đồ án xử lý nước thải bột giấy

Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ít đạt được to lớn về kinh tế - xã hội, nghành công nghiệp này cũng phát sinh nhiều vấn đề môi trường bức xúc cần phải giải quyết, đặc biệt là nước thải phá

Trang 1

Công nghiệp sản xuất giấy và bột giấy chiếm vị trí khá quan trọng trong nền kinh tế nước ta Cùng với sự phát triển của các nghành công nghiệp, dịch vụ khác, nhu cầu sản về các sản phẩm giấy ngày càng tăng Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ít đạt được to lớn về kinh tế

- xã hội, nghành công nghiệp này cũng phát sinh nhiều vấn đề môi trường bức xúc cần phải giải quyết, đặc biệt là nước thải phát sinh trong quá trình sản xuất bột giấy, đây là loại nước rất khó xử lý( về công nghệ và chi phí) Cần có biện pháp xây dựng các cơ sở cần gắn sản xuất với xử lý ô nhiễm môi trường, đổi mới công nghệ theo hướng thân thiện với môi trường Nhóm mạo mụi đưa ra một quy trình công nghệ : Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải công nghiệp sản xuất Giấy - Bột Giấy, công suất 7000m3/ngày đêm

Đồ Án Xử Lý Nước Thải 1 GVHD: Th.S Nguyễn Xuân Hoàn

Trang 2

NỘI DUNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT GIẤY - BỘT GIẤY

I KHÁI QUÁT VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP GIẤY - BỘT GIẤY

1 Nhu cầu sử dụng các sản phẩm giấy trong nước

Ngành giấy Việt Nam đang đứng trước những cơ hội phát triển mạnh mẽ Công nghiệp tăng trưởng nhanh, đời sống nhân dân được cải thiện, nhu cầu giấy tiêu dùng và giấy làm bao bì ngày tăng lên Mức tiêu thụ giấy bình quân đầu người của Việt Nam năm 2000 là 8kg/người/năm, năm 2004 đã là 13kg/người/năm Hiện nay các nhà máy giấy ở Việt Nam chỉ đáp ứng được khoảng trên 50% nhu cầu trong nước, còn gần 50% phải nhập khẩu (Tổng công ty giấy Việt Nam, 2004)

2 Tình hình phát triển và vai trò của ngành giấy đối với nền kinh tế

Hiện cả nước có trên 300 nhà máy sản xuất giấy và bột giấy (Tổng công ty giấy Việt Nam, 2006)

Sản lượng giấy toàn ngành (Niêm giám Thống kê, 2005):

- Năm 2000: 408.500 tấn (doanh nghiệp ngoài quốc doanh sản xuất 148.900 tấn)

- Năm 2005: 901.200 tấn (doanh nghiệp ngoài quốc doanh sản xuất 559.500 tấn)

Trang 3

Sản xuất giấy của Việt Nam trước đây do các doanh nghiệp nhà nước đảm nhận Hiện nay, ngành công nghiệp giấy bao gồm các doanh nghiệp nhà nước (đang được cổ phần hoá) và các doanh nghiệp thuộc khu vực kinh tế tư nhân.

Các doanh nghiệp sử dụng công nghệ, sản xuất các sản phẩm khác nhau Các doanh nghiệp nhà nước sử dụng công nghệ hiện đại, sản xuất các loại bột giấy trắng cao cấp, giấy viết, giấy in chất lượng cao Các doanh nghiệp kinh tế tư nhân đa số sử dụng công nghệ cũ, lạc hậu, sản xuất các loại giấy bao bì, giấy bao gói, giấy vệ sinh, giấy viết có chất lượng thấp

3 Phân bố của các doanh nghiệp sản xuất giấy

Các doanh nghiệp sản xuất giấy phân bố ở cả 3 miền Bắc, Trung, Nam ở miền Bắc có nhiều doanh nghiệp lớn như: Nhà máy giấy Bãi Bằng, Việt Trì, Hải Phòng và có làng nghề truyền thống lâu đời Phong Khê (Bắc Ninh), nơi tập trung của hơn 130 doanh nghiệp sản xuất giấy Khu vực miền Trung có Nhà máy giấy Tân Bình Khu vực miền Nam có các Nhà máy giấy Tân Mai, Đồng Nai, Long An Ngoài ra, mỗi tỉnh trong cả nước đều có các cơ sở sản xuất giấy thuộc khu vực kinh tế tư nhân (CBC, 2006)

 Quy hoạch phát triển ngành giấy tới năm 2010 (Bộ công nghiệp, 1998)

Mục tiêu:

Khai thác và sử dụng hiệu quả các nguồn lực sản xuất, đến năm

2010 đạt sản lượng 1.050.000 tấn giấy, 1.015.000 tấn bột giấy, đảm bảo 85% - 90% nhu cầu sử dụng trong nước

Trang 4

Quan điểm:

a) Về công nghệ:

Đối với các công trình đầu tư xây dựng mới, các dự án cải tạo,

mở rộng các cơ sở sản xuất chủ lực của ngành, nhất thiết phải sử dụng công nghệ và thiết bị tiên tiến, có mức cơ giới hóa, tự động hoá cao nhằm nâng cao năng suất lao động, tiết kiệm nguyên liệu và năng lượng, bảo vệ môi trường theo tiêu chuẩn Việt Nam và Quốc tế

Việc đầu tư mua sắm các thiết bị cũ đã qua sử dụng chỉ thực hiện để nâng cấp, cải tạo các cơ sở hiện có với quy mô sản xuất nhỏ, yêu cầu công nghệ không cao và phải được xem xét kỹ đối với từng

dự án cụ thể

b) Về quy mô và công suất các dự án đầu tư:

Định hướng phát triển lâu dài, tập trung vào các dự án quy mô lớn để đảm bảo sản xuất có hiệu quả

Trong giai đoạn trước mắt, cần đầu tư các dự án quy mô vừa và nhỏ để tận dụng những thế mạnh tại chỗ như nguyên vật liệu, thị trường, nhân lực

c) Về bố trí quy hoạch:

Việc xây dựng các cơ sở sản xuất giấy phải được nghiên cứu, đánh giá kỹ về địa điểm, đặc điểm vùng nguyên liệu, nhu cầu thị trường, điều kiện cơ sở hạ tầng và khả năng huy động vốn đầu tư

Quy hoạch phát triển vùng nguyên liệu giấy phải phù hợp với quy hoạch chung của ngành nông nghiệp, gắn với quy hoạch giống cây trồng, điều kiện tự nhiên (thổ nhưỡng, khí hậu), điều kiện kinh tế

Trang 5

xã hội của từng vùng; xác định hợp lý về mô hình tổ chức sản xuất và quản lý các vùng nguyên liệu, chính sách giá nguyên liệu và phương thức thu mua, cung cấp nguyên liệu cho sản xuất.

Phát triển công nghiệp giấy, gồm cả vùng nguyên liệu, phải được thực hiện trong mối liên kết chặt chẽ với bảo vệ an ninh, quốc phòng và bảo vệ môi trường, thúc đẩy chuyển dịch cơ cấu kinh tế ở các vùng miền núi, vùng sâu, vùng xa và góp phần vào công nghiệp hoá - hiện đại hoá nông nghiệp, nông thôn

d) Về huy động các nguồn vốn đầu tư:

Tranh thủ vốn đầu tư nước ngoài một cách hợp lý, đảm bảo vai trò chủ đạo của các doanh nghiệp trong nước, nhất là các doanh nghiệp nhà nước Tuỳ thuộc vào đặc điểm của từng dự án, từng địa phương, từng giai đoạn cụ thể để quyết định phương thức đầu tư thích hợp: tự đầu tư hoặc liên doanh với nước ngoài

II GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT GIẤY - BỘT GIẤY:

Kết quả điều tra về công nghệ sản xuất giấy do Trung tâm CBC thực hiện tại 86 doanh nghiệp sản xuất cho thấy các công nghệ các doanh nghiệp sử dụng phổ biến như:

Trang 6

Sơ đồ công nghệ sản xuất giấy và bột giấy

Nguyên liệu chủ yếu để sản xuất giấy và bột giấy là xơ sợi thực vật, chủ yếu từ gỗ, các cây ngoài gỗ như đay, gai, tre nứa; các phụ phẩm nông nghiệp như rơm, bã mía, các vật liệu tái sinh(giấy vụn, giấy đã qua sử dụng…).Tùy theo mục đích sừ dụng mà sản phẩm giấy cũng rất đa dạng và phong phú: giấy in báo, giấy in, giấy viết, giấy vệ sinh, khăn giấy, giấy bao bì, giấy vàng mã….Về công nghệ sản xuất giấy và bột giấy cũng rất khác nhau, nhưng tựu chung bao gồm những bước sau: nguyên liệu thô (tre, nứa,gỗ…), gia công nguyên liệu thô, nấu, rửa, tẩy trắng, nghiền bột, xeo giấy và định hình sản phẩm

Công nghệ sản xuất giấy và bột giấy là một trong những công nghệ sử dụng nhiều nước Tùy theo công nghệ và sản phẩm, lượng

Trang 7

nước cần thiết để sản xuất 1 tấn giấy thành phẩm dao động từ 80 m3

đến 450m3 Nước được dung trong các công đoạn rửa nguyên liệu, nấu, tẩy, xeo giấy và sản xuất hơi nước Hầu như tất cả lượng nước đưa vào sử dụng cuối cùng đều trở thành nước thải và mang theo các tạp chất, hóa chất, bột giấy, các chất ô nhiễm dạng hữu cơ và vô cơ Dịch đen có nồng độ chất khô khoảng 25-35%, tỉ lệ giữa chất hữu cơ

và vô cơ vào khoảng 70:30.Thành phần hữu cơ là lignin hòa tan vào dịch kiềm, sản phẩm phân hủy hydratcacbon, axit hữu cơ.Thành phần

vô cơ gồm những hóa chất nấu, một phần nhỏ là NaOH, Na2S tự do,

Na2SO4, Na2CO3 còn phần nhiều là kiềm natrisunphat liên kết với các chất hữu cơ trong kiềm Khi tẩy bằng các hợp chất chứa clo, các thông

số ô nhiễm đặc trưng: BOD vào khoảng 15-17 kg/tấn bột giấy,COD khoảng 60-90 kg/tấn bột giấy, đặc biệt các hợp chất clo hữu cơ khoảng 4-10 kg/tấn bột giấy

Công đoạn xeo giấy chủ yếu chứa xơ sợi mịn, bột giấy dạng lơ lửng và các chất phụ gia như nhựa thong, phẩm màu, cao lanh.Xử lý nước thải sản xuất giấy và bột giấy là công việc hết sức khó khăn và tốn kém, đòi hỏi vốn dầu tư và chi phí vận hành cao Đây là vấn đề bức xúc với các doanh nghiệp sản xuất ở nước ta do không đủ kinh phí để đầu tư trang thiết bị sử lý chất thải cũg như đổi mới công nghệ

để giảm thiểu ô nhiễm và chi phí để vận hành các hệ thống xử lý nước thải một cách triệt để

Trang 8

CHƯƠNG 2: CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ VÀ SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ

Xử lý nước một nhà máy giấy chuyên sản xuất giấy và bột giấy với lưu lượng nước thải trung bình ngày đêm từ công đoạn xeo giấy là 5000m3/ngày đêm, từ công đoạn sản xuất bột giấy là 2000m3/ngày đêm Nồng độ chất ô nhiễm đặc trưng trong từng dòng thải, yêu cầu

về chất lượng nước thải xả vào nguồn tiếp nhận đạt loại B Yêu cầu tính toán thiết kế về mặt công nghệ đối với hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy này với những số liệu như sau:

Trang 9

• Thành phần và tình chất nước thải công đoạn xeo giấy

II CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ XỬ LÝ NƯỚC

 Xác định các lưu lượng tính toán:

Lưu lượng trung bình ngày đêm : Qngày =7000 m3/ngày

Lưu lượng giờ trung bình Qh = 291.7 m3/h

Lưu lượng giờ lớn nhất Qhmax = 466.7m3/h

Lưu lượng giây lớn nhất qs = 0.129 m3/s

Trạm xử lý viêc liên tục 3 ca (24/24h)

Trang 10

Bể oxi hóa bậc cao

Chất xúc tác

Máy nén khí

Clo

Trang 11

 Thuyết minh sơ đồ:

Nước thải sau sản xuất được đưa qua song chắn rác giữ lại các tạp chất thô sau đó nước tiếp tục được đưa sang bể điều hòa nhằm điều hòa lưu luợng và nồng độ, nước thải đưa qua bể phản ứng ( có trộn hóa chất) để hình thành bông cặn sau đó đưa nước sang bể lắng 1

và tiếp tục đưa sang bể lọc biofor (kỵ khí- quá trình vi sinh dính bám) nhằm làm giảm lương BOD, không gây qúa tải trong bể hiếu khí, tại

bể hiếu khí có hệ thống thổi khí cung cấp oxi cho bê để hiệu quả của quá trình xảy ra hoàn toàn, nước tiếp tục qua bể oxi hóa bậc cao bằng ozone đến thiết bị chất xúc tác (máy phát ozone) đến bể lọc áp lực sau

đó khử trùng bằng clo và nước được xả ra nguồn tiếp nhân

Trang 12

Phương án 2:

Nguồn tiếp nhận ( Loại B)

Máy ép bùn

Bể chứa bùn

Nước tách bùn

Clo

Trộn hóa chất

Trang 13

 Thuyết minh sơ đồ :

Nước thải từ 2 công đoạn xeo giấy và sản xuất giấy được đưa qua song chắn rác nhằm giữ lại những tạp chất thô sau đó được đưa qua lắng cát ngang lắng các tạp chất vô cơ đảm bảo cho các qúa trình

xử lý sau, cát từ bể lắng được dẫn đến sân phơi cát để làm ráo nước và đem đi chôn lắp hoặc trãi đường; Nước tiếp tục đưa sang bể điều hòa nhằm ổn định lưu lượng và nồng độ, từ bể điều hòa nước được bơm trực tiếp sang bể phản ứng có trộn hóa chất để hình thành bông cặn và nâng PH của nước sau đó đưa nước sang bể lắng 1 loại bỏ các bông cặn sinh ra trong quá trình keo tụ Ở đây ta thu hồi bột còn một phần bùn được đưa sang bể chứa bùn còn nước đưa sang bể arotank (quá trình bùn hoạt tính vi sinh vật lơ lửng) có quá trình thổi khí sau đó tiếp tục được đưa sang bể lắng 2 (lắng ly tâm) sau đó qua lọc nhanh và tiếp tục qua khử trùng (có thổi khí) bằng clo và xả ra nguồn tiếp nhận Một phần bùn hoạt tính (sinh vật lơ lửng) từ bể lăng 2 được dẫn trở lại arotank để tiếp tục tham gia quá trình xử lý ( bùn hoạt tính tuần hoàn), phần còn lại (bùn hoạt tính dư) được dẫn đến bể chứ bùn rồi đến bể nén và ép bùn nhằm làm giảm độ ẩm và thể tich sau đó đem chôn lấp hoặc dung làm phân bón, nước tách bùn từ bể nén bun và công đoạn

ép bùn sẽ được dẫn lại bể arotank để tiếp tục xử lý

o Ưu điểm:

Trang 14

- Hiệu quả xử lý cao

- Bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng có hiệu quả cao, cấu tạo đơn giản, không cần máy móc cơ khí

- Sử dụng 2 bể lắng ngang thuận lợi cho quá trình quản lý và vệ sinh vào mùa mưa

o Nhược điểm:

- Phức tạp hóa dây chuyền công nghệ trong xử lý

- Bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng thường khởi động chậm, lớp cặn lơ lửng được hình thành và làm việc có hiệu quả chỉ sau 3-4 tuần

- Tốn nhiều chi phí xây dưng cũng như vận hành

Trang 15

Bể lắng cát

BỂ ĐIỀU HÒA

Bể trộn hóa chất

Bể lắng I

Bể Arotank

Bể lắng II Khử trùng

Nguồn tiếp nhận

Sân phơi cát

Trang 16

 Thuyết minh sơ đồ:

Nước từ thải công đoạn sản xuất giấy được đưa qua hố thu nhằm điều chỉnh PH thích hợp và nước từ công đoạn xeo giấy được đưa qua song chắn rác nhằm giữ lại những tạp chất thô (chủ yếu là rác) có trong nước thải Sau đó nước được đưa qua bể lắng cát lắng các tạp chất vô cơ đảm bảo cho các qúa trình xử lý sau, cát từ bể lắng được dẫn đến sân phơi cát để làm ráo nước và đem đi chôn lắp hoặc trãi đường; Nước tiếp tục đưa sang bể điều hòa nhằm ổn định lưu lượng và nồng độ, từ bể điều hòa nước được bơm trực tiếp sang bể trộn hóa chất (trộn phèn) nhằm keo tụ giảm lượng chất rắn lơ lửng sau

đó đưa nước sang bể lắng 1 loại bỏ các cặn sinh ra trong quá trình trộn hóa chất Ở đây ta thu hồi bột còn một phần bùn được đưa sang bể chứa bùn còn nước đưa sang bể arotank (quá trình bùn hoạt tính vi sinh vật lơ lửng) có quá trình thổi khí sau đó tiếp tục được đưa sang

bể lắng 2 (lắng ly tâm) qua khử trùng (có thổi khí) bằng clo và xả ra nguồn tiếp nhận Một phần bùn hoạt tính (sinh vật lơ lửng) từ bể lăng

2 được dẫn trở lại arotank để tiếp tục tham gia quá trình xử lý ( bùn hoạt tính tuần hoàn), phần còn lại (bùn hoạt tính dư) được dẫn đến bể chứ bùn rồi đến bể nén và ép bùn nhằm làm giảm độ ẩm và thể tich sau đó đem chôn lấp hoặc dung làm phân bón, nước tách bùn từ bể

Trang 17

nén bun và công đoạn ép bùn sẽ được dẫn lại bể arotank để tiếp tục xử lý.

- Đòi hỏi người quản lý có chuyên môn cao

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ CỦA PHƯƠNG ÁN 3

P e

e1: trọng lượng đương lượng của vôi

e2: trọng lượng đương lượng của phèn nhôm

Kt: độ kiềm nhỏ nhất của nguồn nước

Trang 18

Thể tích bể pha chế

V = 10000 γ

.

b

P n

Q v

=

1 5

* 10000

2 19

* 8

* 3 83

=0.25 m2

Q: lưu lượng giờ trung bình

n: số giờ giữa hai lần pha vôi(n =8 h )

b: nồng độ vôi sữa ( b= 5% )

γ : khối lượng riêng của vôi sữa (1000 kg/m3 )

Lượng vôi cần thiết sử dụng

Trang 19

Chọn chiều cao của bể h = 0.8 m

Chọn máy khuấy tuabin 4 cánh nghiêng 450, đường kính cánh khuấy 0.3 m

2 Hố thu nước của giai đoạn sản xuất bột giấy

Nhiệm vụ: Thu nước từ nguồn thải và ổn định PH của nguồn nước giúp xử

lý các công trình sau dạt hiệu quả tốt hơn

Công suất: 2000 m3/ngày đêm

Thời gian lưu 2 h

Thể tích hố thu

W = Q.t = 2000/24*2 = 166.67 (m3)

Chọn chiều cao lưu nước là 5 m

Tiết diện hố thu : f =W/h = 166.67/5 = 33.33 m2

Chọn chiều rộng hố thu là 5m

Chiều dài hố thu là 6.67 m Chọn chiều dài hố thu là 7 m

Trong hố thu chọn 2 máy khuấy tuabin cánh nghiêng 450

• Loại bỏ các chất thải rắn khô như nhánh cây, gỗ, nhựa, giấy,rễ cây

• Bảo vệ bơm, van, đường ống, cánh khuấy

Thiết kế:

Qtb = 7000 m3/ngđ =0,081 m3/s

Trang 20

Hệ số không điều hòa k = 1

Chiều sâu lớp nước h = 0.4 m

Khoảng cách giữa các thanh 0.016 m

v

k q

.

=

4 0

* 6 0

* 016 0

05 1 081 0

= 22 kheQ: lưu lượng giây lớn nhất

K: hệ số tính đến hiện tượng thu hẹp của dòng chảy

b : khoảng cách giữa các song chắn rác (b= 0.016m)

v :vận tốc dòng chảy qua song chắn rác (v = 0.6 m/s)

h: chiều sâu ngập nước của song chắn rác (h = 0.4m )

* 4 0

081 0

= 0.405 m/s (> 0.4 m/s)Chọn chiều rộng mương B = 0.4 m

Chiều dài phần mở rộng trước song chắn rác

L1 =Bs -B gα

B Bs

tan

* 2

−

=20*.5tan−0g.204 = 0.2 mChiều dài ngăn thu hẹp sau song chắn rác

Trang 21

L2 = L1/2 = 0.1 mChiều dài xây dựng của mương đặt song chắn rác

4

008 0 97 1

0 2

= 0.03 mChiều cao song chắn rác

H= h +Hl + hf = 0.4 + 0.03 + 0.3 = 0.73 m

0.4 m

Trang 22

Q = 7000 m3/ ngày đThời gian lưu nước ở bể lắng cát: 60 - 90 giây Chọn t = 60 sThể tích của bể

B = Fn/h =0.402/0.7 = 0.578 m

Chọn B = 0.6 m

Trang 23

h: chiều sâu làm việc của bể lắng (0.7m)Chiều dài bể

l =

H B

W

* =

7 0

* 6 0

86 4

=11.6 mLượng cát sinh ra mỗi ngày

Wc = q

Q tb ngay

1000 =

1000

15 0

* 7000

1

* 05 , 1

= 0.087 mChiều cao xây dựng bể lắng cát

Hc = h + hc + h bv = 0.7 +0.087 +0.4 =1.187 m

h : chiều cao làm việc của bể lắng cát

hc :chiều cao của lớp cát

hbv: chiều cao bảo vệ của bể lắng cát

5 Sân phơi cát

Nhiệm vụ : Làm giảm độ ẩm của cát để dễ dàng vận chuyển cát đi chôn lấp

Nước từ sân phơi cát được đưa về bể điều hòa

Chọn chu kỳ lấy cát đem đi chôn lấp là 120 ngày

Lương cát được phơi tại sân là

120 *1.05= 126 m3

Chọn chiều cao của lớp cát trong sân phơi là 0.7 m

Diện tích hữu ích của sân là

F = 126/0.7 = 180 m2

Chọn chiều rộng sân phơi cát là 10 m, chiều dài là 18 m

Lượng nước sinh ra trong một ngày là: 1.05*10% = 0.105 m3

Trang 24

Bố trí ống thu nước bằng ống nhựa PVC, Đường kính ống là 23 mm Vận tốc nước chảy trong ống là 0.003 m/s

6 Bể điều hòa

 Nhiệm vụ: Điều hòa lưu lượng và nồng độ nước thải

 Nguyên lý làm việc: Nước từ các bể lắng tự chảy vào bể điều hòa

Trong bể điều hòa sẽ lấp đặt một hệ thống ống cung cấp khí làm xáo trộn dòng nước Nhờ vậy mà nước sẽ điều hòa về nồng độ Sau đó nước sẽ được đưa qua bể trộn thủy lực

Chọn a = 3.74 m3/h

Chọn hệ thống phân phối khí là các đĩa thổi khí

Các đĩa đặt cách nhau 1 m theo chiều rộng và chiều dài

Số đĩa thổi khí là 19*11 = 209 đĩa

Lưu lượng khí qua mỗi đĩa thổi khí là: 1090/209 = 5.2 m3/h

Trang 25

khuấy phèn sẽ tan đều trong nước Dung dịch phèn này sẽ được đưa vào bể trộn thủy lực bằng bơm định lượng

Liều lượng phèn nhôm Al2(SO4)3

không chứa nước (mg/l)Đến 100

101-200201-400401-600601-800

801 -1000

1001 -1400

25-3530-4540-6045-7055-8060-9065-105

Dựa vào hàm lượng cặn trong nước ta chọn lượng phèn cần dùng là 60 mg/lLiều lượng phèn sắt cần sử dụng là

Định dạng
Số trang	50
Dung lượng	1,27 MB