Tính toán, thiiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất giấy công ty cổ phần an bình, bình dương (hệ thống sản xuất mới) công suất 180m3 h

Trang 1

MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU cc+tttt+22EEEEEEEEEEEEEEEEEET.222222222222trrrrrre 1 BI Jvà/\) 1 .Ả.Ả.Ả 1 1.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU . -¿-¿©++©+++2++++£+++2EE+ttrxretrrrrrrrrrrrr 1 1.3 GIỚI HẠN ĐỂ TÀI 222222222222121121211122222EE2EEEEEErrrrrrrrrrrrrrrrrrree 2 1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CUU

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VÀI NÉT VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP GIẤY ĐẶC TÍNH CỦA NƯỚC THAI NGANH CONG NGHIEP GIAY DE XU

LÝ NƯỚC THÁI CỦA NGÀNH CÔNG NGHIỆP GIẤ Y 3

2.1 VÀI NÉT VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP GIẤY . - 3 2.2 TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG CỦA NGÀNH CÔNG NGHIỆP GIẤY 5

ÃÃ 4) 1) Ẳ HH] 6

2.2.30 NUGC 7 3., ,.HĂHH 7

2.3 ĐẶC TÍNH CỦA NƯỚC THÁI NGÀNH CÔNG NGHIỆP GIẤY 7 2.4 CAC BIEN PHÁP GIẢM THIEU NUGC THAI CHO NGANH CONG

ve em 9

2.4.1 Ấp dụng biện pháp san xudt sach hOM ccccccscsssssscscsescsesssessescssseseseseeees 9

2.4.2 Các biện pháp khác -+2222+++2222E2222222111222222112 2.2 Le 10

GVHD: PGS.TS NGUYỄN ĐỨC CẢNH i

Trang 2

2.5 VẤN ĐỀ XỬ LÝ NƯỚC THAI CUA NGANH CÔNG NGHIỆP GIẤY VIỆT

CHƯƠNG 3: TÌNH HÌNH SẲN XUẤT, HIỆN TRẠNG VÀ NGUỒN GỐC Ô NHIỄM CỦA CÔNG TY SẢN XUẤT GIẤY AN BÌNH 14 3.1 GIGI THIEU CHUNG VE CONG TY SAN XUẤT GIẤY AN BÌNH 14 3.2 NHU CAU NGUYEN LIBU, SAN PHAM, THỊ TRƯỜNG 15 3.3 CONG NGHE SAN XUAT GIAY CUA CONG TY ecescsssssssssssssssssssesesseeeeees 16

3.3.1 Day chuyén cong nghé .ceccccccsccsesssscssssesecssseseesesesessesessssessesesesssseseessseeess 16 3.3.1.2 Dây chuyển công nghệ sản xuất giấy bao bì của công ty 18

3.4 THÀNH PHAN, TÍNH CHẤT CỦA NƯỚC THẢI -::::+:+++z+zz2 19 CHƯƠNG 4: CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI ÁP DỤNG CHO

NGÀNH CÔNG NGHIỆP GIẤY HIỆN NAY 20

4.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THÁI CÔNG NGHIỆP 20

4.1.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý ¿2s ++szs+s++s+s+ 20 4.1.1.1 Song chắn rác . ¿+ St tt vx + E33 E11 11111111 111k crr 20

4.1.1.2 Lưới lỌC -2222-2222+22ES22222EE22221112222112271112711127111 22111 cty 21

4.1.1.3 Các loại bể lắng . -¿- 52+ S222E2E2EEEEEEE2EEEEEEEEEEEEErkrrkrrrrrrrvee 21 4.1.1.4 Bể điểu hòa -2 55222222 SEE2EEEE2EE21127171211211271 11111 re 23 4.1.1.5 Tách dẫu mỡ ¿+ ©2+++++E++EE2EE2E2EEEEEEEE21121127111211211 1.1 24

1n uc on 24

4.1.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý ¿2s ++s+s+s++s+s+ 25

Trang 3

4.1.2.5 Các quá trình tách bằng màng + - + ++x+sec++xezvzxererezxeree 34

4.1.2.6 Các phương pháp điện hóa

4.1.3 Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học . - + <2 s<s=s5s¿ 34 4.1.3.1 Phương pháp trung hòa c6 S111 E11 vn ng 35

4.1.3.2 Phương pháp oxy hóa và khử 5s ++s++x+k£+k+kEeeeeersereres 35 4.1.4 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học - - +5s+ses+>++s+ 35

4.1.4.1 Công trình xử lý nước thải trong điều kiện tự nhiên - 36

4.1.4.2 Công trình xử lý nhân tạO - ¿+ +52 ++++£+EeE+eEeveereeresesrerreree 37

4.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP GIẤY HIỆN

)/ S0 —— 4I

' VU No 0i ng 4I

4.2.2 Phương pháp đông keo tụ hóa hỌC - s + s+sxk*skvsekEeeeeserseereere 41 4.2.3 Phương pháp sinh hỌC .- - «s31 11v vn ng ng nh 42

4.3 MỘT SỐ SƠ ĐỒ HỆ THONG XU LY NUGC THAI NGANH CONG

NGHIỆP GIẤY ĐƯỢC ÁP DỤNG HIEN NAY woccsssssssesssssscsssssssssssssssssssvessesseeeeees 42

CHƯƠNG 5: ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN XU LY NUGC THAI CHO CONG TY

GIẤY AN BÌNH -cccccccEEE222222v2v2rzrrrrrrrrre 47 5.1 CÁC THƠNG SỐ ĐỀ XUẤT TRONG PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI

lai veo cua -jäaB,HBH HBHHH 41

Trang 4

6.4 HỆ THỐNG TUYỂN NỔI cc22222222EEEEEEEEEEErrrrrrtrrrrrrrrrrrrrrrre 60 6.5 BỂ AEROTANK -22222222222211211111111111111111111111212.2EEEEEEErrrrrrrrrrrrrrre 68 6.6 BỂ LẮNG -222222222222111111111111111111111111111111111111 E EEErrrrrrrrrrrrrrer 75 kêu 82 1.00 /9256:0ồ08 -d HA 85 CHƯƠNG 7: DỰ TOÁN KINH PHÍ s2 2< s<£ss€Sss€+ssesseessesseessee 87 7.1 PHẦN HỆ THỐNG -cc22222222121111111111111111112.E E Errrrrrrrrrrrre 87 TAA Phan xy dung c.ceccccccccscssessesssscsessesssssssessessssscsscsesssesssessessesucateseesesseaeeaees 87 7.1.2 Phần thiết bị công nghệ .- ¿5-2-5252 2ES++E+2EEEEEEEEEEEEEerkerxrrrrrrrs 88 7.2 CHI PHi VAN HANH VÀ QUẢN LÝ HỆ THỐNG ::::::¿¿ 89

7.2.1 Chi phí điện nang eee eeccseeseecseceseeeseceeesseeeseeeaeeeaeceaeceeeseaeeeeeeeneesees 89

7.2.2 Chi phí nhân cÔng - - «+ + + xxx kh nh nh nh ng 89

7.23 Chi phi ha Chat cc.cccscccsssssesesscsssseesssssssesssssssesecsssinssesssnesssssneessessneeeeeseee 90

7.3 GIA THÀNH XỬ LY MOT MET KHOI NƯỚC THẢI - 90

CHƯƠNG 8: KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ, ccccccrrrtrrrrrrrrre 91 Be KET LUANG, coesecscccssssssssssssssssssscsssssssscescsssssssssssssnnevsessssssseesessssssssssassnnensessessees 91

8.2 KILN NGHI ccseecccssssccscssssceccesssssccsesssseesesssseessessssesessssvessessusessessuseesssssnesecessseees 91

/900i009./9 0604 70 0115 I PHU LUC

PHỤ LỤC 1: TCVN 5945 - 2005: Chất lượng nước — Tiêu chuẩn nước thải công

nghiệp — tiêu chuẩn thải - ¿2-2-5522 S++EE2EEE£EEEEE2EEEEEEEEEEEEEEEEEkEEkrkrrrrkerres II

PHU LUC 2: MOT SO HINH ANH LIEN QUAN .veeccsssessesssssssessssssseessessteeesessseseces V

GVHD: PGS.TS NGUYỄN ĐỨC CẢNH iv

Trang 5

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

BOD Biological Oxygen Demand

COD Chemical Oxygen Demand DO Dissolved Oxygen

MLSS Mixed Liquor Suspended Solids

MLVSS Mixed Liquor Volatile Suspended Solids

SS Suspended Solids KCN Industrial Park

KCX Export Processing zone

GVHD: PGS.TS NGUYEN DUC CANH SVTH : NGO THI KIM HUE

Nhu cau oxy sinh hoa Nhu câu oxy hoá học

Trang 6

DANH MỤC BẰNG

Bảng 1 Chất thải rắn sinh ra từ chế biến giấy loại - - + +©s+5+5++s+szxzxcse2 5 Bảng 2 Nguồn gốc của một số chất thải dạng khí và bụi 2s5z552 6 Bảng 3 Tải lượng ô nhiễm trong dòng nước thải của công đoạn tẩy 8 Bang 4 Đặc tính nước tuần hoàn của các nh mỏy giy 2s ôs52 Đ Bảng 5 Tải lượng nước thải và COD của một số loại giấy -. 255552 9 Bảng 6 Các thông số đầu vào và tiêu chuẩn đầu ra của nước thải

Bảng? Hệ số không điều hòa (4) Bảng 8 Kích thước xây dựng bể thu gom

Bảng 9 Kích thước xây dựng sàn nghiÊng - ¿+ 25+ +++S+ + £+E£eEerexrerrsrererre 52 Bảng 10 Các thông số cho thiết bị khuyếch tán khí - 2-5 2 s+s+s+s+zs+s+2 56 Bang 11 Đường kính theo vận tốc khí trong ống 2- s52 +zs+=zxzs=+2 57 Bảng 12 Thông số thiết kế cho bể tuyển nổi khí hòa tan 2 -+-=s 60

Bảng 13 Độ hòa tan của không khí theo nhiệt độ (10) «+s=+s>s=+s>ss+ 61

Bảng 14 Các thông số tính tốn bể Aerotank 2-2 2©52+s++z++z++zxezxzzrzrxerx 68 Bảng 15 Thông số thiết kế bể Aerotank - + 2 + 25s + + £s+Ee£zxerrerxererszee 74

GVHD: PGS.TS NGUYỄN ĐỨC CẢNH vi

Trang 7

Bảng 16 Thông số tính toán thiết kế bể lắng . ¿22 52 +25++x+c++z+zxe+s+ 77 Bang 17 Thong sO xAy dung bé n6n DUN eeceseseesssesesseseesesesesesecssseeecscsesesseseseee 84 Bảng 18 Chi phí xây dựng cho từng hạng mục cơng trình -«-s<s=++ 87

Bang 19 Chi phi mua thiết bị cho từng hạng mục công trình

Bảng 20 Chi phí năng lượng vận hành hệ thống

Bảng 21: Nước thải công nghiệp — Giá trị giới hạn các thông số và nồng độ các chất

gây ô nhiễm, TCVN 5945 — 2005 : ¿2+©c+2++z++rszrsrtsrrrrrree IH

GVHD: PGS.TS NGUYỄN ĐỨC CẢNH vii

Trang 8

DANH MỤC HÌNH

Hình 1 Kết quả phân hạng của ngành sản xuất giấy Thanh phố Đà Nẵng 12 Hình 2 Hệ thống tuyển nổi bằng không khí hòa tan 2- 2 2s s+ss+sz>s 33 Hình 3 Sơ đổ các phương án xử lý bùn ¿22+ ++S++x+£++E++xzxerxrrxzrerxrrx 40 Hình 4 Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải sản xuất giấy của công ty Roemond Hà

0 — 43

Hình 5 Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải công nghiệp giấy Eerbecb - 44 Hình 6 Dây chuyển xử lý nước thải tại nhà máy giấy Xuân Đức - 46 Hình 7 Sơ đồ hoạt động của AerOtank -+- + ss+5++x+xxe+xzxerxrxerrxrrererrrrerscee 70 Hình 8 Các hình ảnh về hệ thống tuyển nổi hiện có của công ty giấy An Bình Vv Hình 9 Các hình ảnh về sàn nghiêng thu hồi bột giấy hiện có của công ty giấy An

GVHD: PGS.TS NGUYỄN ĐỨC CẢNH viii

Trang 9

CHƯƠNG 1

MỞ ĐẦU

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ:

Để đáp ứng nhu câu sử dụng giấy ngày càng tăng, các nhà máy, xí nghiệp sản

xuất giấy đã xuất hiện nhiều trong những năm gần đây nhất là ở các tỉnh và thành phố lớn Với thiết bị công nghệ sản xuất hiện đại đã đem lai hiệu quả kinh tế cho chủ đầu tư, song cũng như các nghành công nghiệp khác bên cạnh lợi nhuận đem lại trước mắt thì vấn để ô nhiễm môi trường từ ngành công nghiệp này đang làm đau đầu các nhà đầu tư cũng như toàn xã hội Trong các dòng thải thì nước thải từ ngành công nghiệp này gây ra nhiều vấn để ô nhiễm đáng quan tâm Nước thải của các nhà máy sản xuất giấy thường có độ pH trung bình 9-1 1, hàm lượng BOD; , COD, SS cao gấp nhiễu lần so với tiêu chuẩn cho phép Đặc biệt nước có chứa cả kim loại nặng,

lignin (dịch đen), phẩm màu, xút, các chất đa vòng thơm clo hóa là những hợp chất có độc tính sinh thái cao và có nguy cơ gây ung thư, rất khó phân hủy trong môi

trường Để giải quyết ô nhiễm, các nhà máy, xí nghiệp cần phải có hệ thống xử lý nước thải trước khi thải ra môi trường Đối với các nhà máy đã có sẵn hệ thống xử lý thì cần phải nâng cấp nhằm đem lại hiệu quả hơn Cũng như các nhà máy sẳn xuất giấy khác, nhà máy sản xuất giấy An Bình cần phải có hệ thống xử lý nước thải cho hệ thống sản xuất mới (công suất 180 m”/h) nhằm giải quyết vấn để ô nhiễm nước hiện nay góp phân cải thiện môi trường

1.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

- _ Tổng quan về ngành công nghiệp giấy, tổng quan về công ty giấy An Bình - _ Dây chuyển công nghệ sản xuất giấy

- _ Nhu cầu nhiên, nguyên liệu trong sẳn xuất giấy - _ Tác động của ngành công nghiệp giấy đến môi trường

GVHD: PGS.TS NGUYỄN ĐỨC CẢNH 1

Trang 10

Biện pháp giảm nước thải

- _ Phân tích các chỉ tiêu ô nhiễm đầu vào của nước thải - Dé xuất phương án xử lý nước thải

- _ Tính toán, thiết hế hệ thống xử lý nước thải

- _ Khai toán kinh phí thực hiện

1⁄3 GIỚI HẠN ĐỂ TÀI

Thời gian thực hiện: 01/10/2007 đến 25/10/2007

Với thời gian đó để tài chỉ xoay quanh những vấn dễ chính tuy nhiên không thể tránh khỏi những thiếu sót Những vấn để chính mà để tài đã nêu ra được:

- _ Thành phần, tính chất của nước thải

-_ Các công nghệ xử lý nước thải công nghiệp nói chung và ngành giấy nói riêng -_ Đưa ra công nghệ xử lý thích hợp với thành phần, tính chất của nước thải cũng như về mặt địa hình và chi phí xây dựng

-_ Tính tốn các cơng trình đơn vị

1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

-_ Phương pháp thực tế: Điều ta khảo sát tại nhà máy để tìm hiểu công nghệ sản xuất giấy, nguyên liệu dùng trong sản xuất giấy và lấy mẫu để phân tích hóa lý, vi

sinh

- Phuong pháp phân tích hóa lý, vi sinh để tìm thông số đầu vào của các chất ô nhiễm

- _ Phương pháp kế thừa: tham khảo và thu thập các tài liệu có liên quan đến để tài - _ Phương pháp trao đổi ý kiến: trong quá trình thực hiện để tài đã tham khảo ý kiến của giáo viên hướng dẫn về vấn để có liên quan

Trang 11

CHƯƠNG 2

GIỚI THIỆU VÀI NÉT VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP GIẤY ĐẶC TÍNH CỦA NƯỚC THÁI NGÀNH CÔNG NGHIỆP GIẤY

ĐỀ XỬ LÝ NƯỚC THÁI CỦA NGÀNH CÔNG NGHIỆP GIẤY

2.1 VÀI NÉT VỀ NGÀNH CƠNG NGHIỆP GIẤY

Cơng nghiệp giấy Việt Nam (CNGVN) có một vị trí quan trọng trong nên kinh

tế quốc dân mặc dù quy mô của nó còn nhỏ bé so với khu vực và thế giới Theo thống kê năm 1995, sản xuất CNGVN đạt 572 tỷ VNĐ, chiếm 2,34% tổng giá trị

công nghiệp cả nước và đứng hàng thứ I0 trong nghành công nghiệp CNGVN bao

gồm 1048 cơ sở sản xuất trong đó có 42 cơ sở quốc doanh (của trung ương và địa

phương), 39 cơ sở thuộc kinh tế tập thể, 38 xí nghiệp tư nhân và phân còn lại (hơn

1269 cơ sở) là các hộ lao động thủ công cá thể Tổng công suất sản xuất bột giấy và giấy của CNGVN tương ứng là 200.000 tấn/năm và 400.000 tấn/năm Toàn nghành chỉ có 3 cơ sở quy mô lớn với công suất 20,000 tấn giấy/năm: Công ty giấy Bãi Bằng (55.000 tấn/năm), Công ty giấy Tân Mai ( 48.000 tấn/năm) và Công ty giấy Đồng

Nai (20.000 tấn/năm), 33 đơn vị quy mô trung bình ( 1.000 tấn/năm) và còn lại là

các cơ sở sản xuất quy mô nhỏ (< 1.000 tấn/năm)

Theo kế hoạch, đến năm 2010 CNGVN sẽ có sản lượng 1.050.000 tấn giấy các loại, đáp ứng 85-90% nhu cầu sử dụng giấy của xã hội Chính vì thế phải có định hướng phát triển, đưa ra các giải pháp trong vấn để đầu tư, nguyên liệu, vấn để môi

trường và các chính sách

- Giải pháp đầu tư:

Căn cứ quyết định số 160/1998/QĐ-TTg ngày 04/09/1998, việc thực hiện đầu tư theo 3 giai đoạn của dự án nhằm khai thác và phát triển các nguồn lực sản xuấtm,

Trang 12

đảm bảo 85-90% nhu cầu tiêu dùng trong nước, từng bước tham gia hội nhập khu vực Đổi mới thiết bị, hiện đại hóa công nghiệp, đầu tư chiều sâu và mở rộng hài hòa với đầu tư xây dựng mới

Hiệu quả đầu tư phụ thuộc nhiều yếu tố, việc đầu tư chiều sâu, mở rộng tại chỗ

hoặc đầu tư mới đều có tính ưu việt của từng dự án Cả 2 hướng đầu tư này đều được

áp dụng trong quá trình đầu tư của ngành giấy - Giải pháp nguyên liệu:

Nguyên liệu là sự sống của ngành giấy Đối với các nhà máy đã có sẵn cùng với vùng nguyên liệu hình thành từ trước đến nay thì nên quy hoạch lại đất nâng cấp nhằm đảm bảo đủ nguyên liệu cho nhà máy hoạt động (khu trung tâm Bắc Bộ, khu

trung tâm Đông Nam Bộ)

Để đảm bảo cân đối sinh thái, giảm bớt rừng bị khai thác, cũng như giảm giá thành sản phẩm, phương án nhập giấy phế liệu về tái chế lại bột giấy đưa vào sản xuất đang được nhiều công ty, nhà máy thực hiện

- Giải pháp về vấn để ô nhiễm môi trường:

Một nguyên tắc đặt ra khi phát triển công nghiệp giấy là phải chống ô nhiễm môi trường Các dự án mới đầu tư đều phải có hệ thống xử lý chất thải Đối với các nhà máy cũ đã có sẵn hệ thống xử lý thì cần phải tu sửa, nâng cấp để đạt hiệu quả hơn Trường hợp đầu tư không hiệu quả thì ngừng sản xuất bộ phận gây ô nhiễm nặng, không cho đầu tư các xí nghiệp nhỏ không đạt tiêu chuẩn môi trường

- Các chính sách:

+ Nhà nước tạo điều kiện cho các doanh nghiệp vay vốn, bảo lãnh vốn vay nước ngoài để đầu tư dự án

+ Kêu gọi đầu tư nước ngoài với những ưu đãi riêng như thuế đất, thuế doanh thu + Khuyến khích các thành phần kinh tế đầu tư vào ngành giấy

Trang 13

+ Giao đất, giao rừng cho các lâm trường quốc doanh ngành giấy đang quản lý tự chủ sản xuất kinh doanh nguyên liiệu giấy

+ Chính sách giá, thuế, các yếu tố khác để tạo điều kiện cho người trồng cây nguyên liệu giấy có lãi, sản xuất giấy có hiệu quả

2.2 TAC DONG MOI TRUONG CUA NGANH CONG NGHIEP GIAY

Công nghiệp giấy thực chất là ngành sản xuất đa ngành và tổng hợp, sử dụng một khối lượng khá lớn nguyên liệu đầu vào (nguyên liệu từ rừng, các hóa chất cơ bản, nhiên liệu, năng lượng, nước ) so với khối lượng sản phẩm tạo ra ( tỷ lệ bình quân khoảng 10/1)

Quá trình sản xuất bột giấy và giấy đã sinh ra một lượng rất lớn các chất thải rắn,

khí thải và đặc biệt là nước thải 2.2.1 Chất thải rắn

Chất thải rắn có ở tất cả các công đoạn của quá trình sản xuất giấy và bột giấy Bảng 1 Chất thải rắn sinh ra từ chế biến giấy loại Dạng giấy loại Yêu cầu tạo bột Phần trăm chất thải rắn Hỗn hợp giấy thải sinh | Loại giấy bao bì 10 — 15% hoat Hỗn hợp giấy thải sinh | Loại giấy in 15 - 25% hoạt Giấy loại từ hoạt động | Loại giấy in 5— 7% thương mại

Báo cũ Giấy in báo mới 10— 15%

Báo cũ Loại bột ít tro 10 — 20% Thùng làm từ bìa lượng | Bìa lót lượn sóng 10 - 15%

GVHD: PGS.TS NGUYEN DUC CANH 5

Trang 14

nguyên liệu gỗ được lựa sóng cũ Thùng làm từ bìa lượng | Bìa phẳng mịn 15 — 25% sóng cũ

Giấy loại không đi từ | Các loại giấy in không | 3 — 5%

đi từ nguyên liệu gỗ

2.2.2 Khí thải

Khí thải chủ yếu phát sinh từ quá trình đốt nhiên liệu, thành phần khí thải bao

gồm: SO¿;, NO;¿, bụi, SO; Đặc trưng là khí xả và khói bụi từ quá trình xả khí khi

nấu bột, đốt dịch đen trong lò thu hồi

Bảng 2 Nguồn gốc của một số chất thải dạng khí và bụi Loại chất thải Nguồn gốc Hạt bụi mịn Bụi natri từ lò thu hồi dịch đen (bột sulfat) SO; Chủ yếu từ nhà máy sản xuất bột sulfit NO>, NO Từ tất cả các loại quá trình thiêu đốt Các chất khí có chứa lưu huỳnh ( HS, CH;SH, CH;:SCH;, CH;SSCH;) Từ quá trình nấu bột sulfat và từ lò thu hồi

Các chất hữu cơ bay hơi (VOC) Phần không ngưng từ khí xả của tháp

Trang 15

2.2.3 Nước thải

Trong các nguồn chất thải của ngành công nghiệp giấy thì vấn để nước thải là vấn để cần quan tâm hàng đầu, chi phí xử lý khá cao Hiện nay, các nhà máy sản xuất giấy bắt buộc phải có hệ thống xử lý nước thải trước khi thải ra môi trường

2.3 ĐẶC TÍNH CỦA NƯỚC THẢI NGÀNH CƠNG NGHIỆP GIẤY

Cơng nghệ sản xuất bột giấy và giấy là một trong những công nghệ sử dụng nhiều nước.Tùy theo từng công nghệ và sản phẩm, lượng nước cần thiết để sản xuất 1 tấn giấy dao động từ 200 đến 500 m”.Nước được dùng cho các công đoạn rửa nguyên liệu, nấu, tẩy, xeo giấy và sản xuất hơi nước

Các dòng thải chính của các nhà máy sản xuất bột giấy và giấy bao gồm:

- Dong thải rửa nguyên liệu bao gồm chất hữu cơ hòa tan, đất đá, thuốc bảo vệ

thực vật, vỏ cây,

- Dong thải của quá trình nấu và rửa sau nấu chứa phần lớn các chất hữu cơ hòa tan, các hóa chất nấu và một phần xơ sợi Dòng thải có màu tối nên được gọi là dịch đen Dịch đen có nông độ chất khô khoảng 25-35%, tỷ lệ giữa chất hữu cơ và vô cơ là 70:30 Thành phần hữu cơ trong dịch đen chủ yếu là lignin hòa tan vào dịch kiểm (30-35% khối lượng chất khơ), ngồi ra là những sản phẩm phân hủy hydratcacbon, axit hữu cơ Thành phần vô cơ bao gồm những hóa chất nấu, một phần nhỏ là NaOH,

NaaS tự do, Na;SO¿, Na;CO;

- Dòng thải từ công đoạn tẩy bằng phương pháp hóa học và bán hóa chứa các hợp

chất hữu cơ, lignin hòa tan và hợp chất tạo thành của những chất đó với chất tẩy ở

dạng độc hại, có khả năng tích tụ sinh học trong cơ thể sống như các hợp chất clo hữu cơ Dòng thải có độ màu, BODz ,COD cao

Trang 16

Bảng 3 Tải lượng ô nhiễm trong dòng nước thải của công đoạn tẩy

Phương pháp BOD COD

sản xuất bột | Nguyên liệu đầu | (kg/tấn bột giấy) | (kg/tấn bột giấy) giấy Soda Rơm 16 60 Sunfat Tre,ntfa 17 90 Sunfit Gỗ mềm 15 60 sunfat Gỗ cứng 16 60

-_ Dòng thải từ quá trình nghiền bột và xeo giấy chủ yếu chứa xơ sợi mịn, bột giấy ở dạng lơ lửng và các chất phụ gia như nhựa thông, phẩm màu, cao lanh Nước thải từ công nghệ xeo giấy được tách ra từ các bộ phận của máy xeo giấy như khử nước, ép giấy Phần lớn dòng thải này được tuần hoàn sử dụng trực tiếp cho giai đoạn tạo

hình giấy hay cho công đoạn chuẩn bị nguyên liệu vào máy xeo hoặc có thể gián

tiếp sau khi nước thải được qua bể lắng để thu hồi giấy và xơ sợi

Trang 17

COD Mgi 4500 — 22000 BOD; Mg/l 2000 — 8100 TS Mg/l 4500 — 23000 pH - 4.90— 7.3 SO,” Mg/l 240 — 2350 cr Mgi 130 — 2950 Ca” Mgi/l 360 — 2040

- Nuéc ngung của quá trình cô đặc trong hệ thống xử lý thu hồi hóa chất từ dịch đen, mức độ ô nhiễm của nước ngưng phụ thuộc vào loại gỗ, công nghệ sản xuất

Bảng 5 Tải lượng nước thải và COD của một số loại giấy Giấy sản phẩm Nước thải (mỶ/1 tấn sản|COD (kg/1 tấn san phẩm) phẩm) Giấy không gỗ - loại thường 10 - 80 3-9 - loai dac biét 50 - 350 Giấy từ gỗ 5-40 15-25 Giấy từ giấy phế 5-30 20 - 30 liệu 24 CÁC BIEN PHAP GIAM THIEU NUGC THAI CHO NGANH CONG NGHIEP GIAY

2.4.1 Ấp dụng biện pháp sản xuất sạch hơn

Trong vòng những năm 80 trở lại đây, “sản xuất sạch hơn” (SXSH) được áp dụng rộng rãi ở các nước trên thế giới với mục đích giảm phát thải vào môi trường

Trang 18

tại nguồn trong các quá trình sản xuất, SXSH là cách tiếp cận chủ động, theo hướng dự đoán và phòng ngừa ô nhiễm từ chất thải phát sinh trong các công đoạn sản xuất

công nghiệp

GO nước ta, SXSH được đưa vào áp dụng từ năm 1996 và triển khai từ năm 1998

tập trung ở một số ngành công nghiệp như giấy, dệt-nhuộm, thực phẩm (chế biến thủy sản và bia), vật liệu xây dựng và gia công kim loại với trên 130 doanh nghiệp thuộc 28 tỉnh và thành phố và bước đầu mang lại những lợi ích kinh tế và môi trường thông qua tiết kiệm nguyên liệu, năng lượng, hóa chất, nước, giảm thiểu chất thải trong sản xuất

Đối với quá trình sản xuất, SXSH bao gồm giảm tiêu thụ nguyên liệu, năng lượng cho một đơn vị sản phẩm, loại bỏ tối đa các vật liệu độc hại, giảm lượng và mức độ độc hại của tất cả các dòng thải trước khi ra khỏi quá trình Đối với sản phẩm, SXSH tập trung làm giảm các tác động tới môi trường trong suốt vòng đời của sản phẩm kể từ khi khai thác nguyên liệu thô đến khi thải bỏ cuối cùng SXSH yêu cầu từng bước cải tiến công nghệ hiện có và dần thay thế bằng những công nghệ tốt và công nghệ

sạch

Thực tế cho thấy có 9 doanh nghiệp sản xuất giấy và bột giấy thuộc chương trình của Trung tâm sản xuất sạch Việt Nam, khối lượng tiêu thụ nguyên liệu thô giảm 700 tấn tre, nứa/năm, giảm tiêu thụ nhiên liệu than 217 tấn/năm, dầu FO giảm trên 788 ngàn li/năm, 1.850.000 mỶ nước/năm, lượng CO; giảm 5.890 tấn/năm Số tiền các công ty tiết kiệm hàng năm là trê 10 tỷ đồng tương đương 720.000 USD trong khi tổng số tiền đầu tư cho SXSH chỉ là 3,3 tỷ đồng

2.4.2 Các biện pháp khác

Trang 19

Ngoài việc áp dụng các dòng tuần hoàn từ bể lắng thu hồi bột, sợi để giảm lượng nước thải từ quá trình sản xuất thì các nhà máy cần phải thực hiện thêm các biện

pháp sau:

- Bảo quản và làm sạch nguyên liệu đầu bằng phương pháp khô để giảm lượng nước rửa

- _ Dùng súng phun tia để rửa máy móc, thiết bị, sàn sẽ giảm được lượng nước đáng kể so với rửa bằng vòi

- Thay đổi công nghệ tách dịch đen ra khỏi bột ở thiết bị hình trống thông thường

bằng ép vít tải, ép hai dây hay lọc chân không để giảm thể tích dòng thải

- _ Bảo toàn hơi và nước, tránh thất thoát hơi, chảy tràn nước

Các biện pháp giảm tải lượng các chất ô nhiễm trong nước thải:

- Xử lý dịch đen để giảm ô nhiễm các chất hữu cơ khó phân hủy sinh học như lignin, giảm được độ màu của nước thải, giảm được hóa chất cho công đoạn nấu và giảm ô nhiễm các chất hữu cơ, vô cơ trong dòng thải.Các phương án xử lý dịch đen:

+ Tách dịch đen đậm đặc ban đầu từ lưới gạn bột giấy và tuần hoàn chúng lại rồi

nấu đến khả năng có thể sẽ giảm tải lượng kiểm trong dòng thải

+ Thu hồi hóa chất từ dịch đen bằng công nghệ cô đặc — đốt - xút hóa sẽ giảm tải lượng ô nhiễm COD tới 85%

- _ Thay thế hóa chất tẩy thông thường là clo và hợp chất của clo bằng H;O; hay O; để hạn chế clo tự do không tạo ra AOX trong dòng thải

- _ Tránh rơi vãi, tổn thất hóa chất trong khi pha trộn và sử dụng

2.5 VẤN ĐỀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA NGÀNH CÔNG NGHIỆP GIẤY VIỆT

NAM

Theo thống kê, cả nước có khoảng 10% doanh nghiệp san xuất giấy đạt tiêu chuẩn môi trường, còn hầu hết các nhà máy đều không có hệ thống xử lý nước thải

GVHD: PGS.TS NGUYỄN ĐỨC CẢNH "1

Trang 20

hoặc có nhưng chưa đạt yêu câu, vì vậy tình trạng ô nhiễm môi trường nước từ công nghiệp sản xuất giấy là vấn để đang được quan tâm hiện nay 0% 44% 56% 0% @Kém @ Chua dat @ Trung binh @Khd B Tot O Xuat sic

Hình 1 Kết quả phân hạng của ngành sản xuất giấy Thành phố Đà Nẵng Căn cứ các tiêu chí bảo vệ môi trường Kết quả đánh giá ngành giấy cho thấy mức xếp hạng của ngành giấy tập trung ở mức kém và trung bình Có 44% cơ sở xếp hạng kém, và 56% cơ sở xếp hạng trung bình Không có cơ sở xếp hạng khá

Công nghệ sản xuất giấy ở Việt Nam còn rất lạc hậu Để sản xuất ra 1 tấn giấy

thành phẩm Các nhà máy phải sử dụng từ 30-100 mỶ nước, trong khi các nhà máy

giấy hiện đại của thế giới chỉ sử dụng 7-15 mỶ/tấn giấy Sự lạc hậu này không chỉ

gây lãng phí nguồn nước ngọt, mà còn tăng chỉ phí trong việc xử lý nước thải

Hiện nay, ở các khu vực có cơ sở sản xuất giấy đang phải chịu sức ép nặng nề về vấn để ô nhiễm nước từ các cơ sở này Trước thực trạng trên, dự thảo về “Nước

thải công nghiệp giấy” đang được Bộ 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 trường tự nhiên Theo đó, với những cơ sở sản xuất giấy gây ô nhiễm nặng, lại nằm trongkhu vực thượng lưu đầu nguồn nước, chính quyển

Trang 21

các cơ sở phải có biện pháp yêu cầu các đơn vị sản xuất đảm bảo tốt khâu xử lý nước thải hoặc phải ngừng sản xuất nếu không đảm bảo

Có thể nói, để ngành giấy phát triển ổn định theo hướng bền vững, cùng với việc đầu tư mở rộng, các nhà khoa học cũng cần chú trọng đầu tư, nghiên cứu, áp dụng những công nghệ có khả năng giảm thiểu tối đa và xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn môi trường

Trang 22

CHƯƠNG 3

TÌNH HÌNH SẢN XUẤT, HIỆN TRẠNG VÀ NGUỒN GỐC Ô NHIỄM CỦA CÔNG TY SẢN XUẤT GIẤY AN BÌNH

3.1 GIGI THIEU CHUNG VỀ CÔNG Ty SAN XUẤT GIẤY AN BÌNH

Được thành lập vào tháng 8 năm 1992, lúc này An Bình là một cơ sở kinh doanh

nhỏ, khởi sự sản xuất mặt hàng bột giấy bán hóa từ nguyên liệu tre, nứa nhằm cung cấp cho các nhà máy quốc doanh trong nước Sau đó tiếp tục sẳn xuất giấy và bao bì carton với doanh thu năm đầu tiên 5 tỷ đồng

Mặt hàng bột giấy do sử dụng hóa chất đã ảnh hưởng đến môi trường và gây khó

khăn trong khâu xử lý nước thải, đồng thời nguồn nguyên liệu tre, nứa ngày càng

cạn kiệt và chủ trương của chính phủ hạn chế nạn phá rừng, nên mỗi năm công ty thu hẹp dân sản lượng, cho đến năm 2000, chấm dứt hoạt động sản xuất của phân xưởng này Hiện nay hoạt động sản xuất kinh doanh chính của công ty tập trung 2 mặt hàng chủ yếu là: sản xuất giấy bao bì các loại từ nguyên liệu giấy thu hồi và bao bì carton

Kế hoạch mục tiêu của công ty là đến năm 2010 sẽ xây dựng một nhà máy mới, đưa

công suất lên 100,000 tấn/năm giấy bao bì các loại

Như vậy, từ một doanh nghiệp nhỏ, trải qua 11 năm hoạt động, với số vốn nhỏ đóng góp của các cổ đông là 39 tỷ đông Đến nay, công ty đã là nhà sản xuất mặt hàng giấy bao bì có sản lượng cao nhất trong cả nước với công suất 30,000 tấn/năm và xếp thứ 5 về sẩn kượng trong ngành công nghiệp giấy Việt Nam

Công ty tọa lạc trên đường Kha Vạn Cân, ấp Bình Đường, xã An Bình, huyện Dĩ An, tỉnh Bình Dương

Giáp ranh với các khu vực lân cận sau:

-_ Phía Đông: đất nhà dân

Trang 23

- Phia Tay : nhà dân và một phần nghĩa trang - Phía Nam : nhà dân và công ty thủy sản Incomfish

- Phía Bắc : cổng trước của công ty và nghĩa trang Trà Vinh

Tổng diện tích mặt bằng của công ty: 14,926 mỶ, trong đó: - _ Văn phòng: 300 mŸ - Khu vực sản xuất: 6,747 m? - Kho: 1,475 m? - _ Các khu vực khác: 6.404 mỸ

3.2 NHU CẦU NGUYÊN LIỆU, SẢN PHẨM, THỊ TRƯỜNG - _ Nguồn nguyên liệu: Sử dụng nguồn nguyên liệu thu hồi

Sản phẩm sử dụng nguôn nguyên liệu thu hồi của công ty phù hợp với xu thế của thế

giới hiện nay mà nhiều nước đang áp dụng và khuyến khích, nhằm giảm thiểu nạn

phá rừng và xử lý hóa chất từ nguyên liệu gỗ Cứ sản xuất 1 tấn giấy phải tiêu tốn từ 4-5 mỶ gỗ rừng tự nhiên hay rừng trồng (chu kỳ rừng khai thác nhanh nhất cũng phải mất thời gian tối thiểu là 5 năm) và khoảng 300 kg hóa chất các loại, và chưa kể đến

điện năng, nhiên liệu, nguôn lực, và các chi phí khác cho 1 đơn vị sản phẩm

Quy trình sản xuất từ nguyên liệu thu hồi tiết kiệm hơn nhiều so với sử dụng nguyên liệu gỗ hay tre, nứa, giúp tiết kiệm cho công ty về vốn đầu tư, chi phí sản xuất Với sản lượng 30,000 tấn/năm, công ty đã giúp tiết kiệm được 120,000 cho đến

150,000 m gỗ, tương đương với việc khai thác trắng 2,400 đến 3,000 ha rừng trồng - _ Sản phẩm: Mặt hàng chính của công ty là:

Trang 24

+ Giấy chạy sóng (Medium) + Giấy Duplex

+ Giấy bao bì — Thùng carton

Các loại giấy này được sản xuất từ giấy nguyên liệu thu hồi, chủ yếu từ xơ sợi nguyên thủy, sợi dài, được xử lý cẩn thận trên quy trình, cùng với tỷ lệ bột nguyên thủy cao và các chất phụ gia phù hợp nên các giấy này có độ bền cơ lý tốt

-_ Thị trường: An Bình có mối quan hệ kinh doanh với hơn 100 công ty trong nước và ngoài nước

Trước đây, An Bình đã xuất khẩu giấy bao bì cho các khách hàng ở Malaysia và

Indonesia Tuy nhiên, trong vài năm gần đây, do công ty chưa kịp nâng sản lượng lên nên tạm thời dùng xuất khẩu để phục vụ nhu câu trong nước

3.3 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GIẤY CỦA CONG TY

3.3.1 Dây chuyển công nghệ

Trang 26

3.3.1.2 Dây chuyên công nghệ sản xuất giấy bao bì của công ty

Thủy lực Hom trung Hé ling >

Trang 27

STT Thông số Đơn vị Giá trị 34+ 1 Nhiệt độ °C 25°C 2 pH - 5-6,8 3 Ss Mg/l 1550 4 BOD; Mg/l 500-600 5 COD Mg/l 1200-1500

THÀNH PHẦN, TÍNH CHẤT CỦA NƯỚC THÁI

Nước thải của công ty chủ yếu từ các phân xưởng xeo, phân xưởng bột, và một phần nước thải sinh hoạt Nước thải từ phân xưởng xeo được tuần hoàn lại để sản xuất, nước thải còn lại cho qua hệ thống xử lý trước khi thải ra nguồn tiếp nhận hoặc tuân hoàn sử dụng lại Nguyên liệu chính để sản xuất giấy tại công ty là giấy vụn các loại nên không đòi hỏi quá trình ngâm hoặc nấu nguyên liệu bằng NaOH Chính điểu này đã làm cho mức độ ô nhiễm nước thải ở đây nhẹ hơn so với nước thải của các công ty có công đoạn nấu và ngâm nguyên liệu (tre, nứa ) để sản xuất bột giấy

Trang 28

CHƯƠNG 4

CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THÁI ÁP DỤNG CHO

NGÀNH CÔNG NGHIỆP GIẤY HIỆN NAY

4.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THÁI CÔNG NGHIỆP

4.1.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý

Mục đích của xử lý cơ học là nhằm tách các chất không tan với các kích cỡ khác nhau ra khỏi nước thải như: bao bì, chất dẻo, giấy, dầu mỡ, cát, sỏi, rơm, cỏ, gỗ và các hạt lơ lửng ở dạng huyền phù

Quá trình xử lý cơ học thường được áp dụng ở giai đoạn đầu của quá trình xử lý hay còn gọi là quá trình tiền xử lý (pre-treatment) Quá trình này là bước đệm nhằm đảm bảo tính an toàn cho các thiết bị và các quá trình xử lý tiếp theo

Một số công trình xử lý cơ học: Song chắn rác, lưới lọc, các loại bể lắng, bể điều

hòa, tách dầu mỡ, lọc cơ học 4.1.1.1 Song chắn rác

Nước thải đưa tới công trình xử lý trước hết phải qua song chắn rác Song chắn có thể đặt cố định hoặc di động Thông dụng hơn cả là song chắn cố định Các song chắn được làm bằng kim loại, đặt ở cửa vào của kênh dẫn, nghiêng một góc 60+707

Thanh song chắn có thể có tiết diện tròn, vuông hoặc hỗn hợp Thanh song chắn có

tiết diện tròn có trở lực nhỏ nhất nhưng nhanh bị tắc bởi các vật bị giữ lại Do đó

thông dụng hơn cả là thanh có tiết diện hỗn hợp, cạnh vuông góc ở phía sau và cạnh

tròn ở phía trước hướng đối diện với dòng chảy Dựa vào khoảng cách giữa các

thanh, người ta chia song chắn thành 2 loại: song chắn thô có khoảng cách giữa các thanh từ 60-100 mm và song chắn mịn có khoảng cách giữa các thanh từ 10-25 mm Để tính kích thước song chắn, dựa vào tốc độ nước thải chảy qua khe giữa các thanh,

thường lấy bằng 0.8-I m/s

Trang 29

4.1.1.2 Lưới lọc

Sau song chắn rác, để có thể loại bỏ các tạp chất rắn có kích cỡ nhỏ hơn, người ta

dùng thêm lưới lọc Lưới có kích thước lỗ từ 0.5-1 mm Các vật thải được cào ra khỏi

mặt lưới bằng hệ thống cào Lưới lọc thường được dùng trong các hệ thống xử lý nước thải của công nghiệp dệt, giấy và da

4.1.1.3 Các loại bể lắng

Trong xử lý nước thải, quá trình lắng được sử dụng để loại các tạp chất ở dạng huyền phù thô ra khỏi nước Sự lắng của các hạt xảy ra dưới tác dụng của trọng lực Theo chức năng, bể lắng được phân thành: bể lắng cát, bể lắng cấp I và bể lắng trong (cấp II) Bể lắng cấp I có nhiệm vụ tách các chất rắn hữu cơ (60%) và các chất rắn khác, còn bể lắng cấp II có nhiệm vụ tách bùn sinh học ra khỏi nước thải Các bể lắng đều phải thỏa mãn yêu câu: có hiệu suất lắng cao và x3 bùn dễ dàng

1) Bể lắng cát

Bể lắng cát thường đặt sau song chắn, lưới chắn và đặt trước bể điều hòa với

nhiệm vụ là tách các chất vô cơ không tan có kích thước từ 0,2-2 mm mà thành phần

chính là cát ra khỏi nước thải Điều đó đảm bảo cho các thiết bị cơ khí (như các loại bơm) không bị cát, sỏi bào mòn, tránh tắc các đường ống dẫn và các ảnh hưởng xấu cùng việc tăng tải lượng vô ích cho các thiết bị xử lý sinh học

Theo nguyên lý làm việc người ta chia bể lắng cát thành 2 loại: bể lắng cát ngang và bể lắng cát đứng

Căn cứ vào các yếu tố: lưu lượng nước thải và nông độ các chất lơ lửng để chọn bể lắng cát thích hợp Thông dụng nhất là bể lắng cát ngang

Bể lắng cát ngang là một kênh hở hình chữ nhật, hình tam giác hoặc parabol

Chiều dài bể tùy thuộc vào chiều sâu cần thiết, vận tốc lắng và tiết diện kiểm soát bể Chiểu sâu bể năm” trong khoảng 0,25-1 m tỉ lệ giữa chiều rộng và chiều sâu

Trang 30

B/H = 1:2 vận tốc dòng chảy trong bể không vượt quá 0,3 m⁄s với tốc độ như vậy, các hạt cát, sỏi và các hạt vô cơ khác sẽ được lắng xuống đáy, còn hầu hết các hạt hữu cơ nhẹ và nhỏ đi qua bể theo dòng ra ngoài

2) Bể lắng cấp I, cấp II

Bể lắng được dùng để tách các chất rắn có kích thước nhỏ hơn 0,2 mm trước khi bước vào giai đoạn xử lý sinh học gọi là bể lắng cấp I

Bể lắng dùng để tách bùn ra khỏi nước thải sau khi qua bể xử lý sinh học gọi là bể lắng cấp II

Theo chiểu của dòng chảy, các bể lắng được phân thành: bể lắng ngang, bể lắng đứng, bể lắng Radian

a Bể lắng ngang

Bể có dạng hình chữ nhật, có thể làm bằng các vật liệu khác nhau như: bêtông,

bêtông cốt thép, gạch hoặc bằng đất tùy thuộc vào kích thước, yêu cầu của quá trình lắng và điều kiện kinh tế

Trong bể lắng ngang, dựa vào dòng chảy người ta chia bể thành 4 vùng: + Vùng hoạt động: là vùng quan trọng nhất của bể lắng

+ Vùng bùn (vùng lắng đọng): là vùng bùn lắng tập trung

+ Vùng trung gian: tại nay nước thải và bùn lẫn lộn với nhau

+ Vùng an toàn

Các bể lắng ngang thường có chiều sâu H từ 1,5-4 m, chiều dài khoảng (8+12)H,

chiều rộng từ 3-6 m Để phân phối đều nước người ta thường chia bể thành nhiều

ngăn thành các vách ngăn Các bể lắng ngang thường được xử dụng khi lưu lượng

nước thải trên 15,000 mỶ/ngày Vận tốc dòng chảy của nước thải trong bể lắng thường chọn không quá 0.01 m⁄s, thời gian lưu từ 1-3 h Hiệu suất lắng thường đạt 60%

Trang 31

b Bể lắng đứng

Bể lắng có dạng hình hộp hay hình trụ với đáy hình chóp Nước thải được đưa vào ống phân phối ở tâm bể với vận tốc không quá 30 mm/⁄s Nước thải chuyển động

theo phương đứng từ dưới lên trên tới vách tràn với vận tốc 0,5-0,6 m/s Thời gian

nước lưu lại trong bể từ 45-120 phút và được xả ra ngoài bằng áp lực thủy tĩnh

Chiểu cao vùng lắng từ 4-5 m Trong bể lắng, các hạt chuyển động cùng với nước từ

dưới lên trên với vận tốc W và lắng dưới tác động của trọng lực với vận tốc W¡ Do đó các hạt có kích tước khác nhau sẽ chiếm những vị trí khác nhau trong bể lắng Khi

W¡>W, các hạt sẽ lắng nhanh, ngược lại chúng sẽ bị cuốn theo dòng chảy lên trên

Hiệu suất lắng của bể lắng đứng thường thấp hơn bể lắng ngang từ 10-20% c Bể lắng Radian

Bể này có tiết diện hình tròn, nước thải chuyển động từ tâm ra xung quanh (lắng

ly tâm), hoặc nước từ xung quanh thành bể chuyển động về trung tâm (lắng hướng tâm)

4.1.1.4 Bể điều hòa

Lưu lượng và chất lượng nước thải từ hệ thống cống thu gom chảy về trạm xử lý thường xuyên giao động theo các giờ trong ngày Khi hệ số không diéu hoa K>1,4 thì xây dựng bể điều hòa để các công trình sau xử lý được hiệu quả hơn

Bể điều hòa thường đặt trước bể lắng cấp I Có 2 loại bể điều hòa:

+ Bể điều hòa lưu lượng và chất lượng nằm trực tiếp trên đường chuyển động của dòng chảy Để đảm bảo chức năng điều hòa lưu lượng và chất lượng nước thải, người ta bố trí trong bể thiết bị khuấy trộn để san bằng nông độ các chất cho toàn bộ thể tích nước thải có trong bể và để ngăn ngừa cặn lắng

+ Bể điều hòa lưu lượng là chủ yếu, có thể nằm trực tiếp trên đường vận chuyển của dòng chảy hoặc nằm ngoài đường đi của dòng chảy

Trang 32

Phương án điều hòa trên dòng thải có thể làm giảm đáng kể giao động thành phần nước thải đi vào các công đoạn phía sau, còn phương án điều hòa ngoài dòng thải chỉ giảm được một phần nhỏ sự giao động đó Vị trí tốt nhất để bố trí bể điều hòa cần được xác định cụ thể cho từng hệ thống xử lý Vì tính tối ưu của nó phụ thuộc vào

loại xử lý, đặc tính cũa hệ thống thu gom và đặc tính của nước thải

4.1.1.5 Tách dầu mỡ

Trong một số loại nước thải sản xuất có chứa dầu, mỡ có khối lượng riêng nhỏ

hơn nước Chúng nổi trên mặt nước và gây ảnh hưởng xấu tới các công trình thoát nước (mạng lưới và các công trình xử lý) Các chất mỡ sẽ bịt kín lỗ hổng giữa các hạt vật liệu lọc trong các bể lọc sinh học và chúng sẽ phá hủy cấu trúc bùn hoạt

tính trong bể Aeroten, gây khó khăn cho quá trình lên men cặn

Theo tiêu chuẩn dòng thải, không cho phép xả nước thải chứa dầu, mỡ vào nguồn

tiếp nhận nước vì chúng sẽ tạo thành một lớp màng mỏng phủ lên diện tích mặt nước

khá lớn, gây khó khăn cho quá trình hấp thụ oxy của không khí vào nước, làm cho quá trình tự làm sạch của nguồn nước bị cẩn trở Vì vậy, trong các ngành công nghiệp sản xuất có chứa dầu mỡ cần phải có thêm thiết bị tách dầu, mỡ để tách chúng ra khỏi nước thải trước khi xả vào hệ thống thoát nước

4.1.1.6 Lọc cơ học

Lọc được áp dụng để tách các tạp chất phân tán có kích thước nhỏ khỏi nước thải

mà các bể lắng không loại được chúng 1) Lọc qua vách lọc

Việc lựa chọn vách lọc phụ thuộc vào tính chất nước thải, nhiệt độ, áp suất lọc và

kết cấu thiết bị lọc Vách lọc thường được làm bằng thép tấm có đục lỗ hoặc lưới bằng thép không rỉ: nhôm, niken, đồng thau Vách lọc cần phải có tính chất: trở lực nhỏ, đủ bền và dẻo cơ học, đủ bền về hóa học, không bị trương nở

Trang 33

2) Bể lọc với lớp vật liệu lọc dạng hạt

Trong các quá trình làm sạch nước thải phải xử lý một lượng lớn nước, do đó người

ta không cần xử dụng các thiết bị lọc với áp suất cao mà dùng các vật liệu lọc dạng

hạt Vật liệu lọc có thể sử dụng là cát thạch anh, than cốc, hoặc sỏi nghiên, thậm chí

cả than nâu, than bùn hoặc than gỗ

3) Thiết bị lọc chậm

Bể lọc này dùng để lọc nước thải không đông tụ Tốc độ lọc trong bể này phụ thuộc vào nồng độ chất rắn lơ lửng

Ưu điểm của bể lọc chậm là có khả năng làm sạch cao Nhược điểm của loại bể này

là kích thước lớn, giá thành cao, làm sạch bùn khó và phức tạp

4) Thiết bị lọc nhanh

Trong bể lọc nhanh, lớp vật liệu lọc thường gồm các vật liệu khác nhau ở dạng hạt như cát, than antraxit Lớp trên là lớp có kích thước hạt lớn hơn lớp dưới

Bể lọc nhanh làm việc với kích thước hữu hiệu lớn hơn và hệ số đồng đều nhỏ hơn bể lọc chậm

4.1.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý

4.1.2.1 Đông tụ và keo tụ

Quá trình lắng chỉ có thể tách được các hạt rắn huyén phù nhưng không thể tách

được các chất ở dạng keo và hòa tan vì chúng quá nhỏ Để tách các hạt rắn đó một cách hiệu quả bằng phương pháp lắng, cần tăng kích thước của chúng dựa vào sự tác

động tương hỗ giữa các hạt phân tán liên kết thành tập hợp các hạt, nhằm làm tăng vận tốc lắng của chúng Việc khử các hạt keo rắn bằng lắng trọng lượng đòi hỏi trước hết cần trung hòa điện tích của chúng, thứ đến là liên kết chúng với nhau Quá

trình trung hòa điện tích thường được gọi là quá trình đông tụ còn quá trình tạo thành các bông lớn hơn từ các hạt nhỏ gọi là quá trình keo tụ

Trang 34

4.1.2.2 Tuyển nổi

Phương pháp này được dùng để tách các tạp chất phân tán không tan, tự lắng kém

ra khỏi pha lỏng Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục khí các bọt khí nhỏ (thường là không khí) vào trong pha lồng Các khí đó kết dính với các hạt và khi lực nổi của tập hợp các bóng khí và hạt đủ lớn sẽ kéo theo hạt cùng nổi lên bể mặt, sau đó chúng tập hợp lại với nhau thành các lớp bọt chứa hàm lượng các hạt cao hơn

trong chất lỏng ban đầu

Ưu điểm cơ bản của phương pháp này so với phương 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 bể mặt, chúng có thể được thu gom bằng bộ phận vớt bột

* Tuyển nổi áp lực( tuyển nổi khí hoà tan)

+ Nguyên lý chung:

Trong tuyển nổi áp lực, nước được bơm vào bình áp lực, ở đó nước được bão hồ khơng khí Khơng khí được đưa vào bằng máy nén hoặc bằng ejector đặt ở đầu nối ống hút của bình áp lực và ống có áp của bơm ly tâm

Nước bơm vào bình áp lực có thể là nước thô ( sơ đồ trực tiếp) hoặc nước sau xử

lý được hoàn nguyên lại( sơ đồ hoàn lưu)

Từ bình áp lực nước đã bão hồ khơng khí chảy vào bể tuyển nổi qua một van giảm áp Khi hạ đến áp suất khí quyển, khí hoà tan được tách ra và thực hiện quá trình tuyển nổi

Khi dùng tuyển nổi trực tiếp, toàn bộ thể tích nước thô chảy vào bình áp lực Khi dùng tuyển nổi hoàn lưu có 20 — 50% nước sau xử lý được đưa trở về bình áp lực Ngoài ra còn có trường hợp 30 — 70% nước thô chảy vào bình áp lực, phần còn lai di thắng vào bể tuyển nổi

Trang 35

Sơ đồ trực tiếp cho phép bão hồ khơng khí toàn bộ lượng nước thô, khi chẩy vảo bể tuyển nổi, các bọt khí nhỏ tạo thành ngay bên cạnh các hạt cặn nên rất dễ tạo thành các hạt keo khí Sơ đồ này đơn giản trong thiết kế và vận hành nhưng chỉ

phí năng lượng cao, không thích hợp để áp dụng trong trường hợp nước thô có bông

căn, ví các hạt cặn có thể bị phá vỡ trong bình áp lực hoặc khi đi qua bơm ly tâm Sơ đơ hồn lưu thường được ứng dụng trong trường hợp nước đã cho hoá chất dể keo tụ thành bông cặn, hoặc là giai đoạn tiền xử lý của nước thải trong quá trình xử

lý sinh học, cũng như trong xử lý để cô đặt bùn hoạt tính Khi đó lượng nước bão hồ khơng khí sẽ ít hơn ở sơ đô trực tiếp Lưu lượng khí được tính trên lượng cặn và được

điều chỉnh theo lưu lượng nước hoàn thu Trong sơ đổ này dung tích bể tuyển nổi sẽ lớn hơn

Để xử lý nước hoặc nước thải công nghiệp, thường dùng sơ đồ hoàn lưu với lưu lượng nước hoàn lưu chiếm 10 —50% lưu lượng xử lý, ở áp suất 3 —6 bar Ở áp suất này lượng khí hoà tan chiếm gần 70% nước bão hồ

Trong trường hợp cơ đặc bùn ( ở các nhà máy xử lý nước hoặc nước thải) có thể

cho vào bình áp lực toàn bộ lưu lượng cần xử lý hoặc chỉ đưa vào lượng nước hoàn lưu

+ Các quá trình trong tuyển nổi áp lực

Trong quá trình tuyển nổi xảy ra lần lược các công đoạn sau đây: - Cấp không khí vào nước

- Hồ tan khơng khí vào nước

Trang 36

®' Quá trình cấp khí vào nước

Có thể thực hiện việc cấp khí vào nước bằng một trong 3 cách sau đây: - Cấp khí theo đường ống hút của bơm

Khi đưa khí vào phía trước bơm sẽ tăng cường khả năng tán nhỏ không khí trong

bơm Tuy nhiên sơ đồ này làm giảm công suất và áp lực của bơm, ngoài ra chế độ

làm việc của bơm sẽ bị xấu đi

- Cấp khí theo đường ống có áp của bơm

Do những nhược điểm nêu trên người ta thường cấp khí theo đường áp lực của bơm Để ngăn ngừa nước rơi vào ống cấp khí phải lắp thêm một van một chiều

- Ding ejector

Hai sơ đồ trên được ứng dụng trong trường hợp các chất lơ lửng trong nước có kích

thước lớn Sự dao động mực nước trong bể tiếp nhận làm ảnh hưởng đến chế độ bơm, do đó mực nước trong bể không được thấp hơn 0,5m và thường dao động trong khoảng 1,5 - 2m Để bảo đảm mực nước này, có thể hoàn lưu trở lại bể tiếp nhận một ít nước sau xử lý khi cần thiết

® Quá trình hoà tan khí vào nước

Hiệu quả tuyển nổi phụ thuộc vào lưu lượng khí hoà tan trong nước và lượng bọt khí thoát ra từ dung dịch quá bão hoà

Theo định luật Henry, khi nhiệt độ không đổi, độ hoà tan của khí trong chất

lỏng tỷ lệ thuận với áp suất riêng phần của khí: C=k.P

Trong đó :

C= độ hoà tan của khí

k= hằng số henry, phụ thuôc vào nhiệt độ và môi trường chất lỏng P=áp suất riêng của khí

Trang 37

Khi nhiệt độ tăng, độ hoà tan của không khí trong nước bị giảm đi

Tốc độ hoà tan khí phụ thuộc vào cánh khuấy trộn không khí và nước Khi dùng

ejector, tốc độ này là 0,8 I/phút, máy khuấy được 30 I/phút Có thể giải thích như

sau: Cường độ khuấy trộn hỗn hợp khi — nước ảnh hưởng đến kích thước cuối cùng của bọt khí và diện tích bể mặt tiếp xúc hai pha khí- nước, do đó sẽ ảnh hưởng đến tốc độ hoà tan của khí vào nước Với tốc độ 0,8 l/phút, thời gian đạt sự bão hoà hoàn

toàn là 2 — 3 phút

Sự hoà tan khí vào nước xảy ra hoặc trong ống có áp hoặc trong bình áp lực

Trường hợp hoà tan khí trong ống dẫn chỉ được áp dụng khi bơm đặt cách bể tuyển nổi ít nhất 50 — 60m, hoặc phải dùng hệ thống ống zic zắc có tổng chiều dài 40 — 50 m Đường kính ống được tính sao cho thời gian lưu nước trong ống lớn 45 giây

Tuy nhiên sự hoà tan khí trong ống có áp cũng có một số nhược điểm: lâu dần có nhiều cặn tích luỹ bên trong bể mặt ống làm giảm tiết diện ống, giảm thời gian

lưu nước trong ống và lượng khí hoà tan vào nước Ngoài ra sự hao hụt thuỷ lực sẽ gia tăng theo chiều dài ống, dẫn đến sự hao tốn năng lượng tính trên I mỶ nước

Hiện nay người ta thường dùng bình áp lực để hoà trộn khí vào nước Có hai vị

trí đưa nước vào bình: phía trên hoặc phía dưới của bình Khi đưa nước vào phía trên

bình áp lực thì hạn chế được hiện tượng các bọt khí lớn rơi vào bể tuyển nổi, làm ảnh hưởng xấu đến hiệu quả xử lý Tuy nhiên hiệu quả sử dụng khí ở sơ đồ cấp phía trên thấp hơn sơ đô cấp nước phía dưới, là do các bọt khí lớn sẽ nổi lên nên khơng thể hồ tan vào nước, vì thế phải tăng thời gian lưu nước trong bình

Nếu dùng thêm hệ thống khuấy trộn bên trong bình áp lực thì có thể giảm thời gian lưu nước trong bình Trường hợp bão hoà khí cho bùn hoạt tính ở áp suất 2 bar và có hệ thống khuấy trộn cho kết quả tương đương trong trường hợp áp suất 4 bar và không cần khuấy trộn

Trang 38

® Sự hình thành bọt khí từ dung dịch quá bão hoà

Theo định luật Henry, khi giảm áp suất hoặc tăng nhiệt độ, khí sẽ tách ra khỏi

nước Kích thước nhỏ nhất R„¡ạ của bọt khí phụ thuộc vào lực căn bể mặt khí — nước và độ giảm áp:

Rpin = 20 /(P-P;), (mm) Trong đó:

o : lực căng bể mặt khí — nước P : áp suất bão hoà (Pa)

P, : Ap suất trong bình tuyển nổi (Pa)

Sự dính kết bọt khí ảnh hưởng đến số lượng và kích thước bọt khí , do đó sẽ gây ra ảnh hưởng đến quá trình tuyển nổi Sự dính kết này có thể xẩy ra trong nước, trong lớp bọt tạo thành của quá trình tuyển nổi Đôi khi sự dính kết làm tăng hiệu quả của quá trình tuyển nổi, nhưng thông thường nó làm cẩn trở quá trình này Các hạt có kích thước nhỏ khó nổi lên bể mặt, trong khi các hạt có kích thước lớn hơn lại

tham gia quá trình tuyển nổi Mặt khác sự dính kết bọt khí làm giảm diện tích bể mặt và thời gian lưu của bọt khí trong bể Do vậy trong quá trình tuyển nổi cần hạn chế

tối đa các ảnh hưởng xấu do sự dính kết bọt khí gây ra

® Quá trình bám dính cặn vào bọt khí

Khả năng hình thành các keo khí phụ thuộc vào bản chất hạt cặn và có thể

phân chia thành ba dạng:

- Các hạt cặn va chạm vào bọt khí và dính bám

- Các bọt khí phát sinh trong lớp cặn lơ lửng

- Đầu tiên trong lớp cặn hình thành các bọt khí nhỏ, sau đó chúng va chạm và

đính bám với nhau tạo thành các bọt khí lớn có đủ khả năng tuyển nổi

Trang 39

® Quá trình tách cặn ra khỏi nước trong bể tuyển nổi

Tách cặn ra khỏi nước trong bể tuyển nổi xảy ra theo hai chiều ngược nhau

- Hỗn hợp cặn khí nổi lên trên, nước trong đi xuống dưới để vào máng thu dẫn

ra ngoài Trong xử lý nước thường nước nguồn có chứa cặn thô những hạt cặn nặng,

chắc, diện tích bể mặt không phát triển thường không bị đẩy lên bể mặt mà lắng xuống đáy bể, vì vậy bể phải cấu tạo hố thu cặn và thiết bị xả cặn Tiêu chuẩn thiết kế bể tuyển nổi lấy trong giới hạn:

- Tải trọng bể mặt : 3 — 10mỶ/m”h

- Thời gian lưu nước trong bể: 20 — 40 phút

- Lượng không khí tiêu thụ : 15— 50 lí/_ mỶ nước - Cấu tạo bể tuyển nổi:

+ Bể tuyển nổi có bể mặt hình chữ nhật + bể tuyển nổi hình tròn

- Chiều cao ngăn tạo bọt Hy = 1,5m

- Đường kính ngăn tạo bọt:

D.=0,6 |2

Mì Trong đó:

Q: Lưu lượng nước xử lý (mình)

vx: van tốc nước trong ngăn, lấy 6 mm/s 0,6: hệ số đổi đơn vị

- Thời gian lưu nước trong ngăn 4 —6 phút

- Chiểu cao vùng lắng Hụ = 1,5m, tổng chiều cao của bể Hạ = 3m - Đường kính của bể:

401 Dạ= QF

60zH ,

GVHD: PGS.TS NGUYEN DUC CANH 31

Trang 40

Trong đó :

tạ - thời gian lưu nước trong bể 20 — 40 phút

Sau khi tính toán kích thước bể, kiểm tra tỉ trọng bể mặt: a =Q/F¿., nằm trong khoảng 3 — 10 mỶ/mẺ

+ Linh vuc ng dụng của bể tuyển nổi khí hoà tan (DAF)

Các ứng dụng của DAF trong lĩnh vực xử lí nước thải rất phong phú: - Loại bỏ chất kết bông trong lọc nước mặt ( đối với nước chứa MES); - Tách và thu hồi sợi của nước thải của nhà máy làm bột giấy;

- Tách dầu có hoặc không kết bông trong nước thải của nhà máy lọc dâu, sân bay, luyện kim;

- Tách hydroxit kim loại bột màu trong xử lý ERI;

- Cô đặc bùn từ xử lý sinh học nước thải hoặc xử lý lọc trong nước uống;

- Lọc trong nước bùn hoạt tính

Định dạng
Số trang	106
Dung lượng	16,64 MB