BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM MÔN HỌC CÔNG NGHỆ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG TIỂU LUẬN XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY Đồng Nai, tháng 12 năm 2023 GVHD Th S Đ[.]
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA: KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM MÔN HỌC: CÔNG NGHỆ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG TIỂU LUẬN: XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY GVHD: LỚP: Nhóm 3: Th.S ĐOÀN THỊ TUYẾT LÊ 22MT511 VŨ NGỌC VÂN LÊ TRỌNG TUYÊN TRẦN VĂN TRUNG Đồng Nai, tháng 12 năm 2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA: KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM MÔN HỌC: CÔNG NGHỆ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG TIỂU LUẬN: XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY GVHD: LỚP: Nhóm 3: Th.S ĐOÀN THỊ TUYẾT LÊ 22MT511 VŨ NGỌC VÂN LÊ NGỌC TUYÊN TRẦN VĂN TRUNG Đồng Nai, tháng 12 năm 2023 MỤC LỤC DANH SÁCH HÌNH .i DANH SÁCH BẢNG .ii CHỮ VIẾT TẮT iii MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT GIẤY 1.1 Tổng quan ngành công nghiệp giấy - bột giấy 1.1.1 Nguyên liệu sản xuất giấy 1.2 Dây chuyền công nghệ sản xuất giấy 1.2.1 Sản xuất bột giấy 1.2.2 Sản xuất bột giấy từ bột giấy (xeo giấy) 1.3 Thành phần nước thải từ trình sản xuất giấy II TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ 10 2.1 Giới thiệu phương pháp xử lý nước thải ngành công nghiệp giấy 10 2.2 Phương pháp xử lý học giai đoạn tiền xử lý 11 2.3 Phương pháp xử lý hóa – lý 11 2.4 Phương pháp xử lý thứ cấp bậc hai xử dụng công nghệ sinh hoc 13 2.4.1 Cơ sở sinh học trình làm nước thải 14 2.4.2 Hoạt động sống vi sinh vật nước thải: 17 2.4.3 Các trình phân hủy hợp chất hữu nước thải 20 2.4.4 Các bể anoxic aerotank công nghệ xử lý nước thải ngành sản xuất giấy 30 CHƯƠNG III CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY 33 3.1 Công nghệ xử lý nước thải sản xuất giấy 33 3.1.1 Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải nhà máy giấy 33 3.1.2 Thuyết minh sơ đồ công nghệ nhà máy sản xuất giấy .33 3.2 Xử lý nước thải nhà máy giấy theo qui trình công đoạn sản xuất 35 3.2.1 Xử lý nước thải công đoạn sản xuất bột giấy .35 3.2.2 Xử lý nước thải nhà máy sản xuất giấy tông 36 CHƯƠNG IV GIỚI THIỆU MỘT SỐ QUY TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI GIẤY TẠI CÁC NHÀ MÁY TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 38 4.1 Giới thiệu hai quy trình xử lý nước thải giấy Hà Lan .38 4.1.1 Xử lý nước thải cơng ty giấy Roemond (Hình 4.1.1) .38 4.2 Giới thiệu công nghệ trạm xử lý nước thải nhà máy giấy Giao Long, Bến Tre 40 KẾT LUẬN 42 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 43 DANH SÁCH HÌNH Hình 1.1 Ngun liệu sản xuất giấy (Cơng Ty TNHH xưởng Giấy Chánh Dương) Hình 1.2 Sơ đồ công nghệ sản xuất giấy nguồn nước thải (Công Ty TNHH xưởng Giấy Chánh Dương) Hình 1.3 Sơ đồ hệ thống tuần hồn nước trình xeo giấy (Nguồn sách Xử lý nước thải công nghệ sinh học) Hình.2.1 Sơ đồ chuyển hóa bẩn hữu oxy hóa sinh hóa nước thải Hình 2.2 Sơ đồ trình trao đổi chất tham gia vào sinh trưởng Hình 2.3 Chuyển hóa hợp chất nitơ xử lý sinh học .25 Hình 2.4 Phân hủy chất hữu điều kiện kỵ khí 29 .26 Hình 2.5 Bể Aerotank 32 Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải giấy (Công Ty TNHH Xưởng Giấy Chánh Dương) 36 Hình 3.2 Sơ đồ tổng quát xử lý nước thải bột giấy 37 Hình 3.3 Sơ đồ xử lý nước thải bột giấy báo với TMP 37 Hình 3.4 Sơ đồ xử lý nước thải nhà máy giấy cũ .37 Hình 3.5 Sơ đồ xử lý hố lý nước thải cơng nghiệp giấy .38 Hình 3.6 Các sơ đồ khả xử lý sinh học nước thải công nghiệp giấy 39 Hình 4.1 Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải công ty Roemond Hà Lan 40 DANH SÁCH BẢNG Bảng 1.1 Ô nhiễm dòng thải nước tẩy bột giấy Clo BÁO CÁO: XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY Bảng 1.2 Công nghệ sản xuất tải lượng nước thải số công ty giấy Việt Nam Bảng 1.3 Tính chất nước thải Cơng Ty TNHH Xưởng Giấy Chánh Dương - KCN Mỹ Phước, P Mỹ Phước, TX Bến Cát, Bình Dương Bảng 1.4 Tính chất nước thải Cơng Ty TNHH Giấy Kraft Vina - Khu Mỹ Phước 3, TX Bến Cát, Bình Dương Bảng 2.1 Giá trị BOD toàn phần COD số chất (mg O2/mg chất) 10 Bảng.2.3 Vi sinh vật axit hữu 23 Bảng 2.4 Vi khuẩn sinh metan 28 Bảng.2.5 Vi sinh vật axit hữu 29 Bảng.2.6 Các phản ứng sinh metan 30 Bảng 2.7 Sự phân hủy sinh học thành phần hữu nước thải 35 Bảng 4.1.Đặc điểm nước thải nhà máy giấy khu EERBECK B.V (Hà Lan) 41 Hình 4.2 Hiệu xử lý bể kỵ khí 41 GVHD: ĐỒN THỊ TUYẾT LÊ NHĨM ii BÁO CÁO: XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY CHỮ VIẾT TẮT TSS BOD COD QCVN N P BTNMT O Tổng chất rắn lơ lửng Nhu cầu oxy hóa sinh học Nhu cầu oxy hóa hóa học Quy chuẩn Việt Nam Ni tơ Phốt Bộ tài nguyển môi trường Oxi GVHD: ĐỒN THỊ TUYẾT LÊ NHĨM iii BÁO CÁO: XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY MỞ ĐẦU Hiện nay, nước ta với thị hố nhanh phát triển công nghiệp, vấn đề môi trường rác thải, tình trạng nhiễm nước ngày trở nên trầm trọng, ảnh hưởng tới sức khoẻ người dân, tính hiệu cạnh tranh kinh doanh, sản xuất Nước thải từ nhiều nguồn khác nhau: Nước thải sinh hoạt; nước thải từ nhà máy công nghiệp (nhà máy giấy, nhà máy dệt, nhà máy hoá chất, nhà máy khai thác quặng, than, nhà máy đường, nhà máy bia rượu…); nhà máy chế biến thực phẩm (chế biến thuỷ sản, lị giết mỏ, đơng lạnh, đồ hộp xuất khẩu, hoa quả…) Hậu chung tình trạng nhiễm nước tỷ lệ người mắc bệnh cấp mạn tính liên quan đến ô nhiễm nước viêm màng kết, tiêu chảy, ung thư… ngày tăng Người dân sống quanh khu vực ô nhiễm ngày mắc nhiều loại bệnh lạ Nguồn nước ô nhiễm gây tổn thất lớn cho ngành sản xuất kinh doanh, hộ nuôi trồng thuỷ sản Trong nước thải cơng nghiệp, ngồi hàm lượng cao hợp chất hữu protein, dạng carbohydrate, dầu mỡ (từ ngành công nghiệp chế biến thực phẩm), hemicellulose, lignin (cơng nghiệp sản xuất giấy) cịn có hợp chất hố học khó phân huỷ hợp chất vịng thơm có N, akyl benzensulfonate (cơng nghiệp sản xuất bột giặt), loại dung môi, kim loại nặng Pb, Hg, As… Nước thải công nghiệp so với nước thải sinh hoạt có số BOD (nhu cầu oxy sinh hoá) COD (nhu cầu oxy hố học) cao nhiều Nước thải cơng nghiệp có độ nhiễm cao nước thải sinh hoạt Theo Luật bảo vệ môi trường, nhà máy, xí nghiệp phải có cơng trình xử lý nước thải trước xả hệ thống thoát nước chung chưa thực nghiêm túc nên dẫn tới ô nhiễm hệ thống nước mặt, nước ngầm, ô nhiễm môi trường sinh thái trầm trọng nhiều nơi đất nước ta Ngành sản xuất giấy ngành sử dụng tài nguyên lớn toàn giới Trong năm gần đây, ngành công nghiệp sản xuất giấy Việt Nam có bước tiến vượt bậc, trở thành ngành công nghiệp hỗ trợ cho nhiều ngành then chốt khác Theo Hiệp hội Giấy Bột giấy Việt Nam, tháng đầu năm 2020 sản xuất giấy đạt 687.570 tấn, tăng gần 12% so với kỳ 2019 Việc tìm hiểu cơng nghệ phương pháp xử lý nước thải giấy đề tài vô cần thiết nhằm tăng hiệu kinh doanh, đảm bảo yếu tố an tồn mơi trường để gióng lên hồi chuông cảnh tỉnh người cảnh giác với biến đổi xấu môi trường ý đến môi trường sinh thái nước ta hướng tới phát triển bền vững, đặc biệt với ngành sản xuất giấy GVHD: ĐỒN THỊ TUYẾT LÊ NHĨM BÁO CÁO: XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT GIẤY 1.1 Tổng quan ngành công nghiệp giấy - bột giấy 1.1.1 Nguyên liệu sản xuất giấy Nguồn nguyên liệu để sản xuất giấy chủ yếu gỗ giấy tái chế Cụ thể sau: - Gỗ: Gỗ tách vỏ, phần vỏ tận dụng để làm nguyên liệu chất đốt cho khâu sau, phần lõi sau tách riêng cắt nghiền nhỏ thành dăm bào, tẩy rửa vệ sinh, trộn với nước phụ chất đủ tạo thành hỗn hợp nguyên liệu - Giấy tái chế: Là loại giấy qua sử dụng, tập trung nhà máy để nghiền nhỏ thành bột, loại bỏ mực in chất kết dính, tẩy rửa vệ sinh, trộn với nước phụ chất đủ tạo thành hỗn hợp nguyên liệu Thực tế trước gỗ, sợi bơng lại ngun liệu để sản xuất giấy Tuy nhiên nhu cầu giấy tăng cao chí gây tình trạng “khủng hoảng ngun liệu giấy” sợi sản xuất lại có hạn Vì mà người ta nghiên cứu tìm gỗ để thay cho sợi bơng để làm nguyên liệu sản xuất giấy - Đồng thời, tìm gỗ người tìm sợi cellulose, loại chất có gỗ rơm rạ, nguyên liệu giúp sản xuất giấy Tuy nhiên, với loại gỗ chất lượng giấy làm khác nhau, loại gỗ thường dùng để làm giấy chất lượng cao:Vân Sam, Linh Sam, Thông, Thông rụng lá, Sồi, Dương, Cáng Lị (Cây bulơ), Bạch Đàn Hình 1.1 Ngun liệu sản xuất giấy (Công Ty TNHH Xưởng Giấy Chánh Dương) Tùy theo mục đích sử dụng mà sản phẩm giấy đa dạng, phong phú giấy in báo, giấy in, giấy viết, giấy vệ sinh, khăn giấy, giấy bao bì,… Và theo mức độ nhiễm nước thải phức tạp Đặc trưng nước thải sản xuất giấy bột giấy TSS cao, nồng độ nhiễm cao, khó xử lý phát sinh mùi GVHD: ĐỒN THỊ TUYẾT LÊ NHĨM BÁO CÁO: XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY 1.2 Dây chuyền công nghệ sản xuất giấy 1.2.1 Sản xuất bột giấy Công nghệ sản xuất bao gồm hai giai đoạn sản xuất bột giấy xeo giấy Sản xuất bột giấy q trình gia cơng xử lý nguyên liệu để tách thành phần xenlulozơ cho thu bột giấy có hàm lượng xenlulozơ cao tốt Những loại dùng làm giấy cần phải có hàm lượng xenlulozơ cao 35% Các thành phần khác hemixenlulozơ, lignin… cần phải thấp để giảm hoá chất dùng cho nấu, tẩy Lignin chất có độ trùng hợp cao dạng vơ định hình, thành phần chủ yếu đơn vị phenylpropan nối kết với thành khối không gian chiều Lignin dễ bị oxy hố, hồ tan kiềm, dung dịch muối sulfit hay muối axit H2SO4 Ca(HSO3) đun nóng Hemixenlulozơ hidratcacbon tổng hợp từ đơn vị thành phần đường hexozơ pentozơ Hemixenlulozơ không tan nước tan dung môi hữu bị thuỷ phân dung dịch kiềm hay axit lỗng đun sơi Các chất chiết tổ chức thực vật axit béo, nhựa, chất thơm, alcol…hầu hết tan dung môi hữu Các phương pháp sản xuất bột giấy gồm có học, nhiệt học, hoá học Trong thực tế sản xuất thường áp dụng kết hợp phương pháp Trong phương pháp dùng hoá chất để nấu nhằm tách lignin tạp chất khác khỏi xenlulozơ Sulfat sulfit hai hoá chất dùng để nấu phổ biến trình sản xuất bột giấy Hiện giới 75% công nghệ sản xuất bột giấy công nghệ sulfat sulfit Hai loại công nghệ áp dụng nấu nhiều loại nguyên liệu gỗ, tre, nứa có khả thu hồi hố chất phương pháp đặc – đốt – xút hoá, dịch đen tái sinh, sử dụng lại dung dịch kiềm cho công đoạn nấu Dung dịch nước thải trình nấu gọi dịch đen, bao gồm hợp chất chứa natri, chủ yếu natri sulfat Na2SO4, ngồi cịn có NaOH, Na2S, Na2CO3 lignin sản phẩm thuỷ phân hidratcacbon axit hữu Trong trường hợp dùng công nghệ sulfit để nấu ta dịch đen kiềm sulfit Dịch kiềm sulfit xử lý làm nguồn dinh dưỡng nuôi cấy nấm men để lên man rượu nấm men làm thức ăn chăn nuôi 1.2.2 Sản xuất bột giấy từ bột giấy (xeo giấy) Khi bột giấy tẩy trắng đưa tiếp sang quy trình làm giấy nhà máy làm nhà máy khác Quy trình tạo hình sản phẩm lưới thoát nước để giảm độ ẩm giấy Nguyên liệu trình bột giấy, giấy cũ, giẻ rách Công nghệ sản xuất bột giấy giấy trình công nghệ sử dụng nước nhiều Tuỳ thuộc vào trình dộ cơng nghệ u cầu chất lượng sản phẩm, sản xuất giấy cần tới 200 – 500m3 nước Nước dùng cho rửa nguyên liệu, nấu, tẩy, GVHD: ĐỒN THỊ TUYẾT LÊ NHĨM 3