Nghiên cứu xử lý nước thải nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ bằng thực vật thủy sinh.

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM PHẠM VÂN ANH Tên đề tài: “NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY HOÀNG VĂN THỤ BẰNG THỰC VẬT THỦY SINH” KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học môi trường Khoa : Môi trường Khoá học : 2010 - 2014 Thái Nguyên, năm 2014 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM PHẠM VÂN ANH Tên đề tài: “ NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP GIẤY BẰNG THỰC VẬT THỦY SINH” ĐỀ CƯƠNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Hệ đào tạo : Đại học chính quy Chuyên nghành : Khoa học môi trường Khoa : Tài nguyên môi trường Lớp : 42A Môi trường Khoá học : 2010 - 2014 .Trần TThái Nguyên, năm 2014 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM PHẠM VÂN ANH Tên đề tài: “NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY HOÀNG VĂN THỤ BẰNG THỰC VẬT THỦY SINH” KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học môi trường Khoa : Môi trường Khoá học : 2010 – 2014 Giáo viên hướng dẫn: T h. S Trần Thị Phả Khoa Môi trường – Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên Thái Nguyên, năm 2014 LỜI CẢM ƠN Nghiên cứu khoa học là quá trình học tập để cho mỗi sinh viên tìm tòi, khám phá và vận dụng những kiến thức, lý luận đã được học trên nhà trường vào thực tiễn giúp cho sinh viên có cơ hội phát triển tư duy và sáng tạo. Được sự nhất trí của Ban giám hiệu Nhà trường, Ban chủ nhiệm khoa Môi trường, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên và cô giáo hướng dẫn đề tài Khoa học ThS. Trần Thị Phả, em thực hiện đề tài: “Nghiên cứu xử lý nước thải nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ bằng thực vật thủy sinh”. Thời gian nghiên cứu tuy không dài nhưng đem lại cho em những kiến thức bổ ích và những kinh nghiệm quý báu, đến nay em đã hoàn thành đề tài nghiên cứu khoa học của mình. Nhân dịp này, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến cô ThS. Trần Thị Phả đã luôn chỉ bảo và cung cấp cho em rất nhiều kiến thức trong quá trình làm đề tài cùng toàn thể các thầy giáo, cô giáo trong khoa môi trường, trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên. Em xin chân thành cảm ơn thầy cô cùng bạn bè người thân trong gia đình đã động viên khuyến khích và giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập cũng như hoàn thành báo cáo đề tài khoa học. Do thời gian có hạn, năng lực còn hạn chế lại bước đầu mới làm quen với phương pháp mới chắc chắn báo cáo không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của các thầy, cô giáo và toàn thể các bạn sinh viên để bài báo cáo này được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn ! Thái Nguyên, ngày….tháng…năm2014 Sinh viên Phạm Vân Anh DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 2.1. Một số thủy sinh thực vật tiêu biểu 9 Bảng 2.2. Nhiệm vụ của thủy sinh thực vật trong các hệ thống xử lý 10 Bảng 3.1. Các phương pháp bảo quản mẫu nước trước khi đem phân tích 16 Bảng 3.2. Các phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm 16 Bảng 4.1. Kết quả mẫu phân tích nước thải của nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ 29 Bảng 4.2. Kết quả theo dõi số cây trong thời gian thí nghiệm 30 Bảng 4.3. Kết quả theo dõi số lá trong thời gian thí nghiệm 31 Bảng 4.4. Diễn biến pH qua các đợt xử lý 32 Bảng 4.5. Diễn biến hàm lượng BOD 5 qua các đợt xử lý 34 Bảng 4.6. Diễn biến hàm lượng COD qua các đợt xử lý 36 Bảng 4.7. Diễn biến hàm lượng chất rắn lơ lửng qua các đợt xử lý 38 Bảng 4.8. Diễn biến hàm lượng NO 3- qua các đợt xử lý 40 Bảng 4.9. Diễn biến hàm lượng photpho tổng qua các đợt xử lý 42 DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 4.1. Sơ đồ công nghệ dây chuyền sản xuất bao gói xi măng 22 Hình 4.2. Sơ đồ công nghệ dây chuyền sản xuất dăm mảnh 23 Hình 4.3. Sơ đồ công nghệ dây chuyền xeo giấy Duplex (Xeo VI) 25 Hình 4.4. Sơ đồ công nghệ dây chuyền tận thu bột thải của hệ thống xử lý nước thải (dây chuyền Xeo V) 26 Hình 4.5. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải sản xuất của Công ty CP giấy Hoàng Văn Thụ 28 Hình 4.6. Kết quả phân tích nước thải nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ 29 Hình 4.7. Biến động về số cây trong thời gian thí nghiệm 30 Hình 4.8. Biến động về số lá trong thời gian thí nghiệm 31 Hình 4.9. Diễn biến pH qua các đợt xử lý 33 Hình 4.10. Diễn biến hàm lượng BOD 5 qua các đợt xử lý 35 Hình 4.11. Diễn biến hàm lượng COD qua các đợt xử lý 37 Hình 4.12. Diễn biến hàm lượng chất rắn lơ lửng qua các đợt xử lý 39 Hình 4.13. Diễn biến hàm lượng nitrat qua các đợt xử lý 41 Hình 4.14. Diễn biến hàm lượng photpho tổng qua các đợt xử lý 43 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BOD 5 : Nhu cầu oxi sinh hóa trong 5 ngày COD : Nhu cầu oxi hóa học ĐTM : Đánh giá tác động môi trường LSD : Sự sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa QCVN : Quy chuẩn Việt Nam TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam TNHH - MTV : Trách nhiệm hữu hạn một thành viên T-P : Photpho tổng TSS : Chất rắn lơ lửng TVTS : Thực vật thủy sinh MỤC LỤC Phần 1: MỞ ĐẦU 1 1.1. Tính cấp thiết của đề tài 1 1.2. Mục đích của đề tài 2 1.3. Yêu cầu của đề tài 2 1.4. Ý nghĩa của đề tài 2 1.4.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học 2 1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn 2 Phần 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3 2.1. Cơ sở pháp lý 3 2.2. Một số khái niệm cơ bản 4 2.3. Một số thông số nghiên cứu trong nước thải và các phương pháp xử lý nước thải 5 2.3.1. Các thông số nghiên cứu trong nước thải 5 2.3.2. Một số phương pháp xử lý nước thải 6 2.3.2.1. Xử lý bằng phương pháp cơ học: 6 2.3.2.2. Xử lý bằng phương pháp lý học 7 2.3.2.3. Xử lý bằng phương pháp hóa - lý 7 2.3.2.4. Xử lý bằng phương pháp sinh học: 7 2.3.2.5. Xử lý bằng quá trình tự nhiên 8 2.4. Những nghiên cứu về thực vật thủy sinh trong xử lý ô nhiễm 8 2.4.1. Các loại thực vật thủy sinh chính 8 2.4.2. Các kết quả nghiên cứu về xử lý ô nhiễm của thực vật thủy sinh 10 2.4.3. Sơ lược về các loài thủy sinh trong xử lý nước thải 12 2.4.3.1. Bèo tây 12 2.4.3.2. Bèo cái 13 2.4.3.3. Rau ngổ 14 2.5. Những ưu và nhược điểm khi xử lý nước thải bằng thực vật thủy sinh 14 Phần 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15 3.1. Đối tượng nghiên cứu 15 3.1.1. Vật liệu thí nghiệm nghiên cứu 15 3.1.2. Phạm vi nghiên cứu - thời gian nghiên cứu 15 3.2. Nội dung nghiên cứu 15 3.3. Phương pháp nghiên cứu 15 3.3.1. Phương pháp lấy mẫu 15 3.3.2. Phương pháp bảo quản mẫu 16 3.3.3. Phương pháp phân tích mẫu 16 3.3.4. Nghiên cứu bố trí thí nghiệm 16 3.3.5. Phương pháp theo dõi thí nghiệm 17 3.3.6. Phương pháp xử lý số liệu 17 Phần 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 18 4.1. Đánh giá chất lượng nước thải nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ 18 4.1.1. Sơ lược về nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ 18 4.1.1.1. Vị trí địa lý của nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ 18 4.1.1.2. Lịch sử thành lập và tình trạng hiện tại của nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ 19 4.1.1.3. Một số dây chuyền, công nghệ sản xuất của Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ 22 4.1.2. Đánh giá chất lượng nước thải của nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ - thành phố Thái Nguyên 29 4.2. Khả năng sinh trưởng, phát triển của thực vật thủy sinh 30 4.2.1. Diễn biến biến động về số cây 30 4.2.2. Diễn biến biến động về số lá 31 4.3. Khả năng xử lý nước thải của thực vật thủy sinh 32 4.3.1. Khả năng xử lý pH của thực vật thủy sinh 32 4.3.2. Khả năng xử lý BOD 5 của thực vật thủy sinh 34 4.3.3. Khả năng xử lý COD của thực vật thủy sinh 36 4.3.4. Khả năng xử lý TSS của thực vật thủy sinh 38 4.3.5. Khả năng xử lý NO 3- của thực vật thủy sinh 40 4.3.6. Khả năng xử lý (T-P) của thực vật thủy sinh 41 Phần 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 44 5.1. Kết luận 44 5.2. Kiến nghị 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO 45 I. Tài liệu tiếng Việt 45 II. Tài liệu từ internet 46 1 Phần 1 MỞ ĐẦU 1.1. Tính cấp thiết của đề tài Công nghiệp giấy chiếm một vai trò khá quan trọng ở nước ta. Cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp dịch vụ khác thì nhu cầu của các sản phẩm giấy ngày càng tăng. Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích đạt được to lớn về kinh tế xã hội ngành công nghiệp này cũng phát sinh nhiều vấn đề môi trường bức xúc cần phải được giải quyết, đặc biệt là nước thải phát sinh trong quá trình sản xuất bột giấy đây là loại nước rất khó xử lý. Hiện nay có khoảng 90 nhà máy giấy đang hoạt động trong cả nước. Nước thải của ngành công nghiệp giấy thường có độ pH trung bình 9-11, hàm lượng BOD 5 , COD, SS cao gấp nhiều lần so với tiêu chuẩn cho phép. Đặc biệt là nước thải có 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. Sông là một trong những tài nguyên quan trọng, là cái nôi của sự hình thành các nền văn minh nhân loại. Nhưng hiện nay tình trạng ô nhiễm môi trường nước ở các lưu vực sông nói chung và sông Cầu nói riêng đang là vấn đề cấp bách mà Đảng và Nhà nước quan tâm. Trong khi đó sông Cầu lại là nơi tiếp nhận nước thải của Công ty CP giấy Hoàng Văn Thụ, ngoài mục đích sử dụng cho sản xuất nông nghiệp và các hoạt động kinh tế, xã hội khác, nước sông Cầu còn phục vụ cho mục đích sinh hoạt. Vì vậy nhất thiết Công ty CP giấy Hoàng Văn Thụ phải xử lý triệt để nước thải của mình trước khi thải ra môi trường, đảm bảo nước thải phải đáp ứng được tiêu chuẩn quy định tại các tiêu chuẩn quy chuẩn về nước thải hiện hành trước khi thải ra môi trường. Chính vì thế, việc tìm kiếm những giải pháp thích hợp nhằm kiểm soát, hạn chế và xử lý ô nhiễm là vấn đề đang được quan tâm. Và một trong những biện pháp xử lý môi trường có hiệu quả là biện pháp sinh học, trong đó có biện pháp xử lý bằng thực vật thủy sinh. Đây là một biện pháp đã và đang được áp dụng ở nhiều nơi trên thế giới là một trong những biện pháp xử lý môi trường nước thải thân thiện với môi trường, có hiệu quả kinh tế cao, giá 2 thành xử lý thấp và thao tác tiến hành đơn giản dễ áp dụng, cải tạo cảnh quan môi trường. Mặt khác Việt Nam là nước nhiệt đới, khí hậu nóng ẩm rất thích hợp cho sự phát triển của các loại thực vật thủy sinh. Xuất phát từ thực tiễn này, được sự nhất trí của Ban giám hiệu nhà trường, Ban chủ nhiệm khoa Môi trường, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên và cô giáo hướng dẫn đề tài tốt nghiệp Th.S Trần Thị Phả, em tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu xử lý nước thải nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ bằng thực vật thủy sinh”. 1.2. Mục đích của đề tài - Đánh giá chất lượng nước thải nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ tại thành phố Thái Nguyên. - Nghiên cứu xây dựng giải pháp giảm thiểu ô nhiễm nước thải do sản xuất giấy bằng thực vật thủy sinh. - Đánh giá được hiệu quả xử lý nước thải của thực vật thủy sinh. 1.3. Yêu cầu của đề tài - Thông tin và số liệu thu thập được phải chính xác, trung thực, khách quan. - Phải phân tích các chỉ tiêu để so sánh được khả năng xử lý nước thải của các loài thực vật thủy sinh khác nhau và so với không sử dụng thực vật thủy sinh. - Các kết quả phân tích thông số môi trường phải được so sánh với tiêu chuẩn, quy chuẩn môi trường Việt Nam. - Giải pháp kiến nghị đưa ra phải thực tế và khả thi. 1.4. Ý nghĩa của đề tài 1.4.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học - Áp dụng kiến thức đã học của nhà trường vào thực tế. - Nâng cao kiến thức thực tế. - Tích luỹ kinh nghiệm cho công việc sau khi ra trường. - Bổ sung tư liệu cho học tập. 1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn - Biết được khả năng sinh trưởng của cây bèo tây, bèo cái, rau ngổ trong môi trường nước thải. - Cơ sở cho việc lựa chọn loài thực vật có khả năng áp dụng tốt nhất trong công cuộc bảo vệ tài nguyên và môi trường, thông qua đó đưa ra mô hình ứng dụng rộng rãi trong thực tiễn. [...]... đang được nghiên cứu, áp dụng để xử lý ô nhiễm môi trường Phương pháp sinh học gồm: - Các công trình xử lý nước thải hiếu khí - Sử dụng các ao hồ để xử lý nước thải bằng sinh vật thủy sinh - Các hệ thống xử lý yếm khí 2.3.2.5 Xử lý bằng quá trình tự nhiên Cánh đồng lọc chậm Cánh đồng lọc nhanh Cánh đồng chảy tràn Xử lý nước thải bằng thủy sinh thực vật Xử lý bùn 2.4 Những nghiên cứu về thực vật thủy sinh.. . 3.1.2 Phạm vi nghiên cứu - thời gian nghiên cứu - Địa điểm nghiên cứu: Khu nhà lưới Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên - Thời gian tiến hành: Từ ngày 20/2/2014 đến ngày 30/4/2014 3.2 Nội dung nghiên cứu - Đánh giá chất lượng nước thải nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ - Đánh giá khả năng sinh trưởng và phát triển của thực vật thủy sinh trong nước thải - Đánh giả khả năng xử nước thải bằng thực vật thủy sinh.. . dụng lại thân lá của các loài thực vật thủy sinh - Quá trình xử lý nước thải tự nhiên này khá dài và chậm 15 Phần 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Đối tượng nghiên cứu 3.1.1 Vật liệu thí nghiệm nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu là các cây tham gia thí nghiệm: Bèo tây, bèo cái, rau ngổ - Nước thải sử dụng là nước thải tại cống thải của nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ - Vật liệu sử dụng: Thùng xốp,... bệnh ngoài da 2.5 Những ưu và nhược điểm khi xử lý nước thải bằng thực vật thủy sinh + Ưu điểm: - Xử lý bằng thực vật thủy sinh đơn giản, rễ kiếm, dễ làm, dễ sống và phát triển mạnh trong môi trường nước - Xử lý ô nhiễm trong các ao, hồ chứa nước thải bằng thực vật thủy sinh chi phí thấp dễ dàng áp dụng - Phương pháp xử lý không độc hại, an toàn - Thực vật thủy sinh có khả năng làm giảm hàm lượng BOD5,... Các kết quả nghiên cứu về xử lý ô nhiễm của thực vật thủy sinh Hiện nay việc xử lý nước thải công nghiệp đang là vấn đề cấp thiết mà để xử lý sao cho hiệu quả cao với chi phí thấp lại không đơn giản Vì vậy việc sử dụng các loại thực vật thủy sinh trong xử lý nước thải đã mang lại hiệu quả xử lý cao, giá thành thấp và là biện pháp sinh học thân thiện với môi trường Gần đây, nhóm nghiên cứu trường Đại... ty Cổ phần Giấy Hoàng Văn Thụ chỉ sản xuất giấy từ nguyên liệu là giấy tái chế (giấy vụn,bìa cacton…) nên nước thải gây ô nhiễm chủ yếu từ quá trình nghiền và xeo giấy Công ty hiện nay đã có hệ thống xử lý nước thải sản xuất bằng công nghệ xử lý sinh học hiếu khí aroten, nước thải sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn được bơm sử dụng tuần hoàn một phần, phần còn lại thải ra sông Cầu qua cửa xả nước thải của... thức 4: Xử lý nước thải bằng rau ngổ - Thực vật thủy sinh thả trong thùng xốp có chứa nước thải nhà máy giấy, kích thước thùng 60 x 50 x 50cm Thùng xốp được đặt dưới mái nhà có lợp tấm nhựa trắng để tránh mưa đồng thời cũng cho nắng mặt trời chiếu qua 17 - Phân tích nước thải khi bắt đầu thí nghiệm, sau khi xử lý sau 7 ngày, 14 ngày, 21 ngày để qua đó thấy được khả năng xử lý, làm sạch nước thải của... căn cứ để quản lý và bảo vệ môi trường” [10] 5 2.3 Một số thông số nghiên cứu trong nước thải và các phương pháp xử lý nước thải 2.3.1 Các thông số nghiên cứu trong nước thải + Độ pH: là một trong những chỉ tiêu cần kiểm tra đối với chất lượng nước cấp và nước thải Giá trị pH cho phép xác định xử lý nước theo phương pháp thích hợp hoặc điều chỉnh lượng hóa chất trong quá trình xử lý nước đông tụ hóa... pháp xử lý số liệu Các kết quả nghiên cứu được tổng hợp và xử lý theo các phương pháp sau: - Tổng hợp trên phần mềm Excel - Các số liệu thí nghiệm sẽ được phân tích biến động ANOVA, sai số chuẩn SD, sai khác LSD ở mức ý nghĩa 0,05 trên phần mềm thống kê SAS 9.0 18 Phần 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 4.1 Đánh giá chất lượng nước thải nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ 4.1.1 Sơ lược về nhà máy giấy Hoàng Văn. .. và theo dòng nước Rễ của chúng tạo điều kiện cho vi khuẩn bám vào để phân hủy các chất thải Thủy sinh thực vật sống nổi: Loại thực vật này có rễ bám vào đất nhưng thân và lá phát triển trên mặt nước Loại này thường sống ở những nơi có chế độ thủy triều ổn định Bảng 2.1 Một số thủy sinh thực vật tiêu biểu Loại Thủy sinh thực vật sống chìm Thủy sinh thực vật sống trôi nổi Thủy sinh thực vật sống nổi . hành thực hiện đề tài Nghiên cứu xử lý nước thải nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ bằng thực vật thủy sinh . 1.2. Mục đích của đề tài - Đánh giá chất lượng nước thải nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ tại. năng xử lý pH của thực vật thủy sinh 32 4.3.2. Khả năng xử lý BOD 5 của thực vật thủy sinh 34 4.3.3. Khả năng xử lý COD của thực vật thủy sinh 36 4.3.4. Khả năng xử lý TSS của thực vật thủy sinh. trình xử lý nước thải bằng thực vật thủy sinh là không cần quá lớn. Có thể kể đến một số thành tựu nghiên cứu về thực vật thủy sinh trong xử lý nước thải như sau: 12 - Dùng hệ thống thực vật