sản lượng bột giấy toàn ngành Bộtgiấy ở đây được nấu từ gỗ bồ đề, mỡ, bạch đàn, keo, (khoảng 50%) và tre nứa(khoảng 50%), theo phương pháp sulphate (dịch nấu là hỗn hợp các dung dịchNaOH và Na2S) Hóa chất nấu được bổ sung ở dạng sulphate natri (nên gọi làphương pháp sulphate) và được thu hồi để dùng lại Bởi vậy, ô nhiễm sinh ra ởkhu này chủ yếu là khí có mùi, chất hữu cơ, hóa chất kiềm tính rò rỉ và khói lòđốt thu hồi

Tổng lượng Clo dùng cho tẩy trắng khoảng 100 kg (Cl2 hoạt tính) cho mộttấn bột Lượng xút là khoảng 30 kg/tấn bột Nếu tính mỗi ngày ở đây người ta sảnxuất khoảng 150 tấn bột giấy tẩy trắng thì riêng ở khâu tẩy người ta đã sử dụng

5

và thải ra khoảng 15 tấn Clo và các hợp chất của nó, 40 - 50 tấn xút Thêm vàođó là khoảng 15 tấn hợp chất hữu cơ bị hòa tan trong quá trình tẩy trắng và đi ratheo nước thải Như vậy, có thể thấy được mức độ tác động tới môi trường ở côngđoạn này là rất đáng kể

Công đoạn sản xuất giấy bao gồm nghiền bột, pha chế với các chất phụ gia,xeo giấy và hoàn thiện sản phẩm Tải trọng môi trường ở giai đoạn này không lớn

vì nước sản xuất được quay vòng sử dụng theo chu trình khép kín, nước thải chỉđem theo một lượng nhỏ hóa chất không độc hại, có pH thường là 5,5 - 6,0 và mộttỷ lệ rất nhỏ sơ sợi vụn, ngắn thoát qua lưới xeo Việc áp dụng các tiến bộ khoahọc kỹ thuật trong sử dụng quay vòng nước trắng (nước trong chu trình) như sửdụng chất tuyển nổi thu hồi xơ sợi và chất phụ gia, tận thu xơ sợi trên tuyến nướcthải như ở công ty giấy Bãi Bằng đã làm giảm đáng kể tình trạng ô nhiễm môitrường

Tuy nhiên, điều đáng nói là ngoài công ty giấy Bãi Bằng có thiết kế côngnghệ và trang thiết bị khá hoàn chỉnh, nhiều xí nghiệp giấy khác sản xuất theophương pháp công nghệ rất “không môi trường” Đó là công nghệ nấu bột giấy từnhững loại nguyên liệu khác nhau bằng dung dịch xút (NaOH) ở nhiệt độ cao(130 - 1700C), không có thu hồi hóa chất Các xí nghiệp sản xuất giấy theo côngnghệ như vậy có nước thải với hàm lượng BOD và COD rất cao, vượt xa tiêuchuẩn cho phép Có thể nêu ở đây các cơ sở sản xuất có qui mô không nhỏ lắmnhư Công ty giấy Đồng Nai, nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ (Thái Nguyên), nhàmáy giấy Việt Trì, nhà máy giấy Lửa Việt (Phú Thọ), nhà máy giấy Lam Sơn,Mục Sơn (Thanh Hóa)

Một số nhà máy giấy gần đây tổ chức sản xuất giấy vàng mã xuất khẩu,trong đó đáng kể là công ty giấy Hải Phòng và công ty giấy Vĩnh Huê (thành phốHồ Chí Minh) Các cơ sở này sử dụng tre nứa ngâm với dung dịch xút và dịchngâm được thải ra môi trường có độ ô nhiễm rất cao vì chứa nhiều xút cũng như

các chất hữu cơ hòa tan Nước thải có nồng độ BOD, COD và màu rất cao, đềuvượt quá tiêu chuẩn cho phép.

Đặc biệt ở các địa phương có các cơ sở sản xuất giấy thì đó chính là cácđiểm nóng về ô nhiễm môi trường công nghiệp Đó là công ty giấy Bãi Bằng vànhà máy giấy Việt Trì ở Phú Thọ, công ty giấy Đồng Nai, công ty giấy Tân Mai(Đồng Nai), công ty giấy Vĩnh Huê, công ty giấy Linh Xuân ở Thủ Đức (thànhphố Hồ Chí Minh), các công ty giấy Hải Phòng, Thanh Hóa

Ngoài nguyên nhân công nghệ sản xuất có độ ô nhiễm cao, một nguyênnhân khác là khâu xử lý chất thải còn rất hạn chế Ngoài công ty giấy Bãi Bằngcó một vài biện pháp xử lý sơ bộ, hầu hết các cơ sở không có hệ thống trang thiết

bị xử lý chất thải Các chất thải tạo thành trong sản xuất hoàn toàn tự do đi ra môitrường nước và không khí Về phương diện này, lịch sử 35 năm phát triển củangành giấy Việt Nam đã để lại gánh nặng đáng kể Trong bối cảnh sản xuất kinhdoanh khó khăn hiện nay các doanh nghiệp hầu như không có khả năng đầu tưtrang thiết bị xử lý chất thải cũng như đổi mới công nghệ để giảm thiểu ô nhiễm.Thậm chí có cơ sở sản xuất đã được tài trợ quốc tế xây dựng hệ thống xử lý nướcthải (tuy còn xa mới đạt sự hoàn chỉnh) nhưng cũng không đủ khả năng về mặtkinh tế để vận hành hệ thống này

Cũng may mắn là qui mô sản xuất giấy của nước ta còn nhỏ bé nên vấn đề ônhiễm môi trường do nó gây ra chưa đến mức nguy hiểm Tuy nhiên, như thếkhông có nghĩa là các xí nghiệp sản xuất giấy vô can Điều quan trọng là cần cósự đánh giá chính xác và khách quan ảnh hưởng của sản xuất giấy tới môi trườngvà ngành giấy cũng như các ngành các cấp có liên quan cần tìm ra những giảipháp, bước đi thích hợp, tránh được những hậu quả cũng như sự bùng nổ nào đóvề ô nhiễm môi trường khi ngành giấy phát triển

7

II CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BỘT GIẤY VÀ GIẤY

1 Nguyên liệu

Sợi cellulose là nguyên liệu thô chính cho công nghệ sản xuất giấy và bộtgiấy Trong công nghiệp sản xuất giấy và bột giấy, sợi cellulose chủ yếu đượccung cấp từ các nguồn sau:

Các loại gỗ: Bạch đàn, bồ đề, mỡ, keo

 Các thực vật ngoài gỗ: Tre nứa, bã mía, rơm rạ

 Các vật liệu tái sinh: Vải vụn, giấy vụn, giấy đã sử dụng

Trong đó, gỗ là nguồn cung cấp sợi quan trọng nhất Thành phần hóa học cơbản của gỗ bao gồm:

 Cellulose

Cellulose là một carbohydrate, thành phần phân tử bao gồm các nguyên tốcarbon, hydrogen và oxygen Phân tử cellulose do nhiều phân tử đường glucosetạo thành nên còn được gọi là polysaccharide

Công thức hóa học của cellulose là (C6H10O5)n, trong đó n thay đổi tùy theoloại gỗ Thông thường các sợi cellulose dùng trong sản xuất giấy có giá trị n nằmtrong khoảng 600 - 1500

Cellulose rất dễ thủy phân thành đường glucose (C6H10O5) trong môi trườngaxit Tính chất của các vật liệu bằng cellulose phụ thuộc nhiều vào khối lượngphân tử của nó Khối lượng phân tử càng thấp thì độ bền của sợi cellulose cànggiảm

 Hemicellulose

Các chuỗi cellulose dạng dài được gọi là alpha cellulose Các chuỗicellulose ngắn hơn thường được gọi chung là hemicellulose Thông thường, người

ta chia hemicellulose thành 02 loại:

 Beta cellulose (giá trị n nằm trong khoảng 15 - 90)

 Gamma cellulose (giá trị n nhỏ hơn 15)

Trái với cellulose - là polymer của một đường đơn duy nhất (glucose),hemicellulose là các polymer của 05 loại đường khác nhau:

 Hexose: Glucose, mannose, galactose

 Pentose: Xylose, arabinose

Một số hemicellulose liên kết với các cellulose, số còn lại chủ yếu là liênkết với lignin

Trong quá trình sản xuất bột giấy từ gỗ bằng phương pháp hóa học, sốlượng, vị trí và cấu trúc của hemicellulose thường thay đổi đáng kể Thôngthường, hemicellulose dễ bị phân hủy và hòa tan hơn cellulose nên hàm lượngcủa chúng trong bột giấy luôn thấp hơn trong gỗ

2 Công nghệ sản xuất bột giấy và giấy

a Nghiền bột từ sợi tái chế

Trong nhiều năm qua, việc sử dụng sợi tái chế để sản xuất bột giấy và xeogiấy đã trở nên phổ biến Việc sử dụng loại vật liệu này trong thời gian gần đâyđã tăng lên đáng kể Các phát triển công nghệ hiện đại tập trung chủ yếu vàoviệc nâng cấp chất lượng bột giấy từ các vật liệu tái chế và chính do thành côngtrong lĩnh vực này đã dẫn đến việc sử dụng rất rộng rãi loại bột giấy từ sợi táichế

9

Bột giấy để sản xuất các vật liệu làm hộp và giấy gói có thể làm từ bất kìloại sợi thứ cấp nào mà không cần phân loại nhiều Giấy thải được thu gom rời vàđôi khi được bó thành kiện để dễ dàng vận chuyển Giấy thải được lưu kho, thànhđống Máy nghiền bột cơ học được sử dụng để nghiền giấy, trộn nước và chuyểnhóa thành một hỗn hợp đồng nhất, có thể bơm như nước Các chất nhiễm bẩnnặng như cát, sỏi,… được thải bỏ khi chảy lơ lửng trong hệ thống máng Tại đâycác chất nặng sẽ lắng xuống và lấy ra khỏi hệ thống theo định kì Sợi được phânloại riêng dưới dạng huyền phù nhẹ, sau đó được chảy qua một loạt các sàng lọccó lớp tấm đục lỗ Ở đây các chất nhiễm bẩn nhẹ hơn, nhưng lớn hơn sợi sẽ bịloại ra Trong một số qui trình công nghệ cần phải có sản phẩm thật sạch, thì phảicó một loạt các cyclon làm sạch đặt sau các sàng lọc Ở công đoạn này, người taphải sử dụng một máy lọc tinh cơ học hoặc khử mảnh vụn nhằm đảm bảo sao chocác sợi tách rời nhau và có thể tạo ra đủ độ bền liên kết giữa các sợi trong giấy.Cách sản xuất này rất phù hợp trong việc sản xuất các loại bao gói.

b Nghiền bột cơ học

Trong nghiền bột cơ học, các sợi chủ yếu bị tách rời nhau do lực cơ họctrong máy nghiền hoặc trong thiết bị tinh chế Qui trình công nghệ nguyên thủy làgia công gỗ tròn bằng đá - gỗ được ép bằng đá nghiền quay tròn Công nghệ nàylàm ra loại bột giấy có độ dai tương đối thấp

Ở các máy tinh chế TMP (Thermal Mechanical Pulping) và các máy nghiềnáp lực cách xử lý cơ học được tiến hành ở áp lực và nhiệt độ cao, do vậy bột giấycó các thuộc tính độ dai tốt hơn bột giấy cơ học truyền thống Thực hiện qui trìnhcông nghệ này ở các máy tinh chế có độ linh hoạt cao hơn trong việc lựa chọnnguyên liệu, vì sau đó có thể tận dụng vụn gỗ, cũng như các nguyên liệu sợingoài gỗ

Trong nghiền bột CTMP (Chemical Thermal Mechanical Pulping) chất làmnguyên liệu sợi được ngâm tẩm với các hóa chất trước khi tinh chế Và do vậy cóthể làm tăng độ dai và độ sáng của bột giấy.

Có thể tẩy các loại bột giấy cơ học bằng máy tinh chế hoặc bằng hệ thốngtẩy riêng, hydrogen dioxide là hóa chất được sử dụng phổ biến nhất Trước côngđoạn tẩy, bột giấy được xử lý để loại bỏ các kim loại nặng, chúng là xúc tác chocác phản ứng phân hủy tác nhân tẩy

c Nghiền bột hóa học và bán hóa học

Trong nghiền bột hóa học và bán hóa học, nguyên liệu sợi được xử lý vớihóa chất ở nhiệt độ và áp lực cao (nấu) Mục đích của quá trình xử lý này lànhằm hòa tan hoặc làm mềm thành phần chính của chất lignin liên kết các sợitrong nguyên liệu với nhau, đồng thời lại gây ra sự phá hủy càng ít càng tốt đốivới thành phần cellulose (tăng độ dai của sợi) Cách xử lý này được tiến hànhtrong nồi áp suất (nồi nấu), có thể vận hành theo chế độ liên tục hoặc theo từngmẻ

Có hai loại công nghệ nghiền bột hóa học chính: các quy trình kiềm hóa(quy trình sulphate, quy trình xút) và quy trình sulphite

Trong quy trình sulphate, dịch nấu có độ kiềm cao và các thành phần hoạt tính làcác ion hydroxyl, sulphite và hydrogen sulphite Các thành phần hoạt tính quátrình nghiền bột giấy bằng xút là hydroxyl và carbonate Nghiền bột giấysulphate tạo ra loại bột giấy dai nhất trong khi nghiền bột giấy xút thích hợp hơnvới các nguyên liệu chứa lignin thấp như các loại cây một năm, tre nứa, …

Các chất hoạt tính trong quy trình sulphite là sulphhur dioxide tự do, sulphitehoặc ion hydrogen sulphite Bột giấy sulphite có độ sáng không tẩy cao nhất nênthường chỉ cần ít hóa chất để tẩy hơn so với bột giấy sulphate và bột giấy xút

11

d Tẩy bột

Mục đích của tẩy bột giấy hóa học là làm sáng màu lignin tồn dư trong bộtgiấy sau khi nấu Để khử được lignin người ta dùng chlorine, hypochlorite,chlorine dioxide, oxygen hoặc ozone và đặc biệt là peroxide Một cách truyềnthống, có thể nói rằng quy trình tẩy trắng bao gồm 03 giai đoạn chính:

Giai đoạn clo hóa, oxy hóa trong môi trường axit để phân hủy phần lớn lignincòn sót lại trong bột

Giai đoạn thủy phân kiềm sản phẩm lignin hòa tan trong kiềm nóng được tách rakhỏi bột

Giai đoạn tẩy oxy hóa để thay đổi cấu trúc các nhóm mang màu còn sót lại

e Nghiền bột, phối chế và xeo giấy

Bột giấy được nghiền để có độ thủy hóa và chuỗi hóa đạt yêu cầu, được chothêm chất độn và phụ gia (chất phủ trám) rồi đưa lên máy xeo để định hình tờgiấy Cuối cùng là ép vắt nước, sấy khô và cắt cuộn

Nước thải ra dưới dàn lưới xeo gọi là nước trắng, chứa nhiều hạt mịn Nướcthải công đoạn này đôi khi có thể chiếm tới 90% lưu lượng tổng cộng của nhàmáy nhưng tương đối sạch 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 lửngcao, chủ yếu là do bột giấy và chất độn thất thoát Lượng chất rắn này có thể dễ

dàng thu hồi bằng các phương pháp lắng

III CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN MÔI TRƯỜNG

1 Các nguồn gây ô nhiễm

Ngành sản xuất bột giấy và giấy được liệt vào ngành sản xuất gây ô nhiễmmôi trường đáng kể cả trực tiếp cũng như gián tiếp

a Trực tiếp

- Nước thải có lưu lượng, tải lượng cũng như độc tính của các chất ô nhiễm cao,các chất ô nhiễm hữu cơ (dịch chiết từ thân cây, các axit béo, một số sản phẩm

phân hủy của lignin, và các dẫn xuất của ligin đã bị Clo hóa) phát sinh từ ngànhgiấy là nguồn gây ô nhiễm môi trường nước mặt, đất và nước ngầm nếu được thảithẳng ra ngoài không qua xử lý Đặc biệt là dịch đen thải ra từ quá trình nghiềnbột bằng phương pháp hóa học.

- Khí thải từ quá trình đốt nhiên liệu sản xuất hơi nước bão hòa Ngoài ra, trongquá trình nghiền bột giấy hóa học các khí nặng mùi như hydro sulphite,mercaptan,…

- Dioxin xuất phát từ quá trình tẩy trắng bột giấy bằng chlorine

b Gián tiếp

- Góp phần làm cạn kiết nguồn tài nguyên nước

- Góp phần làm cạn kiệt nguồn tài nguyên rừng

- Gây hiệu ứng nhà kính thông qua việc sử dụng năng lượng điện và mấtthảm thực vật

2 Thực trạng ô nhiễm trong công nghệ sản xuất giấy

Theo thống kê, cả nước có gần 500 doanh nghiệp sản xuất giấy, trong đó chỉcó khoảng 10% doanh nghiệp đạt tiêu chuẩn môi trường cho phép, còn hầu hếtcác nhà máy đều không có hệ thống xử lý nước thải hoặc có nhưng chưa đạt yêucầu, vì thế tình trạng gây ô nhiễm môi trường do sản xuất giấy cũng đang là vấnđề được nhiều người quan tâm

So với nhiều ngành công nghiệp sản xuất khác, ngành giấy có mức độ ônhiễm cao và dễ gây tác động đến con người và môi trường xung quanh do ônhiễm từ nguồn nước thải xử lý không đạt yêu cầu

Công nghệ sản xuất giấy ở Việt Nam vẫn còn lạc hậu Để sản xuất ra mộttấn giấy thành phẩm, các nhà máy phải sử dụng từ 30-100 m3 nước, trong khi cácnhà máy giấy hiện đại của thế giới chỉ sử dụng 7-15 m3/tấn giấy Sự lạc hậu nàykhông chỉ gây lãng phí nguồn nước ngọt, tăng chi phí xử lý nước thải mà còn đưa

ra sông, rạch lượng nước thải khổng lồ

13

Trong các cơ sở công nghiệp giấy và bột giấy, nước thải thường có độ pHtrung bình 9 - 11, chỉ số nhu cầu ôxy sinh hoá (BOD), nhu cầu oxy hoá học (COD)cao, có thể lên đến 700mg/l và 2.500mg/l Hàm lượng chất rắn lơ lửng cao gấpnhiều lần giới hạn cho phép Đặc biệt nước có chứa cả kim loại nặng, lignin,phẩm màu, xút, các chất đa vòng thơm Clo hoá là những hợp chất có độc tính sinhthái cao và có nguy cơ gây ung thư, rất khó phân huỷ trong môi trường Có nhữngnhà máy giấy, lượng nước thải lên tới 4.000 - 5.000m3/ngày, các chỉ tiêu BOD,COD gấp 10 - 18 lần tiêu chuẩn cho phép; lượng nước thải này không được xử lýmà đổ trực tiếp vào sông.

Ngoài ra, trong công nghiệp xeo giấy để tạo nên một sản phẩm đặc thù hoặcnhững tính năng đặc thù cho sản phẩm, người ta còn sử dụng nhiều hóa chất vàchất xúc tác Những chất này nếu không được thu hồi hoặc xử lý mà xả thẳng rasông ngòi thì vấn đề ô nhiễm là không tránh khỏi, làm mất cân bằng sinh tháitrong môi trường nước

Hiện nay, ở các khu vực có cơ sở sản xuất giấy đang phải chịu sức ép nặngnề về ô nhiễm môi trường Riêng khu vực sông Cầu, chỉ với 3.500 m3 nước xả mỗingày, nhưng ngành giấy là nguyên nhân số một gây ô nhiễm nặng cho dòng sôngnày, trong đó nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ đứng đầu bảng

Ở Bắc Ninh, mỗi ngày Phong Khê thải ra sông 4500m3 nước thải và theothống kê của Sở Tài nguyên và Môi Trường, các chỉ số COD, BOD, coliform đềucao hơn mức cho phép 4 - 6 lần Khói và bụi giấy đã làm cho bầu không khí ởPhong Khê bị ô nhiễm trầm trọng Chính lượng nước thải đã làm cho nhiều diệntích sản xuất nông nghiệp thành đất chết

3 Giải pháp cho nghành công nghiệp giấy

Trước thực trạng trên, dự thảo về "Nước thải công nghiệp giấy" đang đượcBộ Tài nguyên và Môi trường hoàn thiện và chuẩn bị ban hành Quy định này sẽ

đưa ra những tiêu chuẩn khắt khe về chất lượng nước trước khi thải ra môi trườngtự nhiên

Theo đó, với những cơ sở sản xuất giấy gây ô nhiễm nặng, lại nằm trongkhu vực thượng lưu đầu nguồn nước, chính quyền các cơ sở phải có các biện phápvà chế tài cần thiết yêu cầu các đơn vị sản xuất đảm bảo tốt khâu xử lý nước thảihoặc phải ngừng sản xuất nếu không đảm bảo, như Việt Trì bỏ nấu bột giấy,Đồng Nai lắp hệ thống thu hồi kiềm và xử lý nước thải

Những doanh nghiệp nhỏ không có khả năng đầu tư hệ thống xử lý nước thảithì chính quyền sở tại cần có các biện pháp quy hoạch, hỗ trợ tài chính cho cácđơn vị này để lập ra các khu công nghiệp giấy tập trung và hướng tới xử lý nguồnnước thải liên hoàn

Mặt khác, theo Hiệp hội Giấy và bột giấy Việt Nam để hạn chế tác hại vềmôi trường do ngành sản xuất giấy gây ra Ngoài việc ban hành tiêu chuẩn vềnước thải, còn phải quản lý chặt chẽ công nghệ, thiết bị và quy mô công suất củacác nhà máy giấy

Bên cạnh đó, vấn đề xử lý ô nhiễm môi trường cần được quan tâm đặc biệtbởi nó ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe của người dân Các cơ sở cần gắn sảnxuất với xử lý ô nhiễm môi trường, đổi mới công nghệ theo hướng thân thiện vớimôi trường

Một ví dụ điển hình về việc đổi mới công nghệ sản xuất giấy theo hướngthân thiện với môi trường là tổng công ty giấy Việt Nam

Năm 2003, đánh dấu một giai đoạn mới trong xử lý ô nhiễm môi trường củaTổng công ty này, thể hiện ở việc mở rộng sản xuất, nâng công suất Nhà máygiấy Bãi Bằng lên 100.000 tấn giấy/năm, đồng thời đầu tư công nghệ mới phụcvụ xử lý chất thải, giải quyết ô nhiễm một cách liên hoàn Đây là hệ thống xử lýnước thải hiện đại nhất của ngành giấy Việt Nam hiện nay theo công nghệ củaThụy Điển, với quy mô xử lý 30.000 m3 nước thải/ngày

15

Nhờ đó, 18.500 m3 nước thải mỗi ngày mà nhà máy thải ra đều được thugom và xử lý triệt để qua hệ thống xử lý tập trung theo cả hai phương pháp hóahọc và sinh học Chất lượng nước thải sau khi xử lý đạt yêu cầu bảo vệ môitrường.

Ngoài ra, nhà máy còn thành lập mạng lưới giám sát môi trường, tổ chức cáclớp đào tạo về công tác môi trường, nâng cao nhận thức của cán bộ, công nhân,triển khai áp dụng sản xuất sạch hơn đối với các nhà máy để giảm lượng thải từnguồn

Có thể nói, để ngành giấy phát triển ổn định theo hướng bền vững, cùng vớiviệc đầu tư mở rộng, nâng cao năng lực hiệu quả trong sản xuất, các nhà quản lý,các nhà khoa học cũng cần chú trọng đầu tư, nghiên cứu áp dụng những côngnghệ có khả năng giảm thiểu tối đa và xử lý hiệu quả ô nhiễm môi trường

CHƯƠNG III: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY GIẤY TAM HIỆP

I GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY

 Công ty Nông Công Nghiệp TNHH Tam Hiệp- tên giao dịch SANKYO CO.ĐT: 066.760717 – Fax: 066.760725

 Địa chỉ: xã Long Khánh – Long Phước, huyện Bến Cầu, tỉnh Tây Ninh

 Đại diện: Ông YOON TAE HUN - Tổng Giám đốc Công ty

- Đất dùng để xây dựng nhà văn phòng, nhà xưởng, hồ chứa nước, hệ thống xử lý

nước thải: 16,5 ha (chiếm 5%)

-Đất dùng để làm đường giao thông đi lại : 16,5ha (chiếm 5%)

-Đất trồng cây họ đậu : 33 ha (chiếm 10%)

-Đất luân phiên sử dụng : 16,5ha (chiếm 5%)

-Đất trồng cây kenaf : 247 ha (chiếm 75%)

17

 Các hạng mục công trình:

1 Hàng rào

2 Nhà bảo vệ

3 Nhà xe gắn máy

4 Nhà xe cơ giới

5 Trạm điện hạ thế

6 Giếng khoan cấp nước chữa

cháy

7 Giếng khoan cấp nước sản

xuất

8 Hồ chứa nước chữa cháy

9 Hồ xử lý nước thải

10 Nhà kho

11 Nhà xưởng sản xuất

12 Nhà văn phòng

13 Xưởng cưa gỗ

14 Xương cơ khí

15 Nhà ở công nhân

16 Kho bãi ngoài trời

Các hạng mục công trình được miêu tả trong hình:

 Giấy gói

3 Nhu cầu vềnguyên, nhiên liệu:

 Nhu cầu về nguyên liệu:

Nhà máy sử dụng 2 loại nguyên liệu chính để sản xuất bột giấy:

- Cây kenaf (cả thân cây và lá cây): chiếm tỷ lệ khoảng 70% Cây kenaf đượccông ty trồng và thu hoạch tại nông trường sát nhà máy Giống cây Kenaf sẽ đượcnhập từ Nhật trong năm đầu tiên, các năm kế tiếp lấy nguồn giống do thu hoạchvụ đầu phát triển Đây là loại cây công nghiệp ngắn ngày, thời gian sinh trưởngchỉ khoảng ba tháng, có nguồn gốc từ Nhật và Hàn Quốc Tại VN, trồng thử

nghiệm cây kenaf đã cho kết quả rất thành công cả về năng suất và chất lượng

Giới thiệu chung về cây Kenaf: Kenaf có tên La tinh là Hibiscus cannabinus L., là

họ hàng với cây bông, cây tây và cùng chi với cây dâm bụt ngắn ngày Kenaf là

loại cây nguyên sản vùng nhiệt đới, nó bắt nguồn từ châu Phi, châu Á xa xưa Sản

phẩm của cây Kenaf rất đa dạng và được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực.Hiện nay thông dụng nhất là:

+ Bông của cây Kenaf là một loại thức uống thay trà rất tốt cho sức khoẻvà việc chế biến cũng rất đơn giản

+ Sản phẩm từ thân cây và lá là một loại cây giàu chất xơ xenllulos (hơncả gỗ) nên là nguồn nguyên liệu để chế tạo dây thừng, vải bao bì, túi xáchchỉ gai, giấy báo, nội thất trong xe ôtô, dung môi làm tràn dầu, chất độndùng trong công nghệ làm đồ gốm – composite Nhờ sự kết hợp của cácphần bỏ đi của Kennaf với nhựa Polypropylene, độ ẩm của sản phẩm đượcgiảm tối đa và không bị biến dạng khi sử dụng trong khí hậu xứ hàn đới

19

- Bã mía: khoảng 30% Nguyên liệu bã mía được công ty thu mua từ các đơn vịkhác trong tỉnh để thay thế cho nguyên liệu cây Kenaf (chỉ được trồng 2 vụ/năm)khi nguyên liệu cây Kenaf không đủ cho quá trình sản xuất.

 Nhu cầu về hóa chất

Bảng 3.1: Thành phần hóa chất được sử dụng

Phèn nhôm Al2(SO4)3.18H2O H2O2

 Nhu cầu về nhiên liệu

- Điện phục vụ cho nhu cầu sản xuất, thắp sáng, nguồn cung cấp điện cho hoạtđộng của nhà máy là mạng lưới điện quốc gia thông qua đường dây trung thế

- Ngoài ra nhà máy còn sử dụng nhiên liệu là dầu diesel và xăng phục vụ chocông tác vận chuyển nguyên vật liệu và thu hoạch cây Kenaf

 Nhu cầu sử dụng nước

- Nhu cầu cấp nước dùng cho sản xuất Qsx = 300 m3/ngày (số liệu thực tế)

4 Công nghệ sản xuất bột giấy

Công ty Nông Công nghiệp TNHH Tam Hiệp đã nhập một dây chuyền máymóc, thiết bị đồng bộ, khép kín và hoàn toàn tự động để chế biến bột giấy sửdụng nguồn nguyên liệu sản xuất tại chỗ từ thân, lá cây Kenaf (70%) và bã mía(30%) Đây là lọai máy móc thiết bị có công nghệ sản xuất tiên tiến, hiện đại doNhật Bản chế tạo

Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bột giấy từ cây Kenaf được thể hiện ởhình 3.1

Thuyết minh quy trình công nghệ sản xuất bột giấy:

Cây Kenaf (thu hoạch từ nông trường) và bã mía (thu mua trong tỉnh) đượcphân loại và vận chuyển vào kho nguyên liệu với tỷ lệ 30% bã mía và 70% câyKenaf Nguyên liệu từ kho được đưa vào máy cắt để cắt thành những đoạn ngắn 2– 3 cm rồi đưa lên băng chuyền đến máy nghiền ngâm nước để loại bỏ các tạpchất như đất, đá…

Nguyên liệu được máy nghiền đập dập cùng với nước và được đảo, trộn đềusau đó phun dung dịch alkali 0,03% để tạo ra lực ma sát làm tăng nhiệt độ củahỗn hợp nguyên liệu đến 800C

21

Bã mía

(Khi hết nguyên liệu cây Kenaf

Hơi nước Mùi hôi

Ly tâm làm khô sơ bộ Nước thải

Nước thải Bột rơi vãi

Đóng gói Chất thải rắn

Nước cấp Alkali 0,03%

Alkali 0,03%

Nước thải Chất thải rắn

Hình 3.1: Quy trình công nghệ sản xuất bột giấy từ cây Kenaf

Hỗn hợp nguyên liệu sau khi nghiền thành bột được đưa vào thiết bị ủ vàxông hơi với mật độ cao, đồng thời dung dịch alkali 0,03% sẽ được phun vào đểthấm đều Do tác dụng của máy và lực ma sát trong nguyên liệu, nhiệt độ tănglên trên 1000C, ở tại nhiệt độ này không có nước thải, công đoạn này diễn ra rấtnhanh trong khoảng 10 phút

Bột giấy thu được sau khi ủ được đưa sang công đoạn tuyển thô, rửa sạch đểloại bỏ các thành phần tạp chất trước khi đưa nguyên liệu vào công đoạn tuyểntinh.Trong quá trình này nước sạch được cấp vào liên tục để rửa sạch nguyên liệuvà tuyển bột giấy

Sau 2 lần tuyển thô và tuyển tinh, loại bỏ các thành phần không đảm bảochất lượng, phần bột giấy thu được chuyển sang máy đập để làm tơi bột, nhằmlàm tăng hiệu quả tiếp xúc giữa bột giấy với dung dịch hoá chất Na2CO3 5% ởcông đoạn tẩy trắng bột

Để làm giảm độ ẩm của bột, sau khi được tẩy trắng, bột giấy được đưa vàomáy lọc ly tâm tách nước, làm khô sơ bộ, tạo điều kiện thuận lợi cho việc ép bộtdễ dàng hơn

Phần bột giấy thu được sau khi ly tâm được chuyển sang m áy ép, ép thànhtừng bánh bột, thuận tiện cho công tác đóng gói thành phẩm và xuất xưởng

Trong sơ đồ công nghệ này:

23

- Nước sạch được cấp vào ở các công đoạn nghiền nguyên liệu thành bột, tuyểnthô, rửa sạch và tuyển tinh với lưu lượng ước tính khoảng 300 m3/ngđ.

- Quá trình nghiền và ủ bột giấy cần bổ sung dung dịch Alkali với hàm lượng3% Tỷ lệ Alkali thấp nên nước thải đầu ra ở các công đoạn này không ảnh hưởngnhiều đến môi trường xung quanh

- Quá trình tẩy trắng bột sử dụng hoá chất Na2CO3 hàm lượng 5% với khốilượng thực tế sử dụng là 50 kg/ngày

- Nước thải trong quá trình sản xuất chủ yếu phát sinh từ các khâu nghiền,tuyển thô, rửa sạch, tuyển tinh, tẩy trắng, ly tâm tách nước và ép thành bánh bột

- Chất thải rắn và các thành phần tạp chất khác phát sinh từ công đoạn cắtnguyên liệu, nghiền, tuyển thô, ép bánh và đóng gói thành phẩm để xuất xưởng

- Mùi hôi chủ yếu tập trung ở thiết bị ủ do quá trình ủ bột liên tục, ở mật độcao

5 Công nghệ sản xuất giấy

Sơ đồ công nghệ sản xuất bột giấy được thể hiện ở hình 3.2

Thuyết minh quy trình sản xuất giấy:

Quá trình làm giấy bao gồm: trước tiên là chọn lựa sự xáo trộn thích hợp củabột giấy Hỗn hợp giấy bị phân hủy và xáo trộn bằng máy nhào trộn hay nhữngloại thiết bị nhồi với thuốc nhuộm, để chất lượng giấy sau cùng đạt chất lượng tốt,nguời ta cho hồ vào để lấp đầy những lỗ rỗng do bột khí có trong bột giấy Bộtgiấy được tinh chế trong phễu hình nón lõm cố định, bên trong và bên ngoài mặthình nón gắn những con dao cùn, máy có tốc độ quay điều chỉnh được với mụcđích xáo trộn và điều chỉnh đồng dạng quá trình làm giấy Cuối cùng bột giấyđược lọc qua lưới chắn để loại bỏ những dạng vón cục và những bùn vết làmgiảm chất lượng của giấy Kế tiếp bột giấy được chuyển qua những dây đai củanhững lưới chắn và mang vào máy cán Nước loại bỏ trong giai đoạn này là nướcthải xeo, do màu của nước nên người ta gọi là nước thải dòng trắng Khuôn in

Nguyên liệu thơ (Giấy vụn, bợt giấy)

Thành phẩmCắt cuợnXeo giấyCán ép (tạo hình giấy)

Hịa trợn

Nghiền tinh

Lắng lọc

Phối liệuPhèn, nhựa thơng, màu

Nước thải

giấy bao gồm những máy cán sau: máy cán gạn lọc để loại bỏ những giấy khôngchất lượng, cán hút để loại bỏ nước, ép và cán khô khử phần nước còn lại trướckhi ra giấy, và cuối cùng là cán hoàn tất để định hình cuối cùng là sản phẩm giấy.Sản phẩm cuối cùng này dùng với nhiều mục đích như giấy in, báo, giấy gối, giấyviết, giấy thấm, giấy gói thực phẩm không thấm,

25

Hình 3.2: Quy trình công nghệ sản xuất giấy

6 Danh mục máy móc thiết bị

 Hoạt động sản xuất của nhà máy gồm những máy móc thiết bị sau:

Bảng 3 2: Danh mục máy móc, thiết bị

TT Tên máy móc, thiết bị Đơn vị tính Số lượng Xuất xứ

21.1 Bảng điều khiển làm

24.2 Phụ tùng máy cắt Bộ 1 Nhật Bản

7 Nhu cầu về nhân lực

Hoạt động của công ty có tính cách thời vụ nên số lượng công nhân thay đổitheo từng mùa vụ trong năm

Số công nhân viên trong công ty ước tính vào thời điểm cao nhất là 1.000người

- Lao động gián tiếp thường xuyên : 50 người

- Lao động trực tiếp : 300 công nhân cơ hữu và 650 công nhân

thời vụ

II CÁC NGUỒN GÂY Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG

1 Nguồn gây ô nhiễm môi trường không khí

 Bụi nguyên liệu

Bụi phát sinh từ các công đoạn bốc dỡ nguyên liệu Đây là nguồn bụi phântán, không thường xuyên nên không thể xác định chính xác lượng ô nhiễm Lượngbụi phát sinh không lớn và không tập trung nên phạm vi ảnh hưởng rất nhỏ, chủyếu là tác động trực tiếp tới công nhân bốc dỡ

Ngoài ra bụi nguyên liệu còn phát sinh tại khâu cắt nguyên liệu và đóng góithành phẩm, khâu đổ nguyên liệu bắt đầu công đoạn sản xuất, khâu đập tơinguyên liệu ảnh hưởng chủ yếu đối với công nhân sản xuất trực tiếp trong khuvực

27

 Bụi và khí thải từ các phương tiện vận chuyển

Trong quá trình hoạt động sản xuất, nguyên vật liệu được vận chuyển tới bãitập kết nguyên liệu bằng phương tiện vận tải cơ giới, các phương tiện này sửdụng nhiên liệu chủ yếu là xăng và dầu diesel Như vậy, môi trường sẽ phải tiếpnhận thêm một lượng khí thải với thành phần là các chất ô nhiễm như: CO, SOx,NOx, hydrocacbon, Aldehyde, bụi Lượng khí thải này phân bố rãi rác, không liêntục và khó thu gom

 Nhiệt độ

Nhiệt thừa phát sinh chủ yếu từ công đoạn ủ liên tục mật độ cao và từ cácmô tơ vận hành máy móc thiết bị khác Ngoài ra, nhiệt độ cao còn do nhiềunguyên nhân khách quan như khả năng thông thoáng nhà xưởng kém dẫn tới việctích tụ nhiệt trong những ngày nắng nóng

 Mùi hôi

Mùi hôi hình thành do sự bay hơi các chất gây mùi trong điều kiện nóng ẩmvà sự phân hủy các hợp chất hữu cơ trong điều kiện thời tiết nắng nóng Mùi hôiảnh hưởng đến môi trường không khí xung quanh và nhất là đối với công nhânlàm việc trực tiếp trong khu vực

 Tiếng ồn & rung động

Tiếng ồn & rung động của nhà máy phát sinh chủ yếu từ các công đoạnnghiền, đập tơi Tuy nhiên, tiếng ồn và độ rung phụ thuộc nhiều vào điều kiệnlắp đặt máy, trong trường hợp các thiết bị lắp đặt được cân chỉnh tốt thì tiếng ồnvà độ rung sẽ đạt tiêu chuẩn cho phép

Ngoài ra, hoạt động của các phương tiện vận chuyển trong khuôn viên nhàmáy cũng gây ra tiếng ồn nhưng nguồn ồn này phát ra không lớn và có tính giánđoạn nên chủ yếu ảnh hưởng đến công nhân nhưng không đáng kể đối với môitrường xung quanh

2 Nguồn gây ô nhiễm môi trường nước

 Nước mưa chảy tràn

Bản thân nước mưa không làm ô nhiễm môi trường nên hiện tại toàn bộnước mưa sẽ tự thấm vào đất mà không gây ra các tác động tiêu cực cho môitrường đất và chất lượng nước ngầm tại khu vực nhà máy

 Nước thải sinh hoạt

Vì nhà máy hoạt động mang tính chất thời vụ, số lượng cán bộ, công nhânviên không ổn định, nên việc tính toán khối lượng nước thải căn cứ trên lượngnước cấp cho sinh hoạt

Với số lượng công nhân viên thường xuyên 350 người (tiêu chuẩn dùng nướclà 60 l/người/ngày) công nhân làm việc thời vụ 650 người (tiêu chuẩn dùng nướclà 25 l/người/ngày) thì lượng nước thải sinh hoạt ước tính khoảng 35 m3/ngày

Bảng 3.3: Tính chất đặc trưng của nước thải sinh hoạt

TT Chất ô nhiễm Đơn vị Nồng độ TCVN 6772-2000

Nguồn: Giáo trình công nghệ xử lý nước thải, Trần Văn Nhân & Ngô Thị

Nga, NXB Khoa học kỹ thuật, 1999

 Nước thải sản xuất

Lượng nước cấp cho quá trình sản xuất khoảng 300 m3/ngày Sau quá trìnhsử dụng, lượng nước thải ra chiếm khoảng 80% lượng nước cấp vào Nước thảisản xuất phát sinh chủ yếu tại các công đoạn: tuyển thô, rửa sạch, tuyển tinh, lytâm làm khô sơ bộ và từ quá trình rửa máy móc thiết bị Tổng lượng nước thải sảnxuất sinh ra từ các nguồn ước tính khoảng 250 m3/ngày, với thành phần là cácchất hữu cơ, cặn lơ lửng, dầu mỡ

29

Thành phần tính chất nước thải sản xuất được trình bày ở bảng 2.4 (kết quả

đo đạc mẫu nước thải tại cống thoát nước của nhà máy):

Bảng 3.4: Kết quả phân tích chất lượng nước thải

Trong quy trình sản xuất, Công ty sẽ sử dụng dung dịch kiềm Alkali 0,03%trong công đoạn nghiền nguyên liệu thành bột và hoá chất tẩy trắng Na2CO3 5%.Tuy hàm lượng các hoá chất sử dụng không nhiều, nhưng tác hại của chúng khihoà tan vào nước thải là rất đáng kể

 Nước thải từ quá trình tưới cây rửa đường

Lượng nước cấp cho tưới cây rửa đường theo tính toán khoảng 50 m3/ngày,sau quá trình tưới tiêu, nước thải sẽ tự thấm vào đất vì bản thân nước thải nàykhông bị nhiễm bẩn bởi các chất ô nhiễm như nước thải sản xuất, không gây racác vấn đề ô nhiễm cho môi trường đất

3 Nguồn phát sinh chất thải rắn

 Chất thải rắn sản xuất:

Chất thải rắn sản xuất phát sinh từ các nguồn:

- Các bao bì giấy, nhựa… trong quá trình đóng gói hiện tại được thu gom bánphế liệu

- Các phế phẩm là nguyên liệu đầu thừa, nguyên liệu hỏng loại ra trong quátrình sản xuất được nhà máy thu gom và ủ đống để làm phân compost

 Chất thải rắn sinh hoạt:

Bao gồm chất thải rắn trong quá trình sinh hoạt của cán bộ công nhân viênvà lượng bùn cặn định kỳ hút ra từ bể tự hoại

Lượng chất thải rắn sinh hoạt của công nhân viên được tính trên số lượngcán bộ, công nhân viên với mức thải trung bình 0,5 kg/người/ngày (theo WHO)tương ứng với khối lượng chất thải rắn phát sinh khoảng 175 kg/ngày (tổng sốcông nhân viên là 350 người).

III CÁC BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC

1 Khống chế ô nhiễm ồn

Để đảm bảo môi trường làm việc tốt cho công nhân cũng như khống chếảnh hưởng đến môi trường xung quanh, dự án sẽ áp dụng các biện pháp khốngchế tiếng ồn thích hợp Một vài biện pháp có thể hạn chế ô nhiễm:

- Cách ly hợp lý các nguồn gây ồn ra vị trí riêng, khu vực sản xuất được xâydựng cách ly với khu vực văn phòng

- Kiểm tra độ mòn chi tiết và thường kỳ cho dầu bôi trơn hoặc thay những chitiết hư hỏng cho máy móc thiết bị

- Trang bị đầy đủ đồ bảo hộ lao động cho công nhân và thường xuyên kiểm tra

2 Khống chế ô nhiễm môi trường không khí

 Khống chế ô nhiễm bụi

Để giảm thiểu ô nhiễm không khí từ quá trình vận chuyển, bốc dỡ nguyênliệu, dự án sẽ áp dụng các biện pháp sau:

- Hạn chế đến mức thấp nhất bụi phát sinh từ các phương tiện vận chuyển trongkhuôn viên Cụ thể là bêtông hóa các tuyến đường giao thông nội bộ Đối với các

xe vận chuyển nguyên liệu thì phải có bạt che kín để tránh rơi vãi trên đường vậnchuyển Tăng cường công tác quét dọn vệ sinh cũng như phun nước thường xuyêntrên bề mặt sân bãi để giảm lượng bụi đất khô phát tán vào không khí

- Trong quá trình bốc dỡ nguyên liệu, công nhân sẽ được trang bị bảo hộ laođộng như găng tay, khẩu trang chống bụi… Thời điểm bốc dỡ nguyên liệu sẽ đượclựa chọn phù hợp với sản xuất và thời điểm thích hợp thường là sau ca sản xuất.Sau thời điểm bốc dỡ, khu vực bốc dỡ sẽ được vệ sinh

31

 Trong khu vực sản xuất

Để giảm thiểu ô nhiễm không khí trong khu vực sản xuất, dự án sẽ áp dụngcác biện pháp sau:

- Nền nhà xưởng được đổ bê tông để tránh phát sinh bụi, vệ sinh nhà xưởng saumỗi ngày làm việc

- Trang bị khẩu trang cho công nhân

 Giảm thiểu tác động nhiệt thừa, mùi hôi

- Trang bị quạt đứng (quạt công nghiệp) trong xưởng sản xuất, quạt thổi mátthông gió cục bộ nhất là những khu vực phát sinh nhiệt thừa cao như khu vực diễn

ra công đoạn ủ

- Thực hiện tốt quản lý nội qui khu vực sản xuất nhằm tránh rơi vãi, thất thoátnguyên vật liệu Vệ sinh môi trường lao động luôn đảm bảo sạch, gọn, dâychuyền thiết bị được bố trí hợp lý, khoa học tạo môi trường làm việc thôngthoáng

- Kho chứa nguyên liệu luôn đảm bảo thông thoáng, nền được đổ bê tông

3 Khống chế ô nhiễm môi trường nước

 Nước mưa chảy tràn

Khi xây dựng hệ thống xử lý nước thải, hệ thống thoát nước mưa sẽ đượcxây dựng tách riêng với mạng lưới thoát nước bẩn của công ty

Phần nước mưa chảy tràn qua các sân bãi nhà xưởng được thu gom theo cácmương dẫn đặt xung quanh nhà xưởng và dọc theo các con đường nội bộ vào hệthống xử lý Nước mưa từ trên mái nhà xưởng sẽ tự tiêu thấm vào đất

Dự án đã đi vào hoạt động nên phải lưu ý thực hiện các công tác sau:

- Thường xuyên nạo vét thông dòng chảy để nước mưa có thể tiêu thoát mộtcách triệt để, không gây ứ đọng, ngập lụt

- Không cho nước mưa chảy tràn qua khu vực chứa chất thải như khu vực tậptrung chất thải rắn, ngoài ra khu vực tập trung chất thải rắn có mái che.

Chương IV: CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI

CÔNG NGHIỆP BỘT GIẤY VÀ GIẤY

I XỬ LÝ CƠ HỌC

Xử lý cơ học nhằm mục đích:

Tách các chất không hòa tan, những vật chất lơ lửng có kích thước lớn (rác,nhựa, dầu mỡ, cặn lơ lửng, các tạp chất nổi) ra khỏi nước thải

Loại bỏ cặn nặng như sỏi, cát, mảnh kim loại, thuỷ tinh.v.v

Điều hoà lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải

Xử lý cơ học là giai đoạn chuẩn bị và tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trìnhxử lý hoá lý và sinh học

33

1 Song chắn rác hoặc thiết bị nghiền rác.

Nước thải dẫn vào hệ thống xử lý nước trước hết phải qua song chắn ráchoặc thiết bị nghiền rác Tại đây, các thành phần rác có kích thước lớn như: vảivụn, vỏ đồ hộp, lá cây, bao nilông, đá cuội, được giữ lại Nhờ đó tránh làm tắtbơm, đường ống hoặc kênh dẫn Đây là bước quan trọng nhằm đảm bảo an toànvà điều kiện làm việc thuận lợi cho cả hệ thống xử lý nước thải

a Song chắn rác

Song chắn rác thường được làm bằng kim loại, đặt ở cửa vào kênh dẫn Là

thiết bị phổ biến nhằm loại các loại rác có kích thước lớn như lá cây, que,xương, Ra khỏi nước thải trước các công đoạn xử lý tiếp theo với mục đích bảovệ các thiết bị như bơm, ống dẫn,… Các thiết bị chắn rác có thể được phân loạinhư sau:

- Theo khe hở song chắn thì có hai loại: thô (30 - 200 mm) và trung bình (5 - 25mm)

- Theo đặc điểm cấu tạo thì có hai loại: cố định và di động

- Theo phương pháp lấy rác ra khỏi song chắn thì có hai loại: thủ công và cơgiới

Song chắn rác thường đặt đứng, vuông góc hoặc nghiêng (45 - 60o): làm sạchthủ công, 75 - 85o: làm sạch cơ khí) với dòng chảy Tiết diện của thanh đan songchắn rác có thể là loại tiết diện tròn, chữ nhật hay bầu dục Tiết diện chữ nhậtđược sử dung rộng rãi nhưng loại này gây tổn thất áp lực lớn Ta có thể làm sạchsong chắn và lưới chắn bằng thủ công hay bằng các thiết bị cơ khí tự động haybán tự động Hiện nay, trên thị trường đã có bán nhiều loại thiết bị vừa làm lướichắn rác, vừa làm cắt và nghiền vụn rác thành các hạt hoặc mảnh nhỏ lơ lửngtrong nước thải mà không làm tắc ống, không gây hại cho máy bơm Tuy nhiên,các loại thiết bị này cũng có nhược điểm là gây khó khăn cho các công trình xử lýtiếp theo do lượng cặn trong nước thải tăng lên Loại này gây tắc nghẽn hệ thống

phân phối khí và các thiết bị làm thoáng trong bể sinh học, chủ yếu là các đĩa, lỗphân phối khí và dính bám vào các tuabin làm hư hại và giảm công suất của thiết

bị làm thoáng bề mặt

Thiết bị nghiền rác

Thiết bị nghiền rác có thể thay thế song chắn rác, được dùng để nghiền, cắt

vụn rác ra các mảnh nhỏ hơn và có kích thước đều hơn, không cần tách rác rakhỏi dòng chảy Rác vụn này được giữ lại ở công trình phía sau như bể lắng cát,bể lắng đợt 1 Thiết bị này có bất lợi khi rác nghiền chủ yếu là vải vụn vì có thểgây nguy hại đến cánh khuấy, tắc nghẽn ống dẫn bùn, hoặc dính chặt trên cácống khuếch tán khí trong xử lý sinh học

2 Bể lắng

Bể lắng có nhiệm vụ lắng các hạt cặn lơ lửng có trong nước thải, cặn hình

thành trong quá trình keo tụ tạo bông (bể lắng đợt 1) hoặc cặn sinh ra trong quátrình xử lý sinh học (bể lắng đợt 2) Theo chiều dòng chảy, bể lắng được phânthành: bể lắng ngang và bể lắng đứng

Trong bể lắng ngang, dòng nước chảy theo phương ngang qua bể với vận tốc

không lớn hơn 0,01 m/s và thời gian lưu nước từ 1,5 - 2,5 giờ Đối với bể lắngđứng, nước thải chuyển động theo phương thẳng đứng từ dưới lên đến vách trànvới vận tốc 0,5 - 0,6 m/s và thời gian lưu nước trong bể dao động trong khoảng0,75 - 2 giờ

II CÁC PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ

1 Keo tụ

Các hạt cặn có kích thước nhỏ hơn 10-4 mm thường không thể tự lắng đượcmà luôn tồn tại ở trạng thái lơ lửng Muốn loại bỏ các hạt cặn lơ lửng phải dùngbiện pháp xử lý cơ học kết hợp với biện pháp hóa học, tức là cho vào nước cần xửlý các chất phản ứng để tạo ra các hạt keo có khả năng kết dính lại với nhau vàdính kết các hạt cặn lơ lửng trong nước, tạo thành các bông cặn lớn hơn có trọng

35

lượng đáng kể Do đó, các bông cặn mới tạo thành dễ dàng lắng xuống ở bể lắng.Để thực hiện quá trình keo tụ, người ta cho vào trong nước các chất keo tụ thíchhợp như: phèn nhôm Al2(SO4)3, phèn sắt loại FeSO4, Fe2(SO4)3 hoặc loại FeCl3.Các loại phèn này được đưa vào nước dưới dạng dung dịch hòa tan

Dùng phèn nhôm: Khi cho phèn nhôm vào nước chúng phân li thành các ion

Al3+, sau đó các ion này bị thủy phân thành Al(OH)3

Al3+ + 3H2O = Al(OH)3 + 3H+

Trong phản ứng thủy phân trên, ngoài Al(OH)3 là nhân tố quyết định đếnhiệu quả keo tụ được tạo thành, còn giải phóng ra các ion H+ Các ion H+ này sẽđược khử bằng độ kiềm tự nhiên của nước (được đánh giá bằng HCO3-) Trườnghợp độ kiềm tự nhiên của nước thấp, không đủ để trung hòa ion H+ thì cần phảikiềm hóa nước Chất dùng để kiềm hóa thông dụng nhất là vôi (CaO) Một sốtrường hợp khác có thể dùng sôđa (Na2CO3) hoặc xút (NaOH) Thông thườngphèn nhôm đạt hiệu quả keo tụ cao nhất khi nước có pH = 5,5 - 7,5

Dùng phèn sắt (II): Phèn sắt (II) khi cho vào nước phân ly thành Fe2+ và bịthủy phân thành Fe(OH)2

Fe2+ + 2H2O = Fe(OH)2 + 2H+

Fe(OH)2 vừa tạo thành vẫn còn độ hòa tan trong nước lớn, khi trong nướccó ôxy hòa tan, Fe(OH)2 sẽ bị ôxy hóa thành Fe(OH)3

4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3

Quá trình ôxy hóa chỉ diễn ra tốt khi pH của nước đạt được trị số từ 8 - 9 vànước phải có độ kiềm cao Vì vậy, thường dùng loại phèn này khi cần kết hợp vôilàm mềm nước

Dùng phèn sắt (III): Phèn sắt (III) loại FeCl3 hoặc Fe2(SO4)3 khi cho vàonước phân ly thành Fe3+ và bị thủy phân thành Fe(OH)3

Fe3+ + 3H2O = Fe(OH)3 + 3H+

Vì phèn sắt (III) không bị ôxy hóa nên không cần nâng cao pH của nước nhưsắt (II) Phản ứng thủy phân xảy ra khi pH > 3,5 và quá trình kết tủa sẽ hình thànhnhanh chóng khi pH = 5,5 - 6,5

2 Tuyển nổi

Hình 4.1: Sơ đồ bể tuyển nổi.

Trong xử lý nước thải, về nguyên tắc, tuyển nổi thường được sử dụng để khửcặn lơ lửng và làm đặc bùn sinh học Ưu điểm cơ bản của phương pháp này so vớiphương pháp lắng là có thể khử được hoàn toàn các hạt nhỏ hoặc nhẹ, lắng chậm,trong một thời gian ngắn Khi các hạt đã nổi lên bề mặt, chúng có thể được thugom bằng bộ phận vớt bọt

Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ vào phalỏng Các bọt khí này sẽ kết dính với các hạt cặn Khi khối lượng riêng của tậphợp bọt khí và cặn nhỏ hơn khối lượng riêng của nước, cặn sẽ theo bọt khí nổi lênbề mặt Tùy theo phương thức cấp không khí vào nước, quá trình tuyển nổi baogồm các dạng sau:

Tuyển nổi bằng khí phân tán (Dispersed Air Flotation): Khí nén được thổi trực

tiếp vào bể tuyển nổi để tạo thành các bọt khí có kích thước từ 0,1 - 1 mm, gây

xáo trộn hỗn hợp khí - nước chứa cặn Cặn tiếp xúc với bọt khí, kết dính và nổilên bề mặt

37

Tuyển nổi chân không (Vacuum Flotation): Bão hòa không khí ở áp suất khí

quyển, sau đó thoát khí ra khỏi nước ở áp suất chân không Hệ thống này ít sửdụng trong thực tế vì khó vận hành và chi phí cao

Tuyển nổi bằng khí hòa tan (Dissolved Air Flotation): Sục không khí vào nước ở

áp suất cao (2 - 4 at), sau đó giảm áp giải phóng khí Không khí thoát ra sẽ tạothành bọt khí có kích thước 20 - 100 m

Hiệu suất của quá trình tuyển nổi phụ thuộc vào số lượng bọt khí Kíchthước tối ưu của chúng nằm trong khoảng 15 đến 30 m Ở điều kiện như vậynước cần đạt độ bão hòa không khí thật lớn, hay nói một cách khác, nước cầnchứa một lượng lớn không khí Song ta biết rằng độ hòa tan của không khí vàotrong nước tỷ lệ thuận với áp suất và tỷ lệ nghịch với nhiệt độ Mặt khác, lượngkhông khí tiêu tốn riêng sẽ giảm khi hàm lượng hạt rắn cao, vì khi đó xác suất vachạm và kết dính giữa các hạt sẽ tăng lên Tùy thuộc vào khối lượng riêng củavật liệu, quá trình tuyển nổi sẽ có hiệu suất tách cao đối với các hạt có kích thướctừ 0,2 đến 1,5 mm.Trong quá trình tuyển nổi, việc ổn định kích thước bọt khí có ýnghĩa quan trọng Để đạt mục đích này đôi khi người ta bổ sung thêm vào nướccác chất tạo bọt có tác dụng làm giảm năng lượng bề mặt phân pha như dầu bạchdương, cresol, natri alkylsilicat, phenol,

3 Hấp phụ

Phương pháp hấp phụ được ứng dụng rộng rãi để làm sạch nước thải triệt đểkhỏi các chất hữu cơ hòa tan sau khi xử lý bằng phương pháp sinh học Hấp phụđược ứng dụng để khử độc nước thải khỏi thuốc diệt cỏ, trừ sâu, thuốc sát trùng,phenol, các chất hoạt động bề mặt…Ưu điểm của phương pháp này là hiệu quảcao (80 - 95%), có khả năng xử lý nhiều chất trong nước thải và đồng thời có khảnăng thu hồi các chất này

Quá trình hấp phụ được thực hiện bằng cách cho tiếp xúc hai pha không hòatan là pha rắn (chất hấp phụ) với pha khí hoặc pha lỏng Dung chất (chất bị hấp

thụ) sẽ đi từ pha lỏng (pha khí) đến pha rắn cho đến khi nồng độ dung chất trongdung dịch đạt cân bằng Các chất hấp phụ thường sử dụng:

 Than hoạt tính

 Tro, xỉ, mạt cưa

 Silicagen, keo nhôm

III CÁC PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC

1 Phương pháp trung hòa

Nhằm trung hòa nước thải có pH quá cao hoặc quá thấp, tạo điều kiện chocác quá trình xử lý hóa lý và sinh học:

H+ + OH-  H2OMặt dù quá trình rất đơn giản về mặt nguyên lý, nhưng vẫn có thể gây ramột số vấn đề trong thực tế như: giải phóng các chất ô nhiễm dễ bay hơi, sinhnhiệt, làm sét rỉ thiết bị máy móc

Vôi (Ca(OH)2) thường được sử dụng rộng rãi như một bazơ để xử lý cácnước thải có tính axit, trong khi axit sulfuric (H2SO4) là một chất tương đối rẻ tiềndùng trong xử lý nước thải có tính bazơ

2 Phương pháp oxy hóa – khử.

 Phương pháp này được dùng để:

 Ozon (O3).

 Chlorine (Cl2)

 Hydro peroxide (H2O2)

 Kali permanganate (KMnO4)

Quá trình này thường phụ thuộc rõ rệt vào pH và sự hiện diện của chất xúctác

3 Kết tủa hóa học.

Kết tủa hóa học thường được sử dụng để loại trừ các kim loại nặng trongnước Phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất để kết tủa các kim loại là tạothành các hydroxide

Phương pháp kết tủa hóa học hay được sử dụng nhất là phương pháp tạo cáckết tủa với vôi Soda cũng có thể được sử dụng để kết tủa các kim loại dưới dạnghydroxide (Fe(OH)3), carbonate (CdCO3), …Anion carbonate tạo ra hydroxide dophản ứng thủy phân với nước:

CO32- + H2O  HCO3- + OH

-IV PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC HIẾU KHÍ

Sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí, hoạt động trong điều kiện cung cấp ôxyliên tục

Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hiếu khí gồm 03 giai đoạn sau:

- Ôxy hóa các chất hữu cơ:

CxHyOz + O2 Enzyme CO2 + H2O + H

- Tổng hợp tế bào mới :

CxHyOz + O2 + NH3 Enzyme Tế bào vi khuẩn (C5H7NO2) + CO2 + H2O - H

- Phân hủy nội bào :

C5H7O2 + O2 Enzyme 5CO2 + 2H2O + NH3  HCác quá trình xử lý sinh học bằng phương pháp kỵ khí và hiếu khí có thểxảy ra ở điều kiện tự nhiên hoặc nhân tạo Trong các công trình xử lý nhân tạo,