Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải công nghiệp sản xuất Giấy - Bột Giấy, công suất 7000m3/ngày đêm.

Ngành giấy Việt Nam đang đứng trước những cơ hội phát triển mạnh mẽ. Công nghiệp tăng trưởng nhanh, đời sống nhân dân được cải thiện, nhu cầu giấy tiêu dùng và giấy làm bao bì ngày tăng lên.

Viện KHCN & QLMT NHÓM 6 MỞ ĐẦU Sau ba mươi năm thống nhất, Việt Nam vẫn chưa tự túc được nhu cầu về giấy các loại. Sản lượng toàn quốc mỗi năm hiện nay hơn 800 ngàn tấn, mới chỉ đáp ứng thị trường khoảng 60% phần còn lại là phải nhập khẩu. Và trong 20 năm qua đã có sự phát triển vượt bậc, với tốc độ tăng trưởng hàng năm luôn nằm trong khoảng 15-16%, có từ 80.000 tấn/năm lên 824.000 tấn/năm. Và 20 năm qua nhà nước chỉ dồn sức cho các doanh nghiệp giấy quốc doanh, với mục tiêu rất khiêm tốn, rất "kế hoạch hóa" chỉ để đảm bảo nhu cầu thiết yếu về giấy in báo, giấy in và giấy viết. Nhưng xét tổng thể phần lớn đều lỡ nhịp và chưa đạt hiệu quả cao, thậm chí có những doanh nghiệp lâm vào khủng hoảng tài chính sau đầu tư. Vì vậy , Công nghiệp sản xuất giấy và bột giấy chiếm vị trí khá quan trọng trong nền kinh tế nước ta. Cùng với sự phát triển của các nghành công nghiệp, dịch vụ khác, nhu cầu sản về các sản phẩm giấy ngày càng tăng. Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ít đạt được to lớn về kinh tế - xã hội, nghành công nghiệp này cũng phát sinh nhiều vấn đề môi trường bức xúc cần phải giải quyết, đặc biệt là nước thải phát sinh trong quá trình sản xuất bột giấy, đây là loại nước rất khó xử lý( về công nghệ và chi phí). Cần có biện pháp xây dựng các cơ sở cần gắn sản xuất với xử lý ô nhiễm môi trường, đổi mới công nghệ theo hướng thân thiện với môi trường. Nhóm mạo mụi đưa ra một quy trình công nghệ : Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải công nghiệp sản xuất Giấy - Bột Giấy, công suất 7000m 3 /ngày đêm. Đồ Án Xử Lý Nước Thải 1 GVHD: Th.S Nguyễn Xuân Hoàn Viện KHCN & QLMT NHÓM 6 NỘI DUNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT GIẤY - BỘT GIẤY I. KHÁI QUÁT VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP GIẤY - BỘT GIẤY 1. Nhu cầu sử dụng các sản phẩm giấy trong nước Ngành giấy Việt Nam đang đứng trước những cơ hội phát triển mạnh mẽ. Công nghiệp tăng trưởng nhanh, đời sống nhân dân được cải thiện, nhu cầu giấy tiêu dùng và giấy làm bao bì ngày tăng lên. Mức tiêu thụ giấy bình quân đầu người của Việt Nam năm 2000 là 8kg/người/năm, năm 2004 đã là 13kg/người/năm. Hiện nay các nhà máy giấy ở Việt Nam chỉ đáp ứng được khoảng trên 50% nhu cầu trong nước, còn gần 50% phải nhập khẩu. (Tổng công ty giấy Việt Nam, 2004). 2. Tình hình phát triển và vai trò của ngành giấy đối với nền kinh tế Hiện cả nước có trên 300 nhà máy sản xuất giấy và bột giấy (Tổng công ty giấy Việt Nam, 2006). Sản lượng giấy toàn ngành (Niêm giám Thống kê, 2005): - Năm 2000: 408.500 tấn (doanh nghiệp ngoài quốc doanh sản xuất 148.900 tấn). - Năm 2005: 901.200 tấn (doanh nghiệp ngoài quốc doanh sản xuất 559.500 tấn). Đồ Án Xử Lý Nước Thải 2 GVHD: Th.S Nguyễn Xuân Hoàn Viện KHCN & QLMT NHÓM 6 Sản xuất giấy của Việt Nam trước đây do các doanh nghiệp nhà nước đảm nhận. Hiện nay, ngành công nghiệp giấy bao gồm các doanh nghiệp nhà nước (đang được cổ phần hoá) và các doanh nghiệp thuộc khu vực kinh tế tư nhân. Các doanh nghiệp sử dụng công nghệ, sản xuất các sản phẩm khác nhau. Các doanh nghiệp nhà nước sử dụng công nghệ hiện đại, sản xuất các loại bột giấy trắng cao cấp, giấy viết, giấy in chất lượng cao. Các doanh nghiệp kinh tế tư nhân đa số sử dụng công nghệ cũ, lạc hậu, sản xuất các loại giấy bao bì, giấy bao gói, giấy vệ sinh, giấy viết có chất lượng thấp. 3. Phân bố của các doanh nghiệp sản xuất giấy Các doanh nghiệp sản xuất giấy phân bố ở cả 3 miền Bắc, Trung, Nam. ở miền Bắc có nhiều doanh nghiệp lớn như: Nhà máy giấy Bãi Bằng, Việt Trì, Hải Phòng và có làng nghề truyền thống lâu đời Phong Khê (Bắc Ninh), nơi tập trung của hơn 130 doanh nghiệp sản xuất giấy. Khu vực miền Trung có Nhà máy giấy Tân Bình. Khu vực miền Nam có các Nhà máy giấy Tân Mai, Đồng Nai, Long An. Ngoài ra, mỗi tỉnh trong cả nước đều có các cơ sở sản xuất giấy thuộc khu vực kinh tế tư nhân (CBC, 2006).  Quy hoạch phát triển ngành giấy tới năm 2010 (Bộ công nghiệp, 1998) Mục tiêu: Khai thác và sử dụng hiệu quả các nguồn lực sản xuất, đến năm 2010 đạt sản lượng 1.050.000 tấn giấy, 1.015.000 tấn bột giấy, đảm bảo 85% - 90% nhu cầu sử dụng trong nước. Đồ Án Xử Lý Nước Thải 3 GVHD: Th.S Nguyễn Xuân Hoàn Viện KHCN & QLMT NHÓM 6 Quan điểm: a) Về công nghệ: Đối với các công trình đầu tư xây dựng mới, các dự án cải tạo, mở rộng các cơ sở sản xuất chủ lực của ngành, nhất thiết phải sử dụng công nghệ và thiết bị tiên tiến, có mức cơ giới hóa, tự động hoá cao nhằm nâng cao năng suất lao động, tiết kiệm nguyên liệu và năng lượng, bảo vệ môi trường theo tiêu chuẩn Việt Nam và Quốc tế. Việc đầu tư mua sắm các thiết bị cũ đã qua sử dụng chỉ thực hiện để nâng cấp, cải tạo các cơ sở hiện có với quy mô sản xuất nhỏ, yêu cầu công nghệ không cao và phải được xem xét kỹ đối với từng dự án cụ thể. b) Về quy mô và công suất các dự án đầu tư: Định hướng phát triển lâu dài, tập trung vào các dự án quy mô lớn để đảm bảo sản xuất có hiệu quả. Trong giai đoạn trước mắt, cần đầu tư các dự án quy mô vừa và nhỏ để tận dụng những thế mạnh tại chỗ như nguyên vật liệu, thị trường, nhân lực . c) Về bố trí quy hoạch: Việc xây dựng các cơ sở sản xuất giấy phải được nghiên cứu, đánh giá kỹ về địa điểm, đặc điểm vùng nguyên liệu, nhu cầu thị trường, điều kiện cơ sở hạ tầng và khả năng huy động vốn đầu tư. Quy hoạch phát triển vùng nguyên liệu giấy phải phù hợp với quy hoạch chung của ngành nông nghiệp, gắn với quy hoạch giống cây trồng, điều kiện tự nhiên (thổ nhưỡng, khí hậu), điều kiện kinh tế Đồ Án Xử Lý Nước Thải 4 GVHD: Th.S Nguyễn Xuân Hoàn Viện KHCN & QLMT NHÓM 6 xã hội của từng vùng; xác định hợp lý về mô hình tổ chức sản xuất và quản lý các vùng nguyên liệu, chính sách giá nguyên liệu và phương thức thu mua, cung cấp nguyên liệu cho sản xuất. Phát triển công nghiệp giấy, gồm cả vùng nguyên liệu, phải được thực hiện trong mối liên kết chặt chẽ với bảo vệ an ninh, quốc phòng và bảo vệ môi trường, thúc đẩy chuyển dịch cơ cấu kinh tế ở các vùng miền núi, vùng sâu, vùng xa và góp phần vào công nghiệp hoá - hiện đại hoá nông nghiệp, nông thôn. d) Về huy động các nguồn vốn đầu tư: Tranh thủ vốn đầu tư nước ngoài một cách hợp lý, đảm bảo vai trò chủ đạo của các doanh nghiệp trong nước, nhất là các doanh nghiệp nhà nước. Tuỳ thuộc vào đặc điểm của từng dự án, từng địa phương, từng giai đoạn cụ thể để quyết định phương thức đầu tư thích hợp: tự đầu tư hoặc liên doanh với nước ngoài. II. GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT GIẤY - BỘT GIẤY: Kết quả điều tra về công nghệ sản xuất giấy do Trung tâm CBC thực hiện tại 86 doanh nghiệp sản xuất cho thấy các công nghệ các doanh nghiệp sử dụng phổ biến như: Đồ Án Xử Lý Nước Thải 5 GVHD: Th.S Nguyễn Xuân Hoàn Viện KHCN & QLMT NHÓM 6 Sơ đồ công nghệ sản xuất giấy và bột giấy Nguyên liệu chủ yếu để sản xuất giấy và bột giấy là xơ sợi thực vật, chủ yếu từ gỗ, các cây ngoài gỗ như đay, gai, tre nứa; các phụ phẩm nông nghiệp như rơm, bã mía, các vật liệu tái sinh(giấy vụn, giấy đã qua sử dụng…).Tùy theo mục đích sừ dụng mà sản phẩm giấy cũng rất đa dạng và phong phú: giấy in báo, giấy in, giấy viết, giấy vệ sinh, khăn giấy, giấy bao bì, giấy vàng mã….Về công nghệ sản xuất giấy và bột giấy cũng rất khác nhau, nhưng tựu chung bao gồm những bước sau: nguyên liệu thô (tre, nứa,gỗ…), gia công nguyên liệu thô, nấu, rửa, tẩy trắng, nghiền bột, xeo giấy và định hình sản phẩm. Công nghệ sản xuất giấy và bột giấy là một trong những công nghệ sử dụng nhiều nước. Tùy theo công nghệ và sản phẩm, lượng Đồ Án Xử Lý Nước Thải 6 GVHD: Th.S Nguyễn Xuân Hoàn Viện KHCN & QLMT NHÓM 6 nước cần thiết để sản xuất 1 tấn giấy thành phẩm dao động từ 80 m 3 đến 450m 3 . Nước được dung trong các công đoạn rửa nguyên liệu, nấu, tẩy, xeo giấy và sản xuất hơi nước. Hầu như tất cả lượng nước đưa vào sử dụng cuối cùng đều trở thành nước thải và mang theo các tạp chất, hóa chất, bột giấy, các chất ô nhiễm dạng hữu cơ và vô cơ. Dịch đen có nồng độ chất khô khoảng 25-35%, tỉ lệ giữa chất hữu cơ và vô cơ vào khoảng 70:30.Thành phần hữu cơ là lignin hòa tan vào dịch kiềm, sản phẩm phân hủy hydratcacbon, axit hữu cơ.Thành phần vô cơ gồm những hóa chất nấu, một phần nhỏ là NaOH, Na 2 S tự do, Na 2 SO 4 , Na 2 CO 3 còn phần nhiều là kiềm natrisunphat liên kết với các chất hữu cơ trong kiềm. Khi tẩy bằng các hợp chất chứa clo, các thông số ô nhiễm đặc trưng: BOD vào khoảng 15-17 kg/tấn bột giấy,COD khoảng 60-90 kg/tấn bột giấy, đặc biệt các hợp chất clo hữu cơ khoảng 4-10 kg/tấn bột giấy. Công đoạn xeo giấy chủ yếu chứa xơ sợi mịn, bột giấy dạng lơ lửng và các chất phụ gia như nhựa thong, phẩm màu, cao lanh.Xử lý nước thải sản xuất giấy và bột giấy là công việc hết sức khó khăn và tốn kém, đòi hỏi vốn dầu tư và chi phí vận hành cao. Đây là vấn đề bức xúc với các doanh nghiệp sản xuất ở nước ta do không đủ kinh phí để đầu tư trang thiết bị sử lý chất thải cũg như đổi mới công nghệ để giảm thiểu ô nhiễm và chi phí để vận hành các hệ thống xử lý nước thải một cách triệt để . Đồ Án Xử Lý Nước Thải 7 GVHD: Th.S Nguyễn Xuân Hoàn Viện KHCN & QLMT NHÓM 6 CHƯƠNG 2: CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ VÀ SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ Xử lý nước một nhà máy giấy chuyên sản xuất giấy và bột giấy với lưu lượng nước thải trung bình ngày đêm từ công đoạn xeo giấy là 5000m 3 /ngày đêm, từ công đoạn sản xuất bột giấy là 2000m 3 /ngày đêm. Nồng độ chất ô nhiễm đặc trưng trong từng dòng thải, yêu cầu về chất lượng nước thải xả vào nguồn tiếp nhận đạt loại B. Yêu cầu tính toán thiết kế về mặt công nghệ đối với hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy này với những số liệu như sau: I. CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ • Thành phần và tính chất nước thải công đoạn sản xuất bột giấy Thông số Đầu vào Mức độ xử lý PH 5.86 – 6.4 6.0 – 8.5 BOD 5 tổng (mg/l) 833 ≤ 50 COD (mg/l) 3724 SS (mg/l) 935 ≤ 100 Độ màu (Pt-Co) 3040 N-Kjeldahl (mg/l) 0.553 ≤ 35 Tổng P (mg/l) 2.34 ≤ 4 Đồ Án Xử Lý Nước Thải 8 GVHD: Th.S Nguyễn Xuân Hoàn Viện KHCN & QLMT NHÓM 6 • Thành phần và tình chất nước thải công đoạn xeo giấy Thông số Đầu vào Mức độ xử lý PH 6.3 – 7.2 6.0 – 8.5 BOD 5 tổng (mg/l) 671 ≤ 50 COD (mg/l) 1489 ≤ 100 SS (mg/l) 653 ≤ 100 Độ màu (Pt-Co) 450 N- NH 3 9mg/l) 1.15 ≤ 35 P- PO 4 3- (mg/l) 1.21 ≤ 4 II. CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ XỬ LÝ NƯỚC  Xác định các lưu lượng tính toán: Lưu lượng trung bình ngày đêm : Q ngày =7000 m 3 /ngày Lưu lượng giờ trung bình Q h = 291.7 m 3 /h Lưu lượng giờ lớn nhất Q h max = 466.7m 3 /h Lưu lượng giây lớn nhất q s = 0.129 m 3 /s Trạm xử lý viêc liên tục 3 ca (24/24h). Đồ Án Xử Lý Nước Thải 9 GVHD: Th.S Nguyễn Xuân Hoàn Viện KHCN & QLMT NHÓM 6 • SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ: Ghi chú: : Đường nước thải : Đường bùn cặn : Đường cấp khí : Đường cát tử bể lắng cát Phương án 1: Đồ Án Xử Lý Nước Thải 10 GVHD: Th.S Nguyễn Xuân Hoàn SCR Bể điều hòa Bể phản ứng Bể keo tụ Lắng đứng Lọc Biofor Bể hiếu khí Bể oxi hóa bậc cao Chất xúc tác Khử trùng Lọc áp lực Nguồn tiếp nhận Trộn hóa chất Nước thải vào Máy phát ozone Máy nén khí Clo [...]... dựng - Chiếm một diện tích khá nhỏ trong xây dựng bởi số lượng công trình ít o Nhược điểm: - Bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng thường khởi động chậm, lớp cặn lơ lửng được hình thành và làm việc có hiệu quả chỉ sau 3-4 tuần - Bể lắng đứng không đáp ứng được công suất lớn trong xử lý - Chi phí vận hành cao Đồ Án Xử Lý Nước Thải 11 GVHD: Th.S Nguyễn Xuân Hoàn Viện KHCN & QLMT NHÓM 6 Nước thải qúa trình xeo giấy. .. 3-4 tuần - Tốn nhiều chi phí xây dưng cũng như vận hành Đồ Án Xử Lý Nước Thải 14 GVHD: Th.S Nguyễn Xuân Hoàn Viện KHCN & QLMT NHÓM 6 Phương án 3: Nước thải qúa trình xeo giấy Bể lắng cát Song chắn rác Sân phơi cát Hố thu Nước thải quá trình sx giấy BỂ ĐIỀU HÒA Nước tách bùn Bể trộn hóa chất CL Máy ép bùn Bể nén bùn Bể chứa bùn Bể lắng I Clo Tuần hoàn bùn Khử trùng Nguồn tiếp nhận Đồ Án Xử Lý Nước Thải. .. lệ 1 :1( FeCl3: Al2(SO4)3 =1:1) Hàm lượng cặn của nước Liều lượng phèn nhôm Al2(SO4)3 nguồn (mg/l) không chứa nước (mg/l) Đến 100 2 5-3 5 10 1-2 00 3 0-4 5 20 1-4 00 4 0-6 0 40 1-6 00 4 5-7 0 60 1-8 00 5 5-8 0 801 -1 000 6 0-9 0 1001 -1 400 6 5-1 05 Dựa vào hàm lượng cặn trong nước ta chọn lượng phèn cần dùng là 60 mg/l Liều lượng phèn sắt cần sử dụng là M =7000*103*30*1 0-6 = 210 kg/ngđ Lượng phèn nhôm cần sử dụng là 210... lấp hoặc dung làm phân bón, nước tách bùn từ bể Đồ Án Xử Lý Nước Thải 16 GVHD: Th.S Nguyễn Xuân Hoàn Viện KHCN & QLMT NHÓM 6 nén bun và công đoạn ép bùn sẽ được dẫn lại bể arotank để tiếp tục xử lý o Ưu điểm: - Giảm lượng hóa chất ngay ban đầu (nước được đưa vào hố thu để điều chỉnh PH) - Dây chuyền công nghệ này không cần có bể phản ứng trước bể trộn hóa chất - Hiệu quả xử lý đạt tiêu chuẩn loại B o... lý đạt tiêu chuẩn loại B o Nhược điểm: Xây dựng và quản lý khá tốn kém - Đòi hỏi người quản lý có chuyên môn cao CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ CỦA PHƯƠNG ÁN 3 1 Bể trộn chất kiềm hóa Mục đích: Nâng PH của nước tạo điều kiện thuận lợi cho các công trình xử lý tiếp theo Tính toán: Lưu lượng 2000 m3/ngđ Dùng vôi để kiềm hóa nước, dạng vôi sử dụng là vôi sữa Lượng vôi cần dùng là :... sinh sản và phát triển dần lên thành các bông cặn gọi là bùn hoạt tính Vi khuẩn sử dụng Đồ Án Xử Lý Nước Thải 30 GVHD: Th.S Nguyễn Xuân Hoàn Viện KHCN & QLMT NHÓM 6 các chất hữu cơ trong nước thải làm thức ăn Vì vậy, sau khi qua aerotank, nước thải sẽ xử lý gần như triệt để các hợp chất hữu cơ Quá trình làm sạch các chất bẩn có trong nước thải trong bể aerotank diễn ra theo hai dòng chảy hỗn hợp của nước. .. là 23 mm Vận tốc nước chảy trong ống là 0.003 m/s Đồ Án Xử Lý Nước Thải 23 GVHD: Th.S Nguyễn Xuân Hoàn Viện KHCN & QLMT NHÓM 6 6 Bể điều hòa  Nhiệm vụ: Điều hòa lưu lượng và nồng độ nước thải  Nguyên lý làm việc: Nước từ các bể lắng tự chảy vào bể điều hòa Trong bể điều hòa sẽ lấp đặt một hệ thống ống cung cấp khí làm xáo trộn dòng nước Nhờ vậy mà nước sẽ điều hòa về nồng độ Sau đó nước sẽ được đưa... hồi bột Bể Arotank GVHD: Th.S Nguyễn Xuân Hoàn Thổi khí CL Viện KHCN & QLMT NHÓM 6  Thuyết minh sơ đồ: Nước từ thải công đoạn sản xuất giấy được đưa qua hố thu nhằm điều chỉnh PH thích hợp và nước từ công đoạn xeo giấy được đưa qua song chắn rác nhằm giữ lại những tạp chất thô (chủ yếu là rác) có trong nước thải Sau đó nước được đưa qua bể lắng cát lắng các tạp chất vô cơ đảm bảo cho các qúa trình xử. .. khuấy tuabin 4 cánh nghiêng 450, đường kính cánh khuấy 0.3 m 2 Hố thu nước của giai đoạn sản xuất bột giấy Nhiệm vụ: Thu nước từ nguồn thải và ổn định PH của nguồn nước giúp xử lý các công trình sau dạt hiệu quả tốt hơn Công suất: 2000 m3/ngày đêm Thời gian lưu 2 h Thể tích hố thu W = Q.t = 2000/24*2 = 166.67 (m3) Chọn chiều cao lưu nước là 5 m Tiết diện hố thu : f =W/h = 166.67/5 = 33.33 m2 Chọn chiều... 2002*0.001.166.67= 6666.8 w = 6.6668Kw Công suất máy khuấy: 6.6668/80 = 0.083 kw 3 Song chắn rác Nhiệm vụ : • Loại bỏ các chất thải rắn khô như nhánh cây, gỗ, nhựa, giấy, rễ cây • Bảo vệ bơm, van, đường ống, cánh khuấy Thiết kế: Qtb = 7000 m3/ngđ =0,081 m3/s Đồ Án Xử Lý Nước Thải 19 GVHD: Th.S Nguyễn Xuân Hoàn Viện KHCN & QLMT NHÓM 6 Hệ số không điều hòa k = 1 Chiều sâu lớp nước h = 0.4 m Khoảng cách giữa . trình công nghệ : Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải công nghiệp sản xuất Giấy - Bột Giấy, công suất 7000m 3 /ngày đêm. Đồ Án Xử Lý Nước Thải. QUAN VỀ CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT GIẤY - BỘT GIẤY I. KHÁI QUÁT VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP GIẤY - BỘT GIẤY 1. Nhu cầu sử dụng các sản phẩm giấy trong nước Ngành giấy