Lượng giấy cũ sử dụng để tái sinh trong sản xuất ở nước ta còn thấp,tuy chưa có thống kê chính xác nhưng được đánh giá khoảng 10 – 15% so với tổnglượng bột giấy sử dụng.. Tải trọng môi t
Trang 1KÝ HIỆU VIẾT TẮT
BOD : Biochemical Oxygen Demand – Nhu cầu ôxy sinh hóa, mgO2/L
COD : Chemical Oxygen Demand – Nhu cầu ôxy hóa học, mgO2/L
DO : Dissolved Oxygen – Ôxy hòa tan, mgO2/L
F/M : Food/Micro-organism – Tỷ số giữa lượng thức ăn và lượng vi sinh vậttrong mô hình
MLSS : Mixed Liquor Suspended Solid – Chất rắn lơ lửng trong bùn lỏng, mg/L
MLVSS : Mixed Liquor Volatile Suspended Solid – Chất rắn lơ lửng bay hơitrong bùn lỏng, mg/L
SS : Suspended Solid – Chất rắn lơ lửng, mg/L
VS : Volatile Solid – Chất rắn bay hơi, mg/L
SVI : Sludge Volume Index – Chỉ số thể tích bùn, mL/g
PAC : Poly Aluminium Chloride
Trang 2Trong suốt năm năm học tập tại trường Đại học Bách Khoa Thànhphố Hồ Chí Minh em đã được quý Thầy Cô, đặc biệt là các Thầy Cô KhoaMôi Trường, trang bị một hành trang vào đời quý báu Em xin chân thànhcảm ơn quý thầy cô đã tận tình giảng dạy, truyền đạt những kiến thức hữuích giúp em hoàn thành tốt Luận văn tốt nghiệp này
Em xin chân thành cảm ơn Thầy hướng dẫn Nguyễn Tấn Phong đãtận tình hướng dẫn, cung cấp tài liệu và đóng góp nhiều ý kiến thiết thựctrong suốt quá trình thực hiện Luận văn
Trong quá trình thực hiện các nghiên cứu trong đề tài em cũng nhậnđược rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ từ Cô Nguyễn Thị Thanh Phượng phụtrách phòng thí nghiệm Khoa Môi Trường, em xin chân thành cảm ơn Cô đãtạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành đề tài
Đồng thời, em xin cám ơn các cô chú, anh chị trong Ban giám đốc vàtoàn thể nhân viên thuộc Công Ty giấy Tân Mai đã nhiệt tình hướng dẫn vàcung cấp số liệu giúp em hoàn thành tốt Luận văn này
Cuối cùng, xin được cảm ơn các bạn bè cùng lớp Môi Trường K97 đãđộng viên, ủng hộ và giúp đỡ tôi trong suốt năm năm học tập vừa qua
TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Luận văn này được thực hiện nhằm nêu lên hiện trạng ô nhiễm môitrường gây nên bởi ngành công nghiệp sản xuất bột giấy và giấy Đặc biệt
đi sâu vào khảo sát, nghiên cứu cụ thể đối với Công ty giấy Tân Mai Thựchiện các nghiên cứu thực nghiệm để đề xuất một quy trình xử lý thích hợp áp
Trang 3dụng cho Công ty giấy Tân Mai và các nhà máy khác có công nghệ sảnxuất tương tự.
Phần đầu của Luận văn là các điều tra về hiện trạng và sự phát triểncủa ngành công nghiệp sản xuất bột giấy và giấy Trình bày quy trình sảnxuất và khả năng gây ô nhiễm của Công ty giấy Tân Mai từ đó nêu bật lên
ý nghĩa của sự cần thiết phải xử lý nước thải nhằm bảo vệ môi trường
Phần tiếp theo trình bày tóm tắt các phương pháp xử lý nước thảicũng như ưu, nhược điểm của từng phương pháp
Phần kế tiếp trình bày mô hình và phương pháp nghiên cứu thực hiệntrong đề tài Xử lý và thảo luận kết quả thu được từ các thí nghiệm, trên cơsở đó đề xuất quy trình công nghệ xử lý nước thải thích hợp cho Công tygiấy Tân Mai
Cuối cùng là phần tính toán thiết kế các công trình đơn vị và tính toánkinh tế, đồng thời đưa ra một số kết luận và kiến nghị cần thiết
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ
Như chúng ta đã biết, công nghiệp sản xuất giấy và bột giấy chiếm vị trí rấtquan trọng trong nền kinh tế nước ta Cùng với sự phát triển của các ngành côngnghiệp và dịch vụ khác, nhu cầu về các sản phẩm giấy ngày càng tăng, thu hút nhiềulao động tham gia, chính vì vậy ngành công nghiệp này không thể thiếu được trongđời sống của người dân
Tuy nhiên, lượng nước thải do ngành công nghiệp này thải ra mà không qua xửlý đã ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường nước Độc tính của các dòng nước thải từcác nhà máy sản xuất bột giấy và giấy là do sự hiện diện một hỗn hợp phức tạp cácdịch chiết trong thân cây bao gồm : nhựa cây, các axit béo,lignin … và một số sảnphẩm phân hủy của lignin đã bị clo hóa có trọng lượng phân tử thấp Nồng độ của mộtsố chất từ dịch chiết có khả năng gây ức chế đối với cá Khi xả trực tiếp nguồn nướcthải này 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 Điều nàykhông những ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường sống của sinh vật nước mà còn giántiếp ảnh hưởng đến sức khỏe của người dân trong khu vực
Trang 4Hiện nay, hầu hết các nhà máy giấy đều chưa xây dựng hệ thống xử lý nướcthải hoặc nếu có thì xử lý không đạt tiêu chuẩn thải ra nguồn tiếp nhận, Công ty giấyTân Mai là một trong số những nhà máy đó.
1.2 MỤC ĐÍCH
Với hiện trạng môi trường như vậy, vấn đề nghiên cứu công nghệ thích hợp xử lýnước thải cho ngành công nghiệp sản xuất bột giấy và giấy là hết sức cần thiết Đề tàinày được thực hiện nhằm mục đích nghiên cứu và đề xuất công nghệ xử lý thích hợp,khả thi cho một trường hợp cụ thể, đó là Công ty giấy Tân Mai
1.3 PHẠM VI
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 Tân Mai đặt tại phường Thống Nhất,thành phố Biên Hòa, tỉnh Đồng Nai
1.4 GIỚI HẠN
Quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp có một số giới hạn như sau :
1 Thời gian thực hiện ngắn
2 Khả năng đầu tư hệ thống xử lý nước thải của Công ty
3 Diện tích dùng để bố trí hệ thống xử lý nước thải
1.5 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN
Trên cơ sở thu thập thông tin, sưu tầm, điều tra, khảo sát, nghiên cứu và đềxuất công nghệ xử lý nước thải cho Công ty giấy Tân Mai, có thể tóm tắt các phươngpháp thực hiện như sau :
4 Phương pháp điều tra khảo sát
5 Phương pháp tổng hợp thông tin
6 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu chất lượng nước thải
7 Phương pháp thực nghiệm
2.1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BỘT GIẤY VÀ GIẤY
2.1.1 NGUYÊN LIỆU
Trang 5Sợi cellulose là nguyên liệu thô chính cho công nghệ sản xuất giấy và bộtgiấy Các tế bào thực vật, đặc biệt là tế bào gỗ, chứa rất nhiều sợi cellulose Trongcông nghiệp sản xuất giấy và bột giấy, sợi cellulose chủ yếu được cung cấp từ cácnguồn 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:
8 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 glucose tạothành 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 lượng phântử của nó Khối lượng phân tử càng thấp thì độ bền của sợi cellulose càng giảm
9 Hemicellulose
Các chuỗi cellulose dạng dài được gọi là alpha cellulose Các chuỗi cellulosengắn hơn thường được gọi chung là hemicellulose Thông thường, người ta chiahemicellulose thành 02 loại :
10 Beta cellulose (giá trị n nằm trong khoảng 15 – 90)
11 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 :
12 Hexose : Glucose, mannose, galactose
13 Pentose : Xylose, arabinose
Một số hemicellulose liên kết với các cellulose, số còn lại chủ yếu là liên kếtvới lignin
Trong quá trình sản xuất bột giấy từ gỗ bằng phương pháp hóa học, số lượng,
vị trí và cấu trúc của hemicellulose thường thay đổi đáng kể Thông thường,hemicellulose dễ bị phân hủy và hòa tan hơn cellulose nên hàm lượng của chúngtrong bột giấy luôn thấp hơn trong gỗ
Trang 614 Lignin
Thuật ngữ holocellulose dùng để chỉ tổng lượng carbohydrate có trong sợi gỗ(cellulose và hemicellulose) Ngoài holocellulose, trong gỗ còn chứa một chất caophân tử, không có hình dạng xác định gọi là lignin Lignin đóng vai trò là cầu nốicác sợi với nhau
Về cấu tạo hóa học, lignin là một polymer thơm bao gồm các đơn vị phenylpropane liên kết với nhau trong không gian 03 chiều
15 Extractive
Ngoài holocellulose và lignin, trong các sợi gỗ còn có chứa một số chất khácnhư acid béo, nhựa cây, phenol, rượu, protein,…Hầu hết các chất này tan trong nướcvà được gọi chung là extractive
Sau đây là sơ đồ tóm tắt thành phần hóa học cơ bản của gỗ :
Hình 2.1 : Sơ đồ tóm tắt thành phần hóa học của gỗ
2.1.2 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BỘT GIẤY VÀ GIẤY
Trang 72.1.2.1 Công nghệ sản xuất bột 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 đây đãtăng lên đáng kể Các phát triển công nghệ hiện đại tập trung chủ yếu vào việc nângcấp chất lượng bột giấy từ các vật liệu tái chế và chính do thành công trong lĩnh vựcnày đã dẫn đến việc sử dụng rất rộng rãi loại bột giấy từ sợi tái chế
Bột giấy để sản xuất các vật liệu làm hộp và giấy gói có thể làm từ bất kì loạisợi thứ cấp nào mà không cần phân loại nhiều Giấy thải được thu gom rời và đôi khiđược bó thành kiện để dễ dàng vận chuyển Giấy thải được lưu kho, thành đống Máynghiền bột cơ học được sử dụng để nghiền giấy, trộn nước và chuyển hóa thành mộthỗn hợp đồng nhất, có thể bơm như nước Các chất nhiễm bẩn nặng như cát, sỏi,…được thải bỏ khi chảy lơ lửng trong hệ thống máng Tại đây các chất nặng sẽ lắngxuống và lấy ra khỏi hệ thống theo định kì Sợi được phân loại riêng dưới dạng huyềnphù nhẹ, sau đó được chảy qua một loạt các sàng lọc có lớp tấm đục lỗ Ở đây cácchất nhiễm bẩn nhẹ hơn, nhưng lớn hơn sợi sẽ bị loại ra Trong một số qui trình côngnghệ cần phải có sản phẩm thật sạch, thì phải có một loạt các cyclon làm sạch đặt saucác sàng lọc Ở công đoạn này, người ta phải sử dụng một máy lọc tinh cơ học hoặckhử mảnh vụn nhằm đảm bảo sao cho các sợi tách rời nhau và có thể tạo ra đủ độbền liên kết giữa các sợi trong giấy Cách sản xuất này rất phù hợp trong việc sảnxuất 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 học trongmáy nghiền hoặc trong thiết bị tinh chế Qui trình công nghệ nguyên thủy là gia cônggỗ tròn bằng đá – gỗ được ép bằng đá nghiền quay tròn Công nghệ này làm ra loạibột giấy có độ dai tương đối thấp
Ở các máy tinh chế TMP (Thermal Mechanical Pulping) và các máy nghiền áplực cách xử lý cơ học được tiến hành ở áp lực và nhiệt độ cao, do vậy bột giấy có cácthuộc tính độ dai tốt hơn bột giấy cơ học truyền thống Thực hiện qui trình công nghệnày ở các máy tinh chế có độ linh hoạt cao hơn trong việc lựa chọn nguyên liệu, vìsau đó có thể tận dụng vụn gỗ, cũng như các nguyên liệu sợi ngoài 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 có thểlàm tăng độ dai và độ sáng của bột giấy
Trang 8Có thể tẩy các loại bột giấy cơ học bằng máy tinh chế hoặc bằng hệ thống tẩyriêng, hydrogen dioxide là hóa chất được sử dụng phổ biến nhất Trước công đoạntẩy, bột giấy được xử lý để loại bỏ các kim loại nặng, chúng là xúc tác cho các phảnứng 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 với hóachất ở nhiệt độ và áp lực cao (nấu) Mục đích của quá trình xử lý này là nhằm hòa tanhoặc làm mềm thành phần chính của chất lignin liên kết các sợi trong nguyên liệu vớinhau, đồng thời lại gây ra sự phá hủy càng ít càng tốt đối với thành phần cellulose(tăng độ dai của sợi) Cách xử lý này được tiến hành trong nồi áp suất (nồi nấu), cóthể vận hành theo chế độ liên tục hoặc theo từng mẻ
Có hai loại công nghệ nghiền bột hóa học chính : các quy trình kiềm hóa (quytrình sulphate, quy trình xút) và quy trình sulphite
· Trong quy trình sulphate, dịch nấu có độ kiềm cao và các thành phần hoạttính là các ion hydroxyl, sulphite và hydrogen sulphite Các thành phầnhoạt tính quá trình nghiền bột giấy bằng xút là hydroxyl và carbonate.Nghiền bột giấy sulphate tạo ra loại bột giấy dai nhất trong khi nghiền bộtgiấy xút thích hợp hơn với các nguyên liệu chứa lignin thấp như các loạicây một năm, tre nứa,…
· Các chất hoạt tính trong quy trình sulphite là sulphur dioxide tự do, sulphitehoặc ion hydrogen sulphite Bột giấy sulphite có độ sáng không tẩy caonhất nên thường chỉ cần ít hóa chất để tẩy hơn so với bột giấy sulphate vàbột giấy xút
2.1.2.2 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, chlorinedioxide, oxygen hoặc ozone và đặc biệt là peroxide Một cách truyền thống, có thểnói rằng quy trình tẩy trắng bao gồm 03 giai đoạn chính :
16 Giai đoạn clo hóa, oxy hóa trong môi trường axit để phân hủy phần lớnlignin còn sót lại trong bột
17 Giai đoạn thủy phân kiềm sản phẩm lignin hòa tan trong kiềm nóng đượctách ra khỏi bột
18 Giai đoạn tẩy oxy hóa để thay đổi cấu trúc các nhóm mang màu còn sótlại
2.1.2.3 Nghiền bột, phối chế và xeo giấy
Trang 9Bột 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 tờ giấy.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 nhà máynhưng tương đối sạch nồng độ chất nhiễm bẩn không cao, BOD trung bình, độ màuthấp, pH gần trung tính, không chứa lignin, hàm lượng chất rắn lơ lửng cao, chủ yếu là
do bột giấy và chất độn thất thoát Lượng chất rắn này có thể dễ dàng thu hồi bằngcác phương pháp lắng
Trang 10Hình 2.2 : Các dòng nước thải chính của nhà máy sản xuất bột giấy và giấy
2.2 HIỆN TRẠNG NGÀNH CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT BỘT GIẤY VÀ GIẤY VIỆT NAM (Nguồn : PTS Đào Sỹ Thành, Viện Công
nghiệp giấy và xenlulo)
Ở Việt Nam công nghiệp giấy còn rất nhỏ bé Năng lực sản xuất bột giấy đạtkhoảng 150 – 170 ngàn tấn/năm, năng suất thiết kế của các cơ sơ sản xuất giấy vàokhoảng 250 ngàn tấn/năm Gần đây sản lượng giấy trong nước đạt khoảng 200 – 250ngàn tấn/năm, trong đó bột giấy khoảng 120 – 150 ngàn tấn Lượng bột giấy thiếu hụtđược 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 và xuấtkhẩu Chất lượng giấy nói chung chỉ đạt mức trung bình hoặc dưới trung bình so vớikhu vực và trên thế giới Những loại giấy khác (giấy bao bì chất lượng cao, giấy kỹthuật như : các loại giấy lọc, giấy cách điện, …) được nhập khẩu Trung bình nhữngnăm qua, nước ta nhập khoảng trên dưới 100 ngàn tấn giấy các loại mỗi năm Tính vềsố giấy sản xuất trong nước thì Việt Nam mỗi năm tiêu thụ gần 300 ngàn, tính theođầu người đạt xấp xỉ 4 kg/năm Đây là chỉ số rất quan trọng trong việc đánh giá mứcđộ phát triển văn hóa Theo chỉ số này Việt Nam đứng cuối cùng trong khu vực vàthuộc loại thấp nhất thế giới Các nước phát triển có mức sử dụng giấy tính theo đầungười là 200 – 300 kg /năm, các nước Đông Nam Á cũng đạt 30 – 100 kg/năm
Đặc điểm nổi bật của ngành giấy Việt Nam là rất phân tán Với tổng sảnlượng (trên 200 ngàn tấn/năm) tương đương một xí nghiệp trung bình ở các nước pháttriển, ngành giấy Việt Nam có tới hơn 100 cơ sở sản xuất Qui mô vô cùng đa dạng vàphân bố khắp ba miền Bắc, Trung, Nam Ngoài ba cơ sở Bãi Bằng, Tân Mai, ĐồngNai có qui mô sản xuất trên 10 ngàn tấn / năm đến 50 ngàn tấn / năm, các cơ sở cònlại có qui mô rất nhỏ, từ vài trăm tấn đến 5000 – 7000 tấn/năm
Trang 11Về 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, khuynh diệp,
…) 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 ngàntấn nguyên liệu qui chuẩn (độ ẩm 50%) Nếu tính sinh khối rừng nguyên liệu tăngtrưởng mỗi năm khoảng 12 – 15 tấn và sản lượng rừng nguyên liệu giấy đến kỳ khaithác của Việt Nam dưới 100 tấn/ha, thì diện tích rừng bị khai thác cho ngành giấykhông phải nhỏ Lượng giấy cũ sử dụng để tái sinh trong sản xuất ở nước ta còn thấp,tuy chưa có thống kê chính xác nhưng được đánh giá khoảng 10 – 15% so với tổnglượng bột giấy sử dụng Đó là con số quá khiêm tốn vì ở nhiều nước trên thế giới chỉsố này đạt trên dưới 50% Nhiều vùng trong khu vực (Hàn Quốc, Đài Loan) nhậpkhẩu rất nhiều giấy cũ để chế biến và tái sử dụng rất có hiệu quả vì vừa không phảikhai thác rừng tự nhiên, lại vừa không 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 Bột giấy
ở đây được nấu từ gỗ bồ đề, mỡ, bạch đàn, keo, … (khoảng 50%) và tre nứa (khoảng50%), theo phương pháp sulphate (dịch nấu là hỗn hợp các dung dịch NaOH và Na2S).Dịch đen sau nấu được thu hồi, cô đặc và đốt Khoảng 55% sinh khối nguyên liệu hòatan vào dịch đen biến thành CO2 khi đốt Hóa chất nấu được bổ sung ở dạng sulphatenatri (nên gọi là phương pháp sulphate) và được thu hồi để dùng lại Bởi vậy, ô nhiễmsinh ra ở khu này chủ yếu là khí có mùi, chất hữu cơ, hóa chất kiềm tính rò rỉ và khóilò đốt thu hồi
Tổng lượng Clo dùng cho tẩy trắng khoảng 100 kg (Cl2 hoạt tính) cho một tấnbột Lượng xút là khoảng 30 kg/tấn bột Nếu tính mỗi ngày ở đây người ta sản xuấtkhoảng 150 tấn bột giấy tẩy trắng thì riêng ở khâu tẩy người ta đã sử dụng và thải rakhoảng 15 tấn Clo và các hợp chất của nó, 40 – 50 tấn xút Thêm vào đó là khoảng
15 tấn hợp chất hữu cơ bị hòa tan trong quá trình tẩy trắng và đi ra theo nước thải.Như vậy, có thể thấy được mức độ tác động tới môi trường ở công đoạn này là rấtđáng 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 vìnước sản xuất được quay vòng sử dụng theo chu trình khép kín, nước thải chỉ đem theomột lượng nhỏ hóa chất không độc hại, có pH thường là 5,5 – 6,0 và một tỷ lệ rất nhỏ
sơ sợi vụn, ngắn thoát qua lưới xeo Việc áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật trongsử dụng quay vòng nước trắng (nước trong chu trình) như sử dụng chất tuyển nổi thu
Trang 12hồi xơ sợi và chất phụ gia, tận thu xơ sợi trên tuyến nước thải như ở công ty giấy BãiBằng đã làm giảm đáng kể tình trạng ô nhiễm môi trường.
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 Toàn bộ dịch đen sau nấu (hỗn hợp của các hóachất và các thành phần nguyên liệu đã hòa tan) được thải ra môi trường Các xínghiệp sản xuất giấy theo công nghệ như vậy có nước thải với hàm lượng BOD vàCOD rất cao, vượt xa tiêu chuẩn cho phép Có thể nêu ở đây các cơ sở sản xuất có quimô không nhỏ lắm như Công ty giấy Đồng Nai, nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ (TháiNguyên), nhà máy giấy Việt Trì, nhà máy giấy Lửa Việt (Phú Thọ), nhà máy giấyLam Sơn, Mục Sơn (Thanh Hóa)
Một số nhà máy giấy gần đây tổ chức sản xuất giấy vàng mã xuất khẩu, trongđó đáng kể là công ty giấy Hải Phòng và công ty giấy Vĩnh Huê (thành phố Hồ ChíMinh) Các cơ sở này sử dụng tre nứa ngâm với dung dịch xút và dịch ngâm được thải
ra môi trường có độ ô nhiễm rất cao vì chứa nhiều xút cũng như các chất hữu cơ hòatan Nước thải có nồng độ BOD, COD và màu rất cao, đều vượt quá tiêu chuẩn chophép nhiều lần
Ở hầu hết các địa phương có các cơ sở sản xuất giấy thì đó chính là các điểmnóng về ô nhiễm môi trường công nghiệp Đó là công ty giấy Bãi Bằng và nhà máygiấy 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 (thành phố Hồ Chí Minh),các công ty giấy Hải Phòng, Thanh Hóa
Ngoài nguyên nhân công nghệ sản xuất có độ ô nhiễm cao, một nguyên nhânquan trọng là khâu xử lý chất thải còn rất hạn chế Ngoài công ty giấy Bãi Bằng cómột vài biện pháp xử lý sơ bộ, hầu hết các cơ sở không có hệ thống trang thiết bị xửlý chất thải Các chất thải tạo thành trong sản xuất hoàn toàn tự do đi ra môi trườngnước và không khí Về phương diện này, lịch sử 35 năm phát triển của ngành giấyViệt Nam đã để lại gánh nặng đáng kể Trong bối cảnh sản xuất kinh doanh khó khănhiện nay các doanh nghiệp hầu như không có khả năng đầu tư trang thiết bị xử lý chấtthải cũng như đổi mới công nghệ để giảm thiểu ô nhiễm Thậm chí có cơ sở sản xuấtđã được tài trợ quốc tế xây dựng hệ thống xử lý nước thải (tuy còn xa mới đạt sự hoànchỉnh) nhưng cũng không đủ khả năng về mặt kinh tế để vận hành hệ thống đó
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 thế khôngcó nghĩa là các xí nghiệp sản xuất giấy vô can Điều quan trọng là cần có sự đánh giáchính xác và khách quan ảnh hưởng của sản xuất giấy tới môi trường và ngành giấy
Trang 13cũng như các ngành các cấp có liên quan cần tìm ra những giải pháp, bước đi thíchhợp, tránh được những hậu quả cũng như sự bùng nổ nào đó về ô nhiễm môi trườngkhi ngành giấy phát triển.
2.3 CÁC VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG
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
19 Trực tiếp
- Nước thải có lưu lượng, tải lượng cũng như độc tính của các chất ônhiễm cao, các chất ô nhiễm hữu cơ (dịch chiết từ thân cây, các axitbéo, một số sản phẩm phân hủy của lignin, và các dẫn xuất củaligin đã bị Clo hóa) phát sinh từ ngành giấy là nguồn tiềm tàng 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 quátrình nghiền bột bằng phương pháp hóa học
- Khí thải từ quá trình đốt nhiên liệu sản xuất hơi nước bão hòa.Ngoài ra, trong quá trình nghiền bột giấy hóa học các khí nặng mùinhư hydro sulphite, mercaptan, …
- Dioxin xuất phát từ quá trình tẩy trắng bột giấy bằng chlorine
20 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 vàmất thảm thực vật
2.4 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY GIẤY TÂN MAI
2.4.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TY GIẤY TÂN MAI
2.4.1.1 Vị trí
Công ty giấy Tân Mai thuộc địa phận phường Thống Nhất, thành phố Biên Hòa, tỉnh Đồng Nai
2.4.1.2 Lịch sử phát triển
21 Năm 1959 : Thành lập Công ty công nghiệp giấy Việt Nam (COGIVINA)
22 Năm 1963 : Khởi động máy xeo giấy 1 và nhà máy sản xuất bột giấy
23 Năm 1969 : Khởi động máy xeo giấy 2
24 Năm 1980 : Tiến hành xây dựng dự án mở rộng Công ty giấy Tân Mai
Trang 1425 Năm 1987 : Khởi động nhà máy nghiền dăm.
26 Năm 1990 : Khởi động máy xeo giấy 3
27 Năm 1992 : Nâng sản lượng giấy đạt 20.100 tấn giấy/năm
28 Năm 1994 : Nâng công suất lên 30.500 tấn giấy/năm (tăng 37% so với năm1993)
29 Năm 1995 : Nâng công suất lên 42.000 tấn giấy/năm Tiến hành sản xuấtbột giấy theo quy trình CTMP
2.4.1.3 Cơ cấu tổ chức
Trang 152.4.1.4 Năng lực sản xuất và sản phẩm
Công ty giấy Tân Mai là Công ty sản xuất bột giấy và giấy lớn nhất miền Namvà đứng thứ hai cả nước (sau Nhà máy giấy Bãi Bằng)
30 Sản lượng bột giấy : 45.000 tấn/năm
31 Sản lượng giấy : 48.000 tấn/năm
Các sản phẩm giấy chính của Công ty bao gồm :
Về hơi nước : 02 nồi hơi
39 Nồi hơi 1 : hơi bão hòa 17 bar, 28 tấn/giờ
40 Nồi hơi 2 : hơi quá nhiệt 17 bar, 31 tấn/giờ
Trang 162.4.1.6 Hóa chất sử dụng
· Nhựa thông rắn · TALC Mg3Si4O10(OH)2
· Phèn nhôm Al2(SO4)3.18H2O ·H2O2
· Bột mì (C6H10O5)n ·Phẩm màu
· H2SO4 98%, HNO3 65% ·Nhựa thông cường chế
2.4.2 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BỘT GIẤY VÀ GIẤY
2.4.2.1 Nguyên liệu
41 Gỗ thông 3 lá nội địa
42 Dăm mảnh
43 Bột CTMP tự sản xuất
44 Bột nhập : TMP (Norway), CTMP (Canada), CTMP (Newzealand), DIP
(Germany, Canada, France, USA), …
45 Bột tre
46 Giấy vụn
2.4.2.2 Công đoạn sản xuất bột giấy
Công đoạn này bao gồm quá trình sản xuất dăm mảnh và công đoạn sản xuất
bột giấy CTMP từ dăm mảnh Ngoài ra, còn có công đoạn sản xuất bột giấy từ giấy
vụn
47 Công đoạn sản xuất dăm mảnh
Gỗ chưa sạch vỏ
Trang 17Dăm quá kích cỡ
Hình 2.3 : Dây chuyền sản xuất dăm mảnh
48 Công đoạn sản xuất bột giấy CTMP từ dăm mảnh
Trang 18Hình 2.4 : Sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất bột CTMP
49 Công đoạn sản xuất bột giấy từ giấy vụn DIP
Trang 19Nước sau xử lý
Nước rửa
Mạng nước phun rửa
Hình 2.5 : Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý giấy vụn DIP
Trang 202.4.2.3 Công đoạn xeo giấy
Trang 21Hình 2.6 : Sơ đồ công nghệ sản xuất giấy máy xeo 1
Trang 22Hình 2.7 : Sơ đồ công nghệ sản xuất giấy máy xeo 2
Trang 23Hình 2.8 : Sơ đồ công nghệ sản xuất giấy máy xeo 3
2.4.3 HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC
2.4.3.1 Nước thải sinh hoạt
Nước thải phát sinh do công nhân tắm rửa, vệ sinh, … với lưu lượng không cao
và được thải vào hệ thống thoát nước sinh họat chung của thành phố
2.4.3.2 Nước thải công đoạn sản xuất bột CTMP
Do bột giấy được sản xuất theo phương pháp cơ nên nước thải từ công đoạn
sản xuất bột không phải là dịch đen Tuy nhiên, do có chứa nhiều lignin nên nước thải
vẫn có màu nâu và có độ màu rất cao Đồng thời hàm lượng SS trong nước thải từ
công đoạn này cũng rất cao Hiện nay, hầu như toàn bộ nước thải từ công đoạn sản
xuất bột CTMP được thải trực tiếp ra sông, làm cho nước sông có màu đục và có rất
nhiều những thể lơ lửng Điều này không chỉ có thể gây hủy diệt các loài thủy sinh
trong khu vực mà còn gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe của cộng đồng dân cư sống
chung quanh và làm mất đi vẽ mỹ quan đô thị Sau đây là một số chỉ tiêu chất lượng
Trang 24Công ty có 03 máy xeo hoạt động liên tục Nước thải từ công đoạn này hầu
như có rất ít lignin, độ màu không cao và chứa nhiều bột giấy nên nước có màu trắng
đục Hiện nay,nước thải từ công đoạn xeo được công ty đưa qua bể lắng để xử lý đồng
thời thu hồi lại bột giấy Tuy nhiên, nước thải đầu ra vẫn không đạt tiêu chuẩn môi
trường mà cần phải được xử lý tiếp trước khi thải ra ngoài Một số chỉ tiêu nước thải
từ công đoạn xeo giấy :
· QngàyTB = 7.500 m3/ngày · N – NH3 = 1,15 mg/L
· Qgiờmax = 420 m3/giờ · P – PO43- = 1,21 mg/L
· Độ màu = 450 Pt – Co · Nhiệt độ = 300C
3.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP DỤNG TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI
CÔNG NGHIỆP
3.1.1 XỬ LÝ CƠ HỌC
Xử lý cơ học nhằm mục đích
50 Tách các chất không hòa tan, những vật chất lơ lửng có kích thước lớn (rác,
nhựa, dầu mỡõ, cặn lơ lửng, các tạp chất nổi…) ra khỏi nước thải
51 Loại bỏ cặn nặng như sỏi, cát, mảnh kim loại, thuỷ tinh.v.v…
52 Điều hoà lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải
53 Xử lý cơ học là giai đoạn chuẩn bị và tạo điều kiện thuận lợi cho các quá
trình xử lý hoá lý và sinh học
3.1.1.1 Song chắn rác hoặc thiết bị nghiền rác
Nước thải dẫn vào hệ thống xử lý nước trước hết phải qua song chắn rác hoặc
thiết bị nghiền rác Tại đây, các thành phần rác có kích thước lớn như : vải vụn, vỏ đồ
hộp, lá cây, bao nilông, đá cuội,… được giữ lại Nhờ đó tránh làm tắt bơm, đường ống
hoặc kênh dẫn Đây là bước quan trọng nhằm đảm bảo an toàn và điều kiện làm việc
thuận lợi cho cả hệ thống xử lý nước thải
Song chắn rác thường được làm bằng kim loại, đặt ở cửa vào kênh dẫn Tùy
theo kích thước khe hở, song chắn rác được phân thành loại thô, trung bình và mịn
Song chắn rác thô có khoảng cách giữa các thanh từ 60 – 100 mm và song chắn rác
mịn có khoảng cách giữa các thanh từ 10 – 25 mm Rác có thể lấy bằng phương pháp
thủ công hoặc thiết bị cào rác cơ khí
Trang 25Thiết 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 ra khỏidòng chảy Rác vụn này được giữ lại ở công trình phía sau như bể lắng cát, bể lắngđợt 1 Thiết bị này có bất lợi khi rác nghiền chủ yếu là vải vụn vì có thể gây nguy hạiđến cánh khuấy, tắc nghẽn ống dẫn bùn, hoặc dính chặt trên các ống khuếch tán khí
trogn xử lý sinh học
3.1.1.2 Bể lắng cát
Bể lắng cát có nhiệm vụ loại bỏ cát, cuội, xỉ lò hoặc các loại tạp chất vô cơ
khác có kích thước từ 0,2 – 2 mm ra khỏi nước thải nhằm đảm bảo an toàn cho bơmkhỏi bị cát, sỏi bào mòn, tránh tắc đường ống dẫn và tránh ảnh hưởng đến công trìnhsinh học phía sau Bể lắng cát thường có 03 loại : (1) lắng cát ngang; (2) lắng cát thổikhí; (3) lắng cát xoáy
Trong bể lắng cát ngang dòng chảy theo hướng ngang với vận tốc không vượtquá 0,3 m/s Trong bể lắng cát thổi khí, khí nén được đưa vào một cạnh theo chiềudài tạo dòng chảy xoắn ốc, cát lắng xuống đáy dưới tác dụng trọng lực Bể lắng cátxoáy có dạng trụ tròn, nước thải được đưa vào theo phương tiếp tuyến tạo nên dòngchảy xoáy, cát tách khỏi nước lắng xuống đáy dưới tác dụng của trọng lực và lực lytâm
3.1.1.3 Bể lắng
Bể lắng có nhiệm vụ lắng các hạt cặn lơ lửng có sẵn trong nước thải, cặn hình
thành trong quá trình keo tụ tạo bông (bể lắng đợt 1) hoặc cặn sinh ra trong quá trìnhxử lý sinh học (bể lắng đợt 2) Theo chiều dòng chảy, bể lắng được phân thành : bểlắng ngang và bể lắng đứng
Trong bể lắng ngang, dòng nước chảy theo phương ngang qua bể với vận tốckhông lớn hơn 0,01 m/s và thời gian lưu nước từ 1,5 – 2,5 giờ Đối với bể lắng đứng,nước thải chuyển động theo phương thẳng đứng từ dưới lên đến vách tràn với vận tốc0,5 – 0,6 m/s và thời gian lưu nước trong bể dao động trong khoảng 0,75 – 2 giờ.4.2.1.4 Quá trình lọc
Lọc được ứng dụng để tách các tạp chất có kích thước nhỏ khi không thể loạiđược bằng phương pháp lắng Quá trình lọc ít khi sử dụng trong xử lý nước thải,thường chỉ sử dụng trong trường hợp nước sau xử lý đòi hỏi có chất lượng cao
Trong các hệ thống xử lý nước thải công suất lớn không sử dụng các thiết bịlọc áp suất cao mà dùng các bể lọc với vật liệu lọc dạng hạt Vật liệu lọc thông dụngnhất là cát Kích thước hiệu quả của hạt cát thường dao động trong khoảng 0,15 mm
Trang 26đến vài mm, kích thước lỗ rỗng thường có giá trị nằm trong khoảng 10 – 100 m Kíchthước này lớn hơn nhiều so với kích thước của nhiều hạt cặn nhỏ cần tách loại, ví dụnhư vi khuẩn (0,5 – 5m) hoặc vi rút (0,05 m) Do đó, những hạt này có thể chuyểnđộng xuyên qua lớp vật liệu lọc Trong quá trình lọc, các cặn bẩn được tách khỏi nướcnhờ tương tác giữa các hạt cặn và vật liệu lọc theo cơ chế sau :
· Sàng lọc : Xảy ra ở bề mặt lớp vật liệu lọc khi nước cần xử lý chứa các hạt
cặn có kích thước quá lớn, không thể xuyên qua lớp vật liệu lọc
· Lắng : Những hạt cặn lơ lửng có kích thước khoảng 5 m và khối lượng
riêng đủ lớn hơn khối lượng riêng của nước được tách loại theo cơ chế lắngtrong các khe rỗng của lớp vật liệu lọc Tuy nhiên, quá trình lắng không cókhả năng khử các hạt keo mịn có kích thước khoảng 0,001 – 1 m
· Hấp phụ : Các hạt keo được tách loại theo cơ chế hấp phụ Quá trình này
xảy ra theo hai giai đoạn : vận chuyển các hạt trong nước đến bề mặt vậtliệu lọc và sau đó kết dính các hạt vào bề mặt hạt vật liệu lọc Quá trìnhnày chịu ảnh hưởng của lực hút (hoặc lực đẩy) giữa vật liệu lọc và các hạtcần tách loại, lực hút quan trọng nhất là lực Van der Waals và lực hút tĩnhđiện
· Chuyển hóa sinh học : Hoạt tính sinh học của các thiết bị lọc có khả năng
dẫn đến sự ôxy hóa các chất hữu cơ Quá trình chuyển hóa sinh học hoàntoàn xảy ra khi nhiệt độ và thời gian lưu nước trong thiết bị lọc được duy trìthích hợp Do đó, trong thiết bị lọc chậm, hoạt tính sinh học đóng vai tròquan trọng hơn trong thiết bị lọc nhanh
· Chuyển hóa hóa học : Các vật liệu lọc còn có khả năng chuyển hóa hóa
học một số chất có trong nước thải như NH4+, sắt, mangan, …
3.1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP HOÁ LÝ
3.1.2.1 Keo tụ
Các hạt cặn có kích thước nhỏ hơn 10-4 mm thường không thể tự lắng được màluôn tồn tại ở trạng thái lơ lửng Muốn loại bỏ các hạt cặn lơ lửng phải dùng biệnpháp xử lý cơ học kết hợp với biện pháp hóa học, tức là cho vào nước cần xử lý cácchất phản ứng để tạo ra các hạt keo có khả năng kết dính lại với nhau và dính kết cáchạt cặn lơ lửng trong nước, tạo thành các bông cặn lớn hơn có trọng lượng đáng kể
Do đó, các bông cặn mới tạo thành dễ dàng lắng xuống ở bể lắng Để thực hiện quátrình keo tụ, người ta cho vào trong nước các chất keo tụ thích hợp như : phèn nhôm
Al2(SO4)3, phèn sắt loại FeSO4, Fe2(SO4)3 hoặc loại FeCl3 Các loại phèn này được đưavào 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+
Trang 27Trong phản ứng thủy phân trên, ngoài Al(OH)3 là nhân tố quyết định đến hiệuquả keo tụ được tạo thành, còn giải phóng ra các ion H+ Các ion H+ này sẽ được khửbằng độ kiềm tự nhiên của nước (được đánh giá bằng HCO3-) Trường hợp độ kiềm tựnhiên của nước thấp, không đủ để trung hòa ion H+ thì cần phải kiềm hóa nước Chấtdùng để kiềm hóa thông dụng nhất là vôi (CaO) Một số trường hợp khác có thể dùngsôđa (Na2CO3) hoặc xút (NaOH) Thông thường phèn nhôm đạt hiệu quả keo tụ caonhất 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 + 2HFe(OH)2 vừa tạo thành vẫn còn độ hòa tan trongnước lớn, khi trong nước có 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 pHcủa nước đạt được trị số từ 8 – 9 và nước phải có độ kiềm cao Vì vậy, thường dùngloại phèn này khi cần kết hợp vôi làm mềm nước
Dùng phèn sắt (III) : Phèn sắt (III) loại FeCl3 hoặc Fe2(SO4)3 khi cho vào nước phân ly thành Fe+
3+ và bị thủy phân thành Fe(OH)3
Fe3+ + 3H2O = Fe(OH)3 + 3HVì phèn sắt (III) không bị ôxy hóa nên khôngcần nâng cao pH của nước như sắt (II) Phản ứng thủy phân xảy ra khi pH > 3,5 vàquá trình kết tủa sẽ hình thành nhanh chóng khi pH = 5,5 – 6,5
3.1.2.2 Tuyển nổi
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 tập hợpbọt khí và cặn nhỏ hơn khối lượng riêng của nước, cặn sẽ theo bọt khí nổi lên bề mặt.Tùy theo phương thức cấp không khí vào nước, quá trình tuyển nổi bao gồm các dạngsau :
54 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 nổi lên bề mặt
55 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 thốngnày ít sử dụng trong thực tế vì khó vận hành và chi phí cao
56 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 khíthoát ra sẽ tạo thành bọt khí có kích thước 20 – 100 m
Trang 283.1.2.3 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, cũng như khinồng độ của chúng không cao và chúng không bị phân hủy bởi vi sinh vật hay chúngrất độc Hấp phụ được 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 làhiệu quả cao (80 – 95%), có khả năng xử lý nhiều chất trong nước thải và đồng thờicó khả năng 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 trong dung dịchđạt cân bằng Các chất hấp phụ thường sử dụng :
· Than hoạt tính
· Tro, xỉ, mạt cưa
· Silicagen, keo nhôm
3.1.2.4 Trao đổi ion
Phương pháp này có thể khử tương đối triệt để các tạp chất ở trạng thái iontrong nước như Zn, Cu, Cr, Ni, Hg, Mn … cũng như các hợp chất của asen, photpho,xyanua, chất phóng xạ Người ta thường sử dụng nhựa trao đổi ion nhằm hai mụcđích : khử cứng và khử khoáng
Khử cứng : Cho nước cần xử lý chảy qua cột nhựa Cation ở dạng RNa
2RNa + CaSO4 R2Ca + Na2SO42RNa + MgSO4 R2Mg + Na2SO4Khi lớp nhựa Cation mất hiệu lực, người ta tái sinh bằng dung dịch muối ănNaCl
R2Ca + 2NaCl 2RNa + CaCl2
R2Mg + 2NaCl 2RNa + MgCl2
Khử khoáng : Cho nước cần xử lý chảy qua từng cột nhựa Cation và nhựa
Anion riêng rẽ hay qua một cột kết hợp cả nhựa Cation và nhựa Anion
RSO3H + NaCl RSO3Na + HCl2RSO3H + Na2SO4 2RSO3Na + H2SO4RSO3H + NaHCO3 RSO3Na + CO2 + H2ORSO3H + Na2CO3 2RSO3Na + CO2 + H2O
ROH + HCl RCl + H2O2ROH + H2SO4 R2SO4 + H2O
Trang 29Khi lớp nhựa Cation và Anion mất hiệu lực người ta tái sinh bằng dung dịchaxít HCl và dung dịch xút NaOH như sau :
RSO3Na + HCl RSO3H + NaClRCl + NaOH ROH + NaCl
3.1.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC
3.1.3.1 Phương pháp trung hòa
Nhằm trung hòa nước thải có pH quá cao hoặc quá thấp, tạo điều kiện cho các quá trình xử lý hóa lý và sinh học :
H+ + + OH- HH2O
Mặt dù quá trình rất đơn giản về mặt nguyên lý, nhưng vẫn có thể gây ra mộtsố vấn đề trong thực tế như : giải phóng các chất ô nhiễm dễ bay hơi, sinh nhiệt, làmsét rỉ thiết bị máy móc, …
Vôi (Ca(OH)2) thường được sử dụng rộng rãi như một bazơ để xử lý các nướcthải có tính axit, trong khi axit sulfuric (H2SO4) là một chất tương đối rẻ tiền dùngtrong xử lý nước thải có tính bazơ
3.1.3.2 Phương pháp oxy hóa – khử
Phương pháp này được dùng để :
· Kali permanganate (KMnO4)
Quá trình này thường phụ thuộc rõ rệt vào pH và sự hiện diện của chất xúctác
3.1.3.3 Kết tủa hóa học
Trang 30Kết tủa hóa học thường được sử dụng để loại trừ các kim loại nặng trong nước.Phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất để kết tủa các kim loại là tạo thành cáchydroxide, ví dụ :
Cr3+ + 3OH- HCr(OH)3
Fe3+ + 3OH- HFe(OH)3Phương 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 do phảnứng thủy phân với nước :
CO32- + H2O HHCO3- H+ HOH
-3.1.4 PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC
Phương pháp sinh học được ứng dụng để xử lý các chất hữu cơ hòa tan có trongnước thải cũng như một số chất vô như : H2S, sulfide, ammonia, … dựa trên cơ sở hoạtđộng của vi sinh vật Vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ và một số khoáng chất làm thứcăn để sinh trưởng và phát triển Một cách tổng quát, phương pháp xử lý sinh học cóthể phân thành 2 loại :
· Phương pháp kỵ khí : Sử dụng nhóm vi sinh vật kỵ khí, hoạt động trong điều
kiện không có ôxy
Quá trình phân hủy kỵ khí các chất hữu cơ là quá trình sinh hóa phức tạp tạo rahàng trăm sản phẩm trung gian và phản ứng trung gian Tuy nhiên, phương trìnhphương trình phản ứng sinh hóa trong điều kiện kỵ khí có thể biểu diễn đơn giản nhưsau :
Vi sinh vậtChất hữu cơ CH4 + CO2 + H2 + NH3 + H2S + Tế bào mới Một cách tổng quát, quá trình phân hủy kỵ khí xảy ra theo 04 giai đoạn :
57 Giai đoạn 1 : Thủy phân, cắt mạch các hợp chất cao phân tử
58 Giai đoạn 2 : Acid hóa
59 Giai đoạn 3 : Acetate hóa
60 Giai đoạn 4 : Methane hóa
Các chất thải hữu cơ chứa các nhiều hợp chất cao phân tử như protein, chấtbéo, carbohydrate, cellulose, lignin, … trong giai đoạn thủy phân sẽ cắt mạch tạothành các phân tử đơn giản hơn, dễ thủy phân hơn Các phản ứng thủy phân sẽ chuyểnhóa protein thành amino acid, carbohydrate thành đường đơn và chất béo thành cácacid béo Trong giai đoạn acid hóa, các chất hữu cơ đơn giản lại được tiếp tục chuyểnhóa thành acetic acid, H2 và CO2 Vi khuẩn methane chỉ có thể phân hủy một số loại
cơ chất nhất định như CO2 + H2 , formate, acetate, methanol, methylamine và CO Cácphương trình phản ứng xảy ra như sau :
4H2 + CO2 CH4 + 2H2O
Trang 314HCOOH CH4 + 3CO2 + 2H2O
CH3COOH CH4 + CO2
4 CH3OH 3CH4 + CO2 + H2O4(CH3)3N + H2O H9CH4 + 3CO2 + 6H2O + 4NH3
Phương pháp hiếu khí : Sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí, hoạt động trong
điều kiện cung cấp ôxy liên tục
Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hiếu khí gồm 03 giai đoạn sau :
61 Ôxy hóa các chất hữu cơ :
Enzyme
CxHyOz + O2 CO2 + H2O + H
62 Tổng hợp tế bào mới :
Enzyme
CxHyOz + O2 + NH3 Tế bào vi khuẩn (C5H7NO2) + CO2 + H2O – H
63 Phân hủy nội bào :
Enzyme
C5H7O2 + O2 5CO2 + 2H2O + NH3 H
Các quá trình xử lý sinh học bằng phương pháp kỵ khí và hiếu khí có thể xảy
ra ở điều kiện tự nhiên hoặc nhân tạo Trong các công trình xử lý nhân tạo, người tatạo điều kiện tối ưu cho quá trình ôxy sinh hóa nên quá trình xử lý có tốc độ và hiệusuất cao hơn xử lý sinh học tự nhiên
3.1.4.1 Phương pháp sinh học nhân tạo
a Quá trình kỵ khí
Quá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng
64 Bể phản ứng yếm khí tiếp xúc
Quá trình phân hủy xảy ra trong bể kín với bùn tuần hoàn Hỗn hợp bùn vànước thải trong bể được khuấy trộn hoàn toàn, sau khi phân hủy hỗn hợpđược đưa sang bể lắng hoặc bể tuyển nổi để tách riêng bùn và nước Bùntuần hoàn trở lại bể kỵ khí, lượng bùn dư thải bỏ thường rất ít do tốc độsinh trưởng của vi sinh vật khá chậm
65 Bể xử lý bằng lớp bùn kỵ khí với dòng nước đi từ dưới lên (UASB)
Đây là một trong những quá trình kỵ khí ứng dụng rộng rãi nhất trên thế dohai đặc điểm chính sau :
66 Cả ba quá trình phân hủy – lắng bùn – tách khí được lắp đặt trong cùngmột công trình
Trang 3267 Tạo thành các loại bùn hạt có mật độ vi sinh vật rất cao và tốc độ lắngvượt xa so với bùn hoạt tính hiếu khí dạng lơ lửng
Bên cạnh đó, quá trình xử lý sinh học kỵ khí UASB còn có những ưu điểm
so với quá trình bùn hoạt tính hiếu khí như :
68 Ít tiêu tốn năng lượng vận hành
69 Ít bùn dư nên giảm chi phí xử lý bùn
70 Bùn sinh ra dễ tách nước
71 Nhu cầu dinh dưỡng thấp nên giảm chi phí bổ sung dinh dưỡng
72 Có khả năng thu hồi năng lượng từ khí Methane
Vận tốc nước thải đưa vào bể UASB được duy trì trong khoảng 0,6 – 0,9 m/
h, pH thích hợp cho quá trình phân hủy kỵ khí dao động trong khoảng 6,6 –7,6 Do đó cần cung cấp đủ độ kiềm (1000 – 5000 mg/L) để đảm bảo pHcủa nước luôn lớn hơn 6,2 vì ở pH < 6,2 vi sinh vật chuyển hóa Methanekhông hoạt động được Cần lưu ý rằng chu kì sinh trưởng của vi sinh vậtacid hóa ngắn hơn rất nhiều so với vi sinh vật acetate hóa (2 – 3 giờ ở 350C
so với 2 – 3 ngày ở điều kiện tối ưu) Do đó, trong quá trình vận hành banđầu tải trọng chất hữu cơ không được quá cao vì vi sinh vật acid hóa sẽ tạo
ra acid béo dễ bay hơi với tốc độ nhanh hơn rất nhiều lần so với tốc độchuyển hóa các acid này thành acetate dưới tác dụng của vi sinh vậtacetate hóa
Quá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám
73 Bể lọc kỵ khí
Bể lọc kỵ khí là một bể chứa vật liệu tiếp xúc để xử lý chất hữu cơ chứacarbon trong nước thải Nước thải được dẫn vào bể từ dưới lên hoặc từ trênxuống, tiếp xúc với lớp vật liệu trên đó có vi sinh vật kỵ khí sinh trưởng vàphát triển Vì vi sinh vật được giữ trên bề mặt vật liệu tiếp xúc và không bịrửa trôi theo nước sau xử lý nên thời gian lưu của tế bào sinh vật rất cao(khoảng 100 ngày)
74 Bể phản ứng có dòng nước đi qua lớp cặn lơ lửng và lọc tiếp qua lớp vật liệu lọc cố định
Là dạng kết hợp giữa quá trình xử lý kỵ khí lơ lửng và dính bám
b Quá trình hiếu khí
Quá trình xử lý hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng
Trang 33Trong quá trình bùn hoạt tính, các chất hữu cơ hòa tan và không hòa tanchuyển hóa thành bông bùn sinh học – quần thể vi sinh vật hiếu khí – có khả nănglắng dưới tác dụng của trọng lực Nước chảy liên tục vào bể aeroten, trong đó khíđược đưa vào cùng xáo trộn với bùn hoạt tính cung cấp ôxy cho vi sinh vật phân hủychất hữu cơ Dưới điều kiện như thế, vi sinh vật sinh trưởng tăng sinh khối và kếtthành bông bùn Hỗn hợp bùn và nước thải chảy đến bể lắng đợt 2 và tại đây bùn hoạttính lắng xuống đáy Lượng lớn bùn hoạt tính (25 – 75% lưu lượng) tuần hoàn về bểaeroten để giữ ổn định mật độ vi khuẩn, tạo điều kiện phân hủy nhanh chất hữu cơ.Lượng sinh khối dư mỗi ngày cùng với lượng bùn tươi từ bể lắng 1 được dẫn tiếp tụcđến công trình xử lý bùn
Để thiết kế và vận hành hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí một cách hiệu quảcần phải hiểu rõ vai trò quan trọng của quần thể vi sinh vật Các vi sinh vật này sẽphân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải và thu năng lượng để chuyển hóa thànhtế bào mới, chỉ một phần chất hữu cơ bị ôxy hóa hoàn toàn thành CO2, H2O, NO3-,
SO42-, … Một cách tổng quát, vi sinh vật tồn tại trong hệ thống bùn hoạt tính bao gồm :
Pseudomonas, Zoogloea, Flacobacterium, Nocardia, Bdellovibrio, Mycobacterium,…và
hai loại vi khuẩn nitrate hóa Nitrosomonas, Nitrobacter Yêu cầu chung khi vận hành
hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí là nước thải đưa vào hệ thống cần có hàm lượng SSkhông vượt quá 50 mg/L, hàm lượng sản phẩm dầu mỏ không quá 25 mg/L, pH từ6,5 – 8,5 và nhiệt độ từ 6 – 370C Một số dạng bể ứng dụng quá trình bùn hoạt tính lơlửng như : Bể aeroten thông thường, bể aeroten xáo trộn hoàn chỉnh, mương ôxy hóa,bể hoạt động gián đoạn, bể aeroten mở rộng, …
75 Bể aeroten thông thường
Đòi hỏi chế độ dòng chảy nút (plug – flow), khi đó chiều dài bể rất lớn sovới chiều rộng Trong bể này nước thải vào có thể phân bố ở nhiều điểmtheo chiều dài, bùn hoạt tính tuần hoàn đưa vào đầu bể Ở chế độ dòngchảy nút, bông bùn có đặc tính tốt hơn, dễ lắng Tốc độ sục khí giảm dầntheo chiều dài bể Quá trình phân hủy nội bào xảy ra ở cuối bể(ECKENFELDER W.W.,1989) Tải trọng thích hợp vào khoảng 0,3 – 0,6
kg BOD5/m3 ngày với hàm lượng MLSS 1.500 – 3.000 mg/L, thời gian lưunước từ 4 – 8 giờ, tỷ số F/M = 0,2 – 0,4, thời gian lưu bùn từ 5 – 15 ngày
Trang 34Nước thải sau xử lý
Hình 3.1 : Bể aeroten thông thường
76 Bể aeroten xáo trộn hoàn toàn
Đòi hỏi chọn hình dạng bể, trang thiết bị sục khí thích hợp Thiết bị sục khí
cơ khí (motour và cánh khuấy) hoặc thiết bị khuếch tán khí thường được sửdụng Bể này thường có dạng tròn hoặc vuông, hàm lượng bùn hoạt tính vànhu cầu ôxy đồng nhất trong toàn bộ thể tích bể Bể này có ưu điểm chịuđược quá tải rất tốt METCALF and EDDY (1991) đưa ra tải trọng thiết kếkhoảng 0,8 – 2,0 kg BOD5/m3 ngày với hàm lượng bùn 2.500 – 4.000 mg/L,tỷ số F/M = 0,2 –0,6
Trang 35Bể lắng
Bể lắng
Bùn thải
Nước thải
trước xử lý Nước thải sau xử lý
Bùn tuần hoàn Máy thổi khí
Hình 3.2 : Bể aeroten khuấy trộn hoàn toàn
77 Bể aeroten mở rộng
Hạn chế lượng bùn dư sinh ra, khi đó tốc độ sinh trưởng thấp, sản lượngbùn thấp và chất lượng nước ra cao hơn Thời gian lưu bùn cao hơn so vớicác bể khác (20 – 30 ngày) Hàm lượng bùn thích hợp trong khoảng 3.000– 6.000 mg/L
78 Mương ôxy hóa
Là mương dẫn dạng vòng có sục khí để tạo dòng chảy trong mương có vậntốc đủ xáo trộn bùn hoạt tính Vận tốc trong mương thường được thiết kếlớn hơn 3 m/s để tránh cặn lắng Mương ôxy hóa có thể kết hợp quá trìnhxử lý nitơ METCALF and EDDY (1991) đề nghị tải trọng thiết kế 0,10 –0,25 kg BOD5/m3 ngày, thời gian lưu nước 8 – 16 giờ, hàm lượng MLSSkhoảng 3.000 – 6.000 mg/L, thời gian lưu bùn từ 10 – 30 ngày là thích hợp
79 Bể hoạt động gián đoạn (SBR)
Bể hoạt động gián đoạn là hệ thống xử lý nước thải với bùn hoạt tính theokiểu làm đầy và xả cạn Quá trình xảy ra trong bể SBR tương tự như trongbể bùn hoạt tính hoạt động liên tục, chỉ có điều tất cả quá trình xảy ratrong cùng một bể và được thực hiện lần lượt theo các bước : (1) làm đầy,(2) phản ứng, (3) lắng, (4) xả cạn, (5) ngưng
Trang 36 Quá trình xử lý hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám
80 Bể lọc sinh học
Bể lọc sinh học chứa đầy vật liệu tiếp xúc, là giá thể cho vi sinh vật sốngbám Vật liệu tiếp xúc thường là đá có đường kính trung bình 25 – 100 mm,hoặc vật liệu nhựa có hình dạng khác nhau, … có chiều cao từ 4 – 12 m.Nước thải được phân bố đều trên mặt lớp vật liệu bằng hệ thống quay hoặcvòi phun Quần thể vi sinh vật sống bám trên giá thể tạo nên màng nhầysinh học có khả năng hấp phụ và phân hủy chất hữu cơ chứa trong nướcthải Quần thể vi sinh vật này có thể bao gồm vi khuẩn hiếu khí, kỵ khí vàtùy tiện, nấm, tảo, và các động vật nguyên sinh, … trong đó vi khuẩn tùytiện chiếm ưu thế
Phần bên ngoài lớp màng nhầy (khoảng 0,1 – 0,2 mm) là loại vi sinh hiếukhí Khi vi sinh phát triển, chiều dày lớp màng ngày càng tăng, vi sinh lớpngoài tiêu thụ hết lượng ôxy khuếch tán trước khi ôxy thấm vào bên trong
Vì vậy, gần sát bề mặt giá thể môi trường kỵ khí hình thành Khi lớp màngdày, chất hữu cơ bị phân hủy hoàn toàn ở lớp ngoài, vi sinh sống gần bềmặt giá thể thiếu nguồn cơ chất, chất dinh dưỡng dẫn đến tình trạng phânhủy nội bào và mất đi khả năng bám dính Nước thải sau xử lý được thuqua hệ thống thu nước đặt bên dưới Hệ thống thu nước này có cấu trúc rỗđể tạo điều kiện không khí lưu thông trong bể Sau khi ra khỏi bể, nướcthải vào bể lắng đợt hai để loại bỏ màng vi sinh tách khỏi giá thể Nướcsau xử lý có thể tuần hoàn để pha loãng nước thải đầu vào bể lọc sinh học,đồng thời duy trì độ ẩm cho màng nhầy
81 Bể lọc sinh học tiếp xúc quay (RBC)
RBC bao gồm các đĩa tròn polystyren hoặc polyvinyl chloride đặt gần sátnhau Đĩa nhúng chìm một phần trong nước thải và quay ở tốc độ chậm.Tương tự như bể lọc sinh học, màng vi sinh hình thành và bám trên bề mặtđĩa Khi đĩa quay, mang sinh khối trên đĩa tiếp xúc với chất hữu cơ trongnước thải và sau đó tiếp xúc với ôxy Đĩa quay tạo điều kiện chuyển hóaôxy và luôn giữ sinh khối trong điều kiện hiếu khí Đồng thời, khi đĩa quaytạo nên lực cắt loại bỏ các màng vi sinh không còn khả năng bám dính vàgiữ chúng ở dạng lơ lửng để đưa sang bể lắng đợt hai Trục RBC phải tínhtoán đủ đỡ vật liệu nhựa và lực quay Chiều dài tối đa của trục thường 8m.Vật liệu nhựa tiếp xúc thường có hình dạng khác nhau tùy thuộc vào nhàchế tạo Diện tích bề mặt trung bình khoảng 9.300 – 16.700 m2/trục dài 8m.Thể tích bể thích hợp khoảng 5 L/m2 diện tích vật liệu (METCALF andEDDY, 1991)
Trang 373.1.4.2 Phương pháp sinh học tự nhiên
Cơ sở của phương pháp này là dựa vào khả năng tự làm sạch của đất và nguồnnước Việc xử lý nước thải được thực hiện trên các công trình :
Cánh đồng tưới
Dẫn nước thải theo hệ thống mương đất trên cánh đồng tưới, dùng bơm và ốngphân phối phun nước thải lên mặt đất Một phần nước bốc hơi, phần còn lại thấm vàođất để tạo độ ẩm và cung cấp một phần chất dinh dưỡng cho cây cỏ sinh trưởng.Phương pháp này chỉ được dùng hạn chế ở những nơi có khối lượng nước thải nhỏ,vùng đất khô cằn xa khu dân cư, độ bốc hơi cao và đất luôn thiếu độ ẩm
Ở cánh đồng tưới không được trồng rau xanh và cây thực phẩm vì vi khuẩn,virút gây bệnh và kim loại nặng trong nước thải chưa được loại bỏ sẽ gây tác hại chosức khỏe của người sử dụng các loại rau và cây thực phẩm này
Xả nước thải vào ao, hồ, sông suối
Nước thải được xả vào những nơi vận chuyển và chứa nước có sẵn trong tựnhiên để pha loãng chúng và tận dụng khả năng tự làm sạch của các nguồn nước tựnhiên
Khi xả nước thải vào nguồn tiếp nhận, nước của nguồn tiếp nhận sẽ bị nhiễmbẩn Mức độ nhiễm bẩn phụ thộc vào : lưu lượng và chất lượng nước thải, khối lượngvà chất lượng nước có sẵn trong nguồn, mức độ khuấy trộn để pha loãng Khi lưulượng và tổng hàm lượng chất bẩn trong nước thải nhỏ so với lượng nước của nguồntiếp nhận, ôxy hòa tan có trong nước đủ để cấp cho quá trình làm sạch hiếu khí cácchất hữu cơ Tuy nhiên, các chất lơ lửng, vi trùng gây bệnh và kim loại nặng, … nếukhông loại bỏ trước vẫn đe dọa đến sức khỏe và sinh hoạt cộng đồng thông qua hoạtđộng của các loài cá, chim và các loài sinh vật có ích khác
Hồ sinh học
Hệ hồ có thể phân loại như sau : (1) hồ hiếu khí, (2) hồ tùy tiện, (3) hồ kỵ khívà (4) hồ xử lý bổ sung
o Hồ hiếu khí
Có diện tích rộng, chiều sâu cạn Chất hữu cơ trong nước thải được xử lýchủ yếu nhờ sự cộng sinh giữa tảo và vi khuẩn sống ở dạng lơ lửng Ôxycung cấp cho vi khuẩn nhờ sự khuếch tán qua bề mặt và quang hợp củatảo Chất dinh dưỡng và CO2 sinh ra trong quá trình phân hũy chất hữu cơđược tảo sử dụng Hồ hiếu khí có hai dạng : (1) có mục đích là tối ưu sảnlượng tảo, hồ này có chiều sâu cạn 0,15 – 0,45 m; (2) tối ưu lượng ôxy cungcấp cho vi khuẩn, chiều sâu hồ này khoảng 1,5 m Để đạt hiệu quả tốt cóthể cung cấp ôxy bằng cách thổi khí nhân tạo
Trang 38Vi khuẩn
Tảo mới Chất hữu cơ
Năng lượng mặt trời
Vi khuẩn mới
O2 CO ,NHPO ,H O
4 3 2 3- 2
Hình 3.3 : Mối quan hệ cộng sinh giữa tảo và vi sinh vật trong hồ hiếu khí
o Hồ tùy tiện
Trong hồ tùy tiện tồn tại 03 khu vực : (1) khu vực bề mặt, nơi đó chủ yếu vikhuẩn và tảo sống cộng sinh; (2) khu vực đáy, tích lũy cặn lắng và cặn này
bị phân hủy nhờ vi khuẩn kỵ khí; (3) khu vực trung gian, chất hữu cơ trongnước thải chịu sự phân hủy của vi khuẩn tùy tiện Có thể sử dụng máykhuấy để tạo điều kiện hiếu khí trên bề mặt khi tải trọng cao Tải trọngthích hợp dao động trong khoảng 70 – 140 kg BOD5/ha ngày
o Hồ kỵ khí
Thường được áp dụng cho xử lý nước thải có nồng độ chất hữu cơ cao vàcặn lơ lửng lớn, đồng thời có thể kết hợp phân hủy bùn lắng Hồ này cóchiều sâu lớn, có thể sâu đến 9 m Tải trọng thiết kế khoảng 220 – 560 kgBOD5/ha ngày
o Hồ xử lý bổ sung
Có thể áp dụng sau quá trình xử lý sinh học (aeroten, bể lọc sinh học hoặcsau hồ sinh học hiếu khí, tùy tiện, …) để đạt chất lượng nước ra cao hơn,đồng thời thực hiện quá trình nitrate hóa Do thiếu chất dinh dưỡng, vi sinhcòn lại trong hồ này sống ở giai đoạn hô hấp nội bào và ammonia chuyểnhóa sinh học thành nitrate Thời gian lưu nước trong hồ này khoảng 18 – 20ngày Tải trọng thích hợp 67 – 200 kg BOD5/ha ngày
Trang 39O Tế bào mới
Tế bào chết
Tế bào chết
NH
PO , 3- 4
Nước thải Chất rắn có thể lắng
Chất thải hữu cơ
3
NH
PO , 3- 4
Axit hữu cơ, rượu CO + NH + H S + CH 2 3 2 4Bùn đáy
2
Vùng khí
Vùng
kỵ khí
Vùng tùy tiện
Hình 3.4 : Sơ đồ hồ hiếu khí tùy tiện
3.2 MỘT SỐ PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT BỘT GIẤY VÀ GIẤY
3.2.1 CÔNG TY GIẤY HÒA PHƯƠNG
3.2.2 NHÀ MÁY SẢN XUẤT GIẤY VÀ BỘT GIẤY XUÂN ĐỨC
Trang 404.1 CÁC NGHIÊN CỨU THỰC HIỆN TRONG LUẬN VĂN
Nội dung các nghiên cứu :
82 Thí nghiệm Jartest xác định các điều kiện keo tụ tối ưu ứng dụng trong quátrình xử lý nước thải công nghiệp sản xuất giấy (công đoạn sản xuất bộtgiấy CTMP tại Công ty giấy Tân Mai)
83 Nghiên cứu mô hình bùn hoạt tính hiếu khí ứng dụng trong quá trình xử lýnước thải công nghiệp sản xuất giấy tại Công ty giấy Tân Mai
84 Xác định khả năng lắng của nước thải từ công đoạn xeo giấy và khả nănglắng của bùn hoạt tính
Thời gian tiến hành nghiên cứu : 15/09 – 01/11
4.2 THÍ NGHIỆM JARTEST (NƯỚC THẢI CÔNG ĐOẠN SẢN
XUẤT BỘT GIẤY CTMP TẠI CÔNG TY GIẤY TÂN MAI)
4.2.1 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU