Nghiên cứu công nghệ xử lý dịch đen

Nghiên cứu công nghệ xử lý dịch đen

Khoá luận tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Đầu tiên em xin gửi tới PGS. TS. Trần Hồng Côn lời biết ơn sâu sắc. Thầy đã giao, hướng dẫn, giúp đỡ em trong việc hoàn thành đề tài này. Đồng thời em xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô cùng các bạn trong khoa đã giúp em rất nhiều trong quá trình thực hiện đề tài. Sinh viên Nguyễn Thị Khanh Nguyễn Thị Khanh Lớp 47B – Công nghệ Hoá Học Khoá luận tốt nghiệp MỞ ĐẦU Như chúng ta đã biết rằng công nghiệp giấy đã, đang và sẽ phát triển ở Việt Nam. Nhưng không phải ai cũng biết nghành công nghiệp giấy là một ngành tiêu tốn rất nhiều tài nguyên rừng và gây ô nhiễm môi trường. Ngày nay giấy hoặc có thể sản xuất từ nguyên liệu chứa nhiều xenlulo hoặc tái chế lại giấy đã qua sử dụng. Trung bình cứ một tấn giấy cần từ 200 - 500 m 3 nước, điều này cũng có nghĩa là có lượng tương tự nước thải như vậy được thải ra môi trường. Mặt khác nước thải từ nhà máy giấy có độ ô nhiễm cao. Do đó nếu không được xử lý, chúng gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Tuỳ thuộc vào công nghệ sản xuất, nguyên liệu đầu vào, tính chất của loại giấy sản xuất mà thành phần, khối lượng nước thải có thể khác nhau. Ở các nước phát triển sử dụng chủ yếu là công nghệ kiềm nóng và đã có công nghệ xử lý nước thải hoàn chỉnh. Nhưng ở nước ta ngoài công nghệ kiềm nóng được sử dụng ở các nhà máy lớn thì ở các cơ sở sản xuất nhỏ lẻ vẫn đang sử dụng công nghệ kiềm nguội cho việc sản xuất giấy vàng mã, giấy gió và hiện tại hầu hết những cơ sở này hoặc nước thải được thải thẳng ra ngoài không qua xử lý hoặc mới chỉ có công nghệ xử lý sơ bộ. Điều này đã gây một vấn đề không nhỏ đối với môi trường. Một điều cấp thiết đặt ra ở đây là phải tìm được công nghệ xử lý, phù hợp, đồng bộ, toàn diện mà chi phí xử lý lại không quá cao đối với các cơ sở sản xuất nhỏ này. Hiện tại có rất nhiều công nghệ xử lý đã được nghiên cứu, ứng dụng và đã được chứng minh là có tính hiệu quả nhất định. Nhưng đối với mỗi đối tượng cần phải có công nghệ xử lý riêng, phù hợp do đặc thù riêng của nước thải của từng loại công nghệ sản xuất. Nhà máy sản xuất giấy đế Bắc Giang là một ví dụ đây là một cơ sở sản xuất nhỏ theo công nghệ kiềm nguội và cũng chưa có công nghệ xử lý hoàn chỉnh. Vì vậy chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu công nghệ xử lý dịch đen (là dịch có độ ô nhiễm cao nhất trong các thành phần của dịch thải với hy vọng sẽ đưa ra được một phương pháp phù hợp và hiệu quả đối với nước thải từ nhà máy này. 2 Nguyễn Thị Khanh Lớp 47B – Công nghệ Hoá Học Khoá luận tốt nghiệp CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. Công nghệ sản xuất bột giấy 1.1.1. Giới thiệu Quá trình sản xuất bột giấy là quá trình xử lý các vật liệu có chứa xenlulo bằng axit hoặc kiềm. Nguyên liệu sử dụng cho quá trình nấu bột có thể là gỗ hoăc từ các chất cóchứa xơ sợi (rơm, tre, nứa). Mục đích chính của quá trình nấu là loại lignin và các chất hữu cơ khác, vì thế mà sợi có thể tách ra khỏi nhau tạo thành bột giấy. Với vật liệu không phải là gỗ chứa lignin ở hàm lượng thấp vì vậy có thể loại bằng dung dịch kiềm loãng nhưng bột giấy bị bẩn và chất lượng kém. Còn với vật liệu gỗ chứa lignin ở hàm lượng cao thì nguyên liệu phải được xử lý trong kiềm đặc. 1.1.2. Kỹ thuật tách xenlulo Để tách xenlulo từ các nguyên liệu nấu người ta thường sử dụng phương pháp nấu kiềm và nấu axit. Nấu axit bao gồm phương pháp sunphit và bisunphit với tác nhân là axit sunphurơ và muối của nó. Phương pháp này không có khả năng nấu được các nguyên liệu nhiều nhựa và chất béo. Do vậy chỉ áp dụng cho gỗ thông ít nhựa và một vài loại gỗ lá rộng, ít nhựa ở nhiều nước ôn đới. Các phương pháp nấu kiềm phổ biến hơn nhiều do khả năng nấu được bất kì nguyên liệu nào. Nó bao gồm phương pháp sunphat với hoá chất sử dụng là NaOH và Na 2 S. Hỗn hợp NaOH và Na 2 S được sử dụng để tạo bột giấy, S 2- có tác dụng tăng tốc cho việc loại lignin, Na 2 SO 4 đựơc sử dụng để thay thế lượng kiềm bị mất trong quá trình nấu. Na 2 SO 4 được khử về S 2- trong lò thu hồi, do đó Na 2 SO 4 có thể coi là tác nhân tạo bột gỗ, vì vậy phương pháp này có tên là sunphat. So sánh giữa hai quá trình nấu kiềm và sunphit ta thấy, bột nấu theo công nghệ sunphit rẻ hơn, tốt hơn, màu nhạt hơn so với bột nấu theo công nghệ kiềm. Do vậy, nhiều nhà máy chuyển sang kỹ thuật nấu sunphit để giảm chi phí sản xuất mà lại có sản phẩm tốt hơn. Nhưng do có sự phát triển của ngành điện phân xút clo tạo ra NaOH và Cl 2 từ NaCl mà các nhà máy giấy theo công nghệ kiềm có thể tồn tại với chi phí đầu tư thấp. Mặt khác phạm vi sử dụng nguyên liệu của công nghệ sunphit hẹp và bị lỗi thời nên phương pháp không được sử dụng rộng dãi. Phương pháp sunphat thích hợp với hầu hết các nguyên liệu, theo xu hướng chính là đa dạng hoá 3 Nguyễn Thị Khanh Lớp 47B – Công nghệ Hoá Học Khoá luận tốt nghiệp nguyên liệu, đặc biệt là tận dụng các nguồn nguyên liệu không từ rừng nhất là phế liệu nông nghiệp như bã mía, rơm, dạ . Hơn nữa, phương pháp này đã có công nghệ thu hồi kiềm hoàn chỉnh do đó bột giấy sản xuất theo công nghệ sunphat đang được sử dụng ở rất nhiều nơi trên thế giới. Bột giấy sunphat khó tẩy trắng nên phải dùng nhiều clo là nguyên nhân chính gây ô nhiễm. Đã có nhiều nghiên cứu cải tiến công nghệ sunphat như nấu polisunfua nhằm giảm lượng nước thải độc hại và nấu bột có trị số kapa thấp để hạn chế clo trong tẩy trắng. Một hướng khác là giảm hoặc bỏ hẳn Na 2 S trong nấu để tránh thải ra môi trường các hoá chất chứa lưu huỳnh độc hại. Đó là việc sử dụng các chất khử anthraquinon, bohydrat, hydrazin. Phương pháp nấu kiềm sunphat đang là phương pháp chủ yếu nhưng nó sẽ được loại bỏ dần trong tương lai vì chính nguyên nhân môi trường. Quy trình nấu bột theo phương pháp sunphat có thể tóm tắt như sau Hỗn hợp các mẩu gỗ và dịch nấu được đốt nóng trong thùng ở áp suất cao, nhiệt độ từ 170 - 173 0 C trong thời gian khoảng 90 phút. Dịch nấu bao gồm NaOH, Na 2 S theo tỷ lệ 5/2. Ngoài ra còn có một vài loại muối natri khác như : CO 3 2- , SO 4 2- , S 2 O 3 2- , SO 3 2- . Quá trình nấu có thể tiến hành gián đoạn hoặc liên tục. Quá trình nấu gián đoạn thì dịch nấu được nấu trong thiết bị phân huỷ riêng. Với quá trình liên tục thì mẩu gỗ và dịch nấu với tỷ lệ nhất định được đưa vào thiết bị phân huỷ và chuyển động xuống dưới, dịch được lấy ra ở đáy. Dịch này được tách ra và quay vòng trở lại qua thiết bị trao đổi nhiệt và được đưa vào thiết bị phản ứng. Bột ra khỏi dịch phân huỷ chứa xơ sợi và dịch nấu xả. Dịch lúc này có màu rất đen gọi là dịch đen. Bột được rửa bằng nước nhiều lần với mục đích loại bỏ những tạp chất còn lại trong quá trình nấu. Bột có thể đưa đi tẩy hoặc đưa qua công đoạn xeo nếu không cần tẩy. 4 Nguyễn Thị Khanh Lớp 47B – Công nghệ Hoá Học Khí thải Hình 1: Sơ đồ sản xuất bột tẩy trắng bằng phương pháp Sunfat Nấu Rửa Sàng chọn Tẩy trắng Chưng cô dịch đen Lò thu hồi Dịch trắng Bùn vôi Bột BOD , COD Khí có mùi Hơi Nước Khí NaOH + Na2S TOCl , BOD, chất lơ lửng Nước thải Bóc vỏ HO H3CO H3CO H3CO HO Khoá luận tốt nghiệp 1.2. Các dòng thải từ nhà máy sản xuất giấy theo công nghệ kiềm 1.2.1. Dịch đen Dịch đen là dịch lấy từ quá trình ngâm kiềm, có nồng độ chất khô khoảng từ 25 - 35%. Tỷ lệ giữa hợp chất vô cơ và hữu cơ là 3:7. Thành phần hữu cơ chủ yếu là lignin tan trong kiềm và còn một số sản phẩm phân huỷ hidrat cacbon, các chất chiết. Các chất chiết được xem như tạo bởi axit nhựa, axit béo có thể bão hoà hoặc chưa bão hoà, các chất trung tính (chủ yếu là rượu cao phân tử mạch dài: sterol ,terpeno ancol…). Lignin chiếm khoảng 30 - 45% trong dịch đen là chất rất khó bị các vi sinh vật phân huỷ. Thành phần vô cơ chủ yếu là NaOH, Na 2 S, Na 2 SO 4 , Na 2 CO 3 . Đối với nhà máy lớn thì nước thải có công nghệ thu hồi kiềm. Còn các cơ sở sản xuất nhỏ thì dòng dịch đen được thải cùng các dòng khác ra ngoài gây ô nhiễm môi trường. Trong dịch đen đáng chú ý nhất là các muối kiềm, kiềm tự do, lignin, hemixenlulozo, nhựa và các axit béo. Trong đó lignin chiếm tỷ trọng lớn nhất trong tổng số các chất tan trong dịch nấu kiềm. Lignin là polime được hình thành từ monome là các dẫn xuất của phenylpropan ở các vị trí α, β, γ mà các monome nối với nhau theo tổ hợp ngẫu nhiên và hình thành các mạng lưới cao phân tử. 5 Nguyễn Thị Khanh Lớp 47B – Công nghệ Hoá Học Nguyên liệu Khố luận tốt nghiệp Lignin hầu hết tan trong kiềm nhưng trong axit thì tồn tại dưới hai dạng lignin tan (trong phân tử có chứa nhóm hidrophyl) và lignin bị kết tủa trong axit (trong phân tử khơng chứa nhóm hidrophyl). Chất trong dịch đen được sinh ra từ hai nguồn chủ yếu là gỗ và dịch nấu kiềm. Ngồi những hợp chất vơ cơ từ dịch trắng thì trong dịch đen còn rất nhiều các hợp chất hữu cơ trong gỗ bị tan trong q trình nấu kiềm. So sánh với dịch trắng thì pH dịch đen đã giảm do việc giảm nồng độ OH - trong khi phân hủy. Trong q trình tạo bột nhóm methoxyl bị loại bỏ và được thay thế bởi nhóm (-OH ). Những phản ứng của nhóm methoxyl làm cho lignin tan ra đồng thời hình thành đáng kể hợp chất dễ bay hơi CH 3 OH và khí có mùi. Lignin tan trong kiềm được bền hố bởi sự có mặt của OH - , COOH - , phenolic. Các ion này ngăn cản các đại phân tử liên kết với nhau bởi sự tích điện của những phân tử này. Q trình ion hố các nhóm của lignin phụ thuộc vào pH. Khi giảm pH có thể chuyển dạng ion sang dạng khơng ion. Nhóm phenolic, hidroxyl đặc chưng ở pk = 9,8 - 10,8; do đó khi pH dịch đen đạt tới khoảng này thì lignin sẽ bị kết tủa. Q trình kết tủa diễn ra hồn tồn ở pH 3-4. Bảng 1: Thành phần các chất trong dịch đen tính theo % trọng lượng khơ. Lignin tan trong kiềm 30-45% Hidroxyl axit 25-15% Chất chiết 3-5% CH 3 COOH 5% Axit foocmic 3% Metanol 1% S 3-5% Na 17-20% 1.2.2. Dịch xeo Giai đoạn xeo giấy là giai đoạn hình thành sản phẩm trên lưới và thốt nước để giảm độ ẩm của giấy sau đó được sấy khơ. Dịch của q trình này chủ yếu là xơ sợi, hemixenlulo và một lượng các hợp chất vơ cơ khác. Hemixenlulo là chất tổng hợp cacbohydrat với cấu trúc thành phần của nó chỉ là gluco. Hemixenlulo khơng tan trong nước nhưng tan nhiều trong dung mơi hữu cơ và bị thuỷ phân trong kiềm hay axit lỗng khi đun sơi. 6 Nguyễn Thị Khanh Lớp 47B – Cơng nghệ Hố Học Khoá luận tốt nghiệp 1.2.3. Dịch tẩy Đây là dòng chứa các chất oxi hoá mạnh như Cl 2 , ClO - ,H 2 O 2 sử dụng để tẩy trắng bột giấy. Dịch này chứa các hoá chất tẩy và các sản phẩm hữu cơ độc hại sinh ra trong quá trình tẩy trắng. 1.3. Các công nghệ xử lý hiện hành 1.3.1. Các phương án đối với dịch đen Tuỳ theo nguyên liệu đầu vào và công nghệ sản xuất bột giấy mà thành phần các chất trong dịch đen có thể khác nhau nhiều hay ít tuy nhiên về bản chất thì chúng không khác nhau là mấy. Trong dịch đen vẫn chủ yếu là các chất hữu cơ như lignin, axit nhựa, oxiaxit và đặc biệt chứa lượng kiềm dư rất cao. Ở nước ta dịch đen chỉ được xử lý ở các nhà máy lớn còn hầu hết được thải thẳng ra ngoài cùng các dòng thải khác gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Ngày nay có rất nhiều phương pháp xử lý dịch đen nhưng chủ yếu là các phương pháp sau. Các phương pháp này có thể áp dụng một cách riêng rẽ hay kết hợp. 1.3.1.1. Phương pháp cô đốt thu hồi hoá chất Phương pháp này đã được chứng minh có tính ưu việt cả về 2 khía cạnh kinh tế và bảo vệ môi trường. Tuy nhiên phương án này chỉ thích hợp với công nghệ kiềm nóng do chi phí đầu tư thiết bị, vận hành và bảo dưỡng cao nên không phù hợp với các nhà máy nhỏ lẻ. Theo phương pháp này: Dịch đen được đưa vào hệ chân không nhiều tầng cô đến 45% trọng lượng khô, sau đó bổ sung Na 2 SO 4 vào lò đốt ở 1000 0 C. Trước khi đi vào buồng đốt, dịch đen chứa 45% trọng lượng khô phải qua hệ cô trực tiếp tới 65% trọng lượng khô. Sản phẩm rắn sau khi đốt chủ yếu là: Na 2 CO 3 , Na 2 S, Na 2 O và các chất hữu cơ khi đó sẽ bị cháy thành CO 2 . Phần rắn được hoà tan bằng nước vôi hoá: Na 2 CO 3 + Ca(OH) 2 = 2NaOH + CaCO 3 Na 2 S + Ca(OH) 2 = 2NaOH + CaS Na 2 O + H 2 O = 2 NaOH Dịch thu được là dịch trắng giống như dịch nấu bột và được quay lại nồi nấu. Với phương pháp này thì lượng xút thu hồi không đáng kể 7 Nguyễn Thị Khanh Lớp 47B – Công nghệ Hoá Học Khoá luận tốt nghiệp 1.3.1.2. Kỹ thuật oxy hoá xúc tác thu hồi hoá chất Đây là phương pháp đang được nghiên cứu và phát triển ở Pháp, Canađa, Australia. Với nước thải có tỷ lệ BOD 5 /COD thấp có nghĩa là rất khó để xử lý vi sinh và hàm lượng COD ở mức hàng chục nghìn mg O 2 /l thì oxi hoá xúc tác rất phù hợp. Phương pháp oxy hoá cổ điển sử dụng ôxy không khí làm tác nhân oxy hoá ở 200 – 300 0 C, áp suất 50 – 200 bar. Với việc sử dụng xúc tác thì có thể phân huỷ hết các chất hữu cơ kể cả các chất như đioxin, dầu máy sau 1/2 - 1h. Tuy nhiên do tiến hành ở áp suất cao, nhiệt độ cao làm tăng chi phí xử lý. Để khắc phục điều trên những nghiên cứu tập trung theo hướng tìm tòi các xúc tác kỹ thuật nhằm hạ nhiệt độ và áp suất phản ứng. Đối với dịch đen mới thải có nhiệt độ 150 - 170 o C, COD 4000 – 6000mg O 2 /l thì áp dụng oxi hoá xúc tác rất thích hợp bởi vì nhiệt độ cao có sẵn là một thuận lợi lớn đối với quá trình hoạt hoá oxy bằng xúc tác. Bất lợi là độ kiềm tự do quá cao, pH cao là một khó khăn đối với nhiều loại xúc tác, nhất là xúc tác đồng thể. 1.3.1.3. Phương pháp tiền xử lý giảm COD, màu, pH Các phương pháp tiền xử lý thông thường như trung hoà, keo tụ, lắng… không hiệu quả vì lượng kiềm dư quá cao. Mặt khác thành phần hữu cơ chính trong dịch đen là lignin, vì vậy phương pháp tiền xử lý giảm COD là kết tủa lignin ở pH thấp hoặc cao. Các phương pháp kết tủa lignin: - Kết tủa bằng axit: Do bản chất của lignin là polyphenol nên ở pH 3 – 4 lignin bị kết tủa hoàn toàn dưới dạng phenol không hoặc ít phân ly. Điều bất thuận lợi nhất ở đây là chi phí axit cao do phải trung hoà kiềm dư. Khi dùng axit để kết tủa các chất hữu cơ hoà tan trong dịch đen nấu theo phương pháp sunphat tạo ra một kết tủa nhớt có hàm lượng chất khô thấp nên rất khó thu hồi. Để khắc phục điều này người ta tiến hành ở nhiêt độ cao hoặc sử dụng chất trợ keo tụ. PAA( polyacrylamit) được sử dụng làm chất trợ keo với mục đích tạo bông, với kết tủa dạng bông này có thể dễ dàng tách ra bằng kỹ thuật lọc thông thường. - Kết tủa lignin bằng polyme: Là một hướng xử lý có hiệu quả cao. Kết hợp với việc hạ pH tới 4 và xử lý bằng PAA có thể xử lý 70 - 80% COD > 90% độ màu. Nhược điểm của phương pháp này là chi phí cao (60000đ/m 3 ). Giá thành xử lý có thể giảm nếu lignin được thu hồi và bán trên thị trường. Lignin có thể được bán cho các cơ sở sử dụng lignin như cơ sở nấu keo, cơ sở chế biến các chất bền hoá bê tông. 8 Nguyễn Thị Khanh Lớp 47B – Công nghệ Hoá Học C3 OH OCH3 OCH3 + 2H2O OCH3 C3 O - Ca - O C3 + Ca(OH)2 2 Khoá luận tốt nghiệp - Kết tủa lignin bằng vôi: Qua việc phân tích các nhóm chức, xác định khối lượng phân tử, sự biến đổi hoá học của các nhóm chức của các chất hữu cơ hoà tan trong nước thải nhà máy giấy mà D.J.Benet và các cộng sự đã đưa ra kết luận: quá trình kết tủa các chất hữu cơ trong nước thải của nhà máy giấy bằng vôi là một quá trình hoá học hơn là một quá trình vật lý. Quá trình tách các hợp chất hữu cơ bằng vôi phụ thuộc vào nhóm enol hoặc phenol, trọng lượng phân tử của các hợp chất hữu cơ. Các chất này phản ứng với vôi tạo thành muối canxi tương ứng. Các chất hữu cơ có khối lượng phân tử M < 400 thì không bị kết tủa bằng vôi, nếu M > 500 thì bị kết tủa hoàn toàn, trong trường hợp 400 < M < 500 thì bị kết tủa một phần. Phương pháp kết tủa bằng vôi có tính khả thi nhất định về mặt kinh tế so với phương pháp axít, nhưng để xử lý triệt để vẫn cần dùng axit để trung hoà trước khi xử lý vi sinh. 1.3.1.4. Phương pháp sinh học xử lý nước thải giấy • Phương án bể mêtan Dựa trên quá trình phân huỷ yếm khí các hợp chất hữu cơ của các vi sinh vật tạo ra CH 4 . Điều kiện để vi sinh vật hoạt động ở pH = 6,5 – 7,5; đủ lượng dinh dưỡng NPK, nhiệt độ thích hợp và đặc biệt không chứa các kim loại nặng, các độc tố kìm hãm quá trình sinh hoá. Phương pháp này có thể sử dụng với nước thải có COD = 15000 – 20000mg O 2 /l. • Phương án lọc màng động Nguyên lý tương tự như phương pháp vi lọc, tức là sử dụng vật liệu lọc và các chất trợ lọc để loại bỏ các chất cần thiết. Hiệu quả lọc và tốc độ lọc phụ thuộc vào chênh lệch áp suất giữa hai phía màng lọc và lưu lượng nước vào. Ưu điểm của phương pháp này là chi phí vận hành thấp, đơn giản nhưng hiệu quả. 9 Nguyễn Thị Khanh Lớp 47B – Công nghệ Hoá Học Khoá luận tốt nghiệp 1.3.2. Các phương án đối với dịch xeo Dịch xeo là nước rửa của công đoạn tách xenlulo. Nước thải từ công đoạn tẩy trắng và phần dịch xeo thường được xử lý bằng phương án keo tụ lắng gạn kết hợp với vi sinh thoáng khí. Có 4 phương án vi sinh chính: 1.3.2.1. Lọc nhỏ giọt Đây là phương án đơn giản nhất, chi phí vận hành thấp nhất và hiệu xuất xử lý theo BOD thường là 60 – 75 %. Tuy nhiên có thể tăng cường với hiệu xuất xử lý cao hơn 80% - 90% bằng cách tăng cường tiếp xúc khí – lỏng, chọn vật liệu mang, thiết kế thích hợp, thông gió tăng cường. 1.3.2.2. Bùn hoạt tính Đây là phương án phổ biến nhất trong các phương pháp xử lý nước thải bằng phương pháp vi sinh. Nhược điểm của phương pháp này là hệ thống cấp khí phức tạp, phí vận hành cao, lượng bùn phải xử lý khá lớn (thường gấp 2 đến 4 lần xử lý hiếm khí). Công đoạn xử lý bùn gây ô nhiễm khí cấp và đặc biệt đòi hỏi một diện tích khá lớn cho việc xử lý. 1.3.2.3. Phối hợp lọc nhỏ giọt – bùn hoạt tính Phương án này áp dụng tốt cho các trường hợp nước thải có BOD đầu vào lớn (>300 mgO 2 /lít) và đòi hỏi tăng hiệu quả xử lý. Hiệu quả xử lý BOD tới 90 - 95%, COD từ 85 - 95% các chất lơ lửng có thể đạt tới 5-20 mg/lít. 1.3.2.4 Biofor Áp dụng khi nước thải có COD nhỏ hơn 100 – 150mg O 2 /l, hiệu quả xử lý BOD từ 60 - 70%. Tuy nhiên theo chúng tôi việc xử lý nước thải giấy không thể chỉ quan tâm đến phần dịch đen là phần chính gây ô nhiễm mà cần phải xử lý một cách đồng bộ và toàn diện. Do vậy, nếu áp dụng biện pháp thu hồi kiềm từ phương pháp cô đặc dịch đen thì phần nước thải còn lại nên tiếp tục xử lý bằng keo tụ, hấp phụ và vi sinh thoáng khí, còn nếu xử lý dịch đen bằng phương án bể metan cũng đòi hỏi phải xử lý như trên. 1.3.3. Các công nghệ xử lý đã được đề xuất Muốn đề xuất một sơ đồ công nghệ xử lý nước thải một cách toàn diện và đồng bộ thì cần phải nắm được hợp phần (tỷ lệ các loại dịch thải), khối lượng cũng 10 Nguyễn Thị Khanh Lớp 47B – Công nghệ Hoá Học [...]... nước thải theo công nghệ kiềm nóng Axit/ Khí thải Than hoạttính Dịch đen Chỉnh pH Dịch xeo Chỉnh pH Bể Mêtan Keo tụ hấp phụ Vôi Dịch tẩy + dịch Xeo Nước thảian toàn Lọc nổi Lọc sinh học Lắng tách bùn Trung hoà Hình 2: Xử lý theo phương án mêtan Dịch đen Cô Đốt Thu hồi kiềm Thải Xử lý nước ngưng Nước ngưng 11 Nguyễn Thị Khanh Hình 3: Phương án cô đốt thu hồi dịch đen 47B – Công nghệ Hoá Lớp Học Khoá... khí và hạ thấp COD để xử lý hiếu khí 2.2 Nghiên cứu xử lý dịch đen bằng oxi hoá xúc tác với MnO2 /laterit Tuỳ vào lượng lignin có trong dịch đen và tỷ lệ giữa lignin tan và không tan mà sau khi kết tủa lignin có thể giảm được 60 - 70% COD, nhưng COD vẫn còn rất cao để có thể xử lý sinh học Hay nói cách khác việc xử lý sinh học sẽ không hiệu quả Vì vậy để có thể cải tiến được công nghệ truyền thống chúng... chọn một công nghệ phù hợp để hạ giá thành cho việc xử lý Với phương án cô đốt, lọc màng động, bể mêtan được sử dụng cho các nhà máy có quy mô sản xuất lớn, chi phí, không gian xử lý lớn Vì vậy công nghệ lựa chọn cho việc xử lý nước thải loại này là phương pháp trung hòa kiềm tách,thu hồi lignin ở pH 3 Dùng axit để trung hòa kiềm dư, kết tủa và thu hồi lignin trong dịch đen sau đó tiến hành xử lý hiếu... của phương pháp này là tận dụng bùn hoạt tính từ dây truyền xử lý sinh học và tận dụng được khí lò, vừa giảm thiểu ô nhiễm không khí và hạ giá thành xử lý 1.3.3.2 Công nghệ xử lý nước thải đối với các cơ sở sản xuất giấy đế xuất khẩu theo công nghệ kiềm nguội 12 Nguyễn Thị Khanh Lớp 47B – Công nghệ Hoá Học Khoá luận tốt nghiệp Ở nước ta công nghệ sản xuất bột giấy bằng phương pháp kiềm nguội được sử... bởi vì trong dịch đen có khoảng 80% lượng kiềm đã bị cacbonat hóa Chi phí cho việc trung hòa rất cao, chỉ riêng chi phí tiêu thụ HCl cho việc trung hòa dịch cô đặc (chứa ít lượng kiềm tự do hơn dịch đen) từ 16,5 ─ 18,2% tổng chi phí xử lý Sau khi kết tủa hết lignin đã giảm được 60 ─ 70% hàm lượng chất hữu cơ nhưng COD vẫn rất cao để có thể xử lý hiếu khí Vì vậy cần phải cải tiến công nghệ nhằm loại... khỏi dung dịch bằng 1 anion của 1 axit mạnh làm sẽ được giảm lượng lớn axit đồng thời loại bỏ được hiện tượng bọt khí khi trung hoà và kết tủa lignin 2.4 Nghiên cứu phương pháp xử lý hiếu khí sử dụng bùn hoạt tính Sau khi kết tủa lignin thì có thể áp dụng phương pháp keo tụ, hấp phụ để xử lý tiếp tục Tuy nhiên, với phương pháp này chi phí xử lý cao vì vậy chúng tôi thử nghiệm phương pháp xử lý vi sinh... thành phần hoá lý cơ bản của nước thải Tùy thuộc vào mục tiêu sản phẩm (giấy cotton, giấy trắng, giấy vàng mã…), phương pháp sản xuất, nguyên liệu đầu vào mà hợp phần và khối lượng có thể khác nhau nhưng các thành phần hoá lý cơ bản không khác nhau nhiều Ở nước ta đang tồn tại hai công nghệ sản xuất chính là công nghệ kiềm nóng có tẩy trắng và công nghệ kiềm nguội thường không có công nghệ tẩy trắng... Lắng lọc Lắng lọc Hấp thụ than hoạt Axit / Khí thải Lò than hoá Than hoạt tính Lọc ép bùn Xử lý vi sinh Than hoạttính Trung hoà Nước thải Hình 4: Phương án keo tụ hấp phụ kết hợp với xử lý vi sinh 13 Nguyễn Thị Khanh Lớp 47B – Công nghệ Hoá Học Khoá luận tốt nghiệp Bảng 3: Thành phần cơ bản của dịch đen theo công nghệ kiềm nguội (tính theo % chất khô) Các thành phần cơ bản Thànhphần (%) Tổng kiềm 23.248... phương pháp cô đốt thu hồi kiềm từ dịch đen hoặc phương án bể mêtan thì các dịch thải còn lại nên tiếp tục xử lý keo tụ, hấp phụ và vi sinh Đối với phương án bể mêtan thì giảm được phần lớn COD, tạo ra một lượng lớn khí CH4 đóng góp vào việc cấp nhiệt cho cơ sở sản xuất Với phương án tiền xử lý giảm COD như kết tủa lignin, lắng phèn, hấp thụ bằng than hoạt tính nên việc xử lý vi sinh thuận lợi hơn Ưu điển... trong dịch tách cenlulo (hay còn gọi là dịch đen) và dịch rửa trong quá trình tách xơ sợi Ở nước ta sử dụng hai công nghệ sản xuất giấy: Công nghệ kiềm nóng được sử dụng chủ yếu ở các nhà máy sản xuất có quy mô lớn Nguyên liệu giấy được nấu với kiềm nóng trong nồi kín ở áp suất cao nên xơ sợi được tách triệt để hết lignin và nhựa do đó mà chất lượng giấy tốt và đặc biệt kiềm dư không bị cacbonat hóa Công