Nghiên cứu mô hình phục vụ tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Công ty cổ phần in lụa Bình Định

Nghiên cứu tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Công ty cổ phần in lụa Bình Định nhằm giảm thiểu ô nhiễm do nước thải của công ty gây ra cho môi trường.

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. LÂM VĨNH SƠN Tính toán thiết kế HTXLNT cho Công ty cổ phần In lụa Bình Định CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ Việt Nam là một nước đang phát triển. Công nghiệp hóa - hiện đại hóa được xem như chìa khóa để phát triển đất nước. Hiện nay, với hơn 800.000 cơ sở sản xuất công nghiệp và gần 70 khu chế xuất - khu công nghiệp tập trung đã đóng góp một phần rất lớn vào GDP của đất nước. Tuy nhiên, vấn đề bảo vệ môi trường chưa được quan tâm đúng mức. Thực tế khoảng 90% cơ sở công nghiệp và các khu công nghiệp chưa có hệ thống xử lý nước thải. Cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp và dịch vụ khác, nhu cầu về các sản phẩm giấy đặc biệt là bao bì giấy để đóng gói sản phẩm… ngày càng gia tăng. Tuy nhiên trong quá trình sản xuất giấy, sản xuất bao bì và in ấn đã thải ra môi trường một lượng nước thải có tải lượng ô nhiễm nặng. Nước thải ngành công nghiệp sản xuất giấy và bao bì cùng với in lụa có hàm lượng các chất hữu cơ khó phân hủy sinh học khá cao với độ kiềm cao, độ màu lớn, nhiều chất độc hại đối với các loài thủy sinh. Do đó, vấn đề được đặt ra là làm thế nào để giảm bớt nồng độ ô nhiễm đến mức độ cho phép theo tiêu chuẩn Việt Nam trước khi thải ra môi trường. Vì vậy mà việc xử lý nước thải là một việc làm hết sức cần thiết và cấp bách hiện nay. Từ những vấn đề thực tế trên và để góp phần cải thiện môi trường, ngăn ngừa ô nhiễm nước thải, em đã tiến hành luận văn tốt nghiệp với đề tài: “Nghiên cứu mô hình phục vụ tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Công ty cổ phần in lụa Bình Định”. Với đề tài này em hy vọng đóng góp một phần vào việc giảm thiểu sự ô nhiễm do nước thải sản xuất giấy và bao bì gây ra. 1.2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Nghiên cứu tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Công ty cổ phần in lụa Bình Định nhằm giảm thiểu ô nhiễm do nước thải của công ty gây ra cho môi trường. SVTH: BÙI TIẾN THÀNH Trang 1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. LÂM VĨNH SƠN Tính toán thiết kế HTXLNT cho Công ty cổ phần In lụa Bình Định 1.3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU - Thời gian nghiên cứu: Từ 1.10.2007 – 25.12.2007. - Tìm hiểu về thành phần và tính chất nước thải của Công ty cổ phần in lụa Bình Định từ đó đưa ra biện pháp xử lý thích hợp để nước thải ra đạt tiêu chuẩn môi trường. 1.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.4.1. Phương pháp luận Nước thải từ Công ty cổ phần in lụa Bình Định có hàm lượng SS, COD, độ màu rất cao, do đó khi thâm nhập vào môi trường nước mặt sẽ phá vỡ cân bằng sinh thái, gây ra mùi khó chịu, gây ảnh hưởng đến đời sống của cộng đồng dân cư xung quanh. Do đó, nước thải từ nhà máy trước khi vào môi trường cần phải được xử lý nhằm giảm các tác hại đến môi trường đất, nước và cộng đồng. Như vậy, với mục tiêu đã đề ra, trong luận văn này em sẽ tập trung nghiên cứu, phân tích thành phần nước thải, đề xuất biện pháp xử lý phù hợp nhằm giảm thiểu ô nhiễm đến mức có thể chấp nhận được. 1.4.2. Phương pháp thực tế Trong quá trình làm luận văn có sử dụng các phương pháp sau: - Phương pháp thực tế: Thu thập, xử lý và tổng hợp các tài liệu cần thiết có liên quan đến đề tài. - Phương pháp kế thừa: Trong quá trình thực hiện đã tham khảo các đề tài có liên quan đã thực hiện. - Phương pháp phân tích các chỉ tiêu chất lượng nước thải. - Phương pháp thực nghiệm trên mô hình: Mô hình Jartet và lắng. - Phương pháp tham khảo ý kiến. 1.5. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Để đạt được mục tiêu của đề tài, thực hiện các nội dung sau: - Thu thập các tài liệu liên quan đến đề tài. SVTH: BÙI TIẾN THÀNH Trang 2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. LÂM VĨNH SƠN Tính toán thiết kế HTXLNT cho Công ty cổ phần In lụa Bình Định - Tìm hiểu dây chuyền sản xuất của công ty - Lấy mẫu, chạy mô hình, phân tích 1 số chỉ tiêu: pH, SS, độ màu, COD. - Dựa vào các thông số đã chạy mô hình, tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải phù hợp với công ty. 1.6. Ý NGHĨA Đề tài tập trung phân tích, tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cho Công ty cổ phần in lụa Bình Định từ đó góp phần vào công tác bảo vệ môi trường, cải thiện chất lượng môi trường. Đề tài sẽ đóng góp thêm tư liệu về xử lý nước thải ngành công nghiệp sản xuất giấy và bao bì. SVTH: BÙI TIẾN THÀNH Trang 3 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. LÂM VĨNH SƠN Tính tốn thiết kế HTXLNT cho Cơng ty cổ phần In lụa Bình Định CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CƠNG NGHIỆP GIẤY VÀ CƠNG TY CỔ PHẦN IN LỤA BÌNH ĐỊNH 2.1. TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CƠNG NGHIỆP GIẤY 2.1.1 Giới thiệu chung Ngành công nghiệp giấy Việt Nam hơn 20 năm qua đã phát triển với tốc độ tăng trưởng trung bình 17%. Chất lượng ngày càng cao đáp ứng cho nhu cầu xuất khẩu. Bảng 2.1: Sản lựơng giấy sản xuất và nhập khẩu qua một số năm Giấy Đơn vò Năm 2003 Năm 2004 Năm 2005 Sản xuất Ngàn tấn 642 753,791 980 Xuất khẩu Ngàn tấn 96,426 117,1 135,5 Nhập khẩu Ngàn tấn 425 484 523,85 Nguồn: Bộ Công Nghiệp Đối với ngành công nghiệp giấy Việt Nam, nhìn chung, công nghệ và thiết bò ở trình độ thấp và chậm phát triển so với thế giới, trừ Bãi Bằng và Tân Mai, tất cả các doanh nghiệp còn lại đều sản xuất theo phương pháp kiềm không thu hồi hóa chất nên khó kiểm soát chất lượng, giá thành cao và gây ô nhiễm môi trường, sản xuất kém hiệu quả, tiêu tốn nhiều nguyên nhiên vật liệu và năng lượng. Việc xử lý nước thải trong các cơ sở sản xuất giấy vẫn chưa được cải thiện, thậm chí có khu vực môi trường bò ô nhiễm nặng nề hơn, nhất là ở các làng nghề sản xuất giấy truyền thống. Máy móc thiết bò và công nghệ của các nhà máy giấy Việt Nam hiện nay không thể đáp ứng được tiêu chuẩn môi trường. 2.1.2 Cơng nghệ sản xuất giấy và bột giấy 2.1.2.1. Ngun liệu Sản xuất giấy sử dụng ba nguồn sợi chính: Nguyên liệu gỗ, các loại thực vật phi gỗ và giấy tái sinh. Ngoài ra các thành phần không phải sợi giấy cũng được dùng trong sản xuất giấy để tạo thêm một số đặt tính cho giấy. Các chất phụ gia này đóng vai trò quan trọng trong hệ thống sản xuất giấy. Một số phụ gia bò SVTH: BÙI TIẾN THÀNH Trang 4 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. LÂM VĨNH SƠN Tính tốn thiết kế HTXLNT cho Cơng ty cổ phần In lụa Bình Định thải ra với số lượng lớn theo dòng thải của nhà máy giấy và một số khác được giữ lại trong giấy thành phẩm. Các chất phụ gia gồm có: Các chất trợ bảo lưu (phèn nhôm Al 2 (SO 4 ) 3 , nhựa thông, tinh bột, các polyme tan trong nước hay dùng là polyacrylamid …) có tác dụng làm tăng liên kết cho sợi giấy. Chất độn (kao lanh (khoáng trong đất sét), bột hoạt thạch (talc), đá phấn (CaCO 3 ), đá vôi( limestone), đá hoa…) lấp vào chỗ trống giữa những xơ sợi làm trơn mòn bề mặt, cải thiện độ trắng, độ bóng của giấy. - Gỗ là nguyên liệu phổ biến nhất được sử dụng để làm giấy, được chia thành hai loại là gỗ mềm và gỗ cứng. Việc sử dụng gỗ làm giấy giữa các vùng trên thế giới cũng có sự khác biệt lớn. Trong tổng hàm lượng rừng trên thế giới thì nước Nga chiếm hơn một nữa lượng rừng gỗ mềm, phần lớn rừng lá rộng thì tồn tại ở vùng nhiệt đới, đặt biệt ở châu Phi và châu Mỹ la tinh. Bảng 2.2: Sản lượng sợi giấy năm 1991 và các con số ước đoán cho năm 2010 (triệu tấn) Loại sợi giấy Các nước phát triển Các nước đang phát triển 1991 2010 1991 2010 Sợi gỗ 140 226 14 32 Sợi phi gỗ 1 3 14 23 Sợi tái sinh 69 133 20 40 Tổng lượng sợi 210 362 48 95 Sản lượng giấy 200 349 43 94 Nguồn: Ngành giấy tiến tới năm 2010, FAO, Rome 1994 - Nguyên liệu sợi phi gỗ là nguồn sợi thô quan trọng đối với nhiều cơ sở sản xuất bột giấy đặt biệt là ở châu Á. Như tre nứa là loại cây sinh trưởng tự nhiên tại các vùng nhiệt đới, là nguyên liệu có sợi dài được sử dụng nhiều ở các nước n Độ, Bangladesh và Việt Nam. Bảng 2.3: Các loại sợi giấy phi gỗ được quan tâm nhất trong sản xuất giấy Nhóm Các loài cây được sử dụng Rơm rạ và cỏ Lúa mì, gạo, cây lương thực, cỏ SVTH: BÙI TIẾN THÀNH Trang 5 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. LÂM VĨNH SƠN Tính tốn thiết kế HTXLNT cho Cơng ty cổ phần In lụa Bình Định Mía và lau sậy Mía, lau sậy, thân cây ngô Cây cành gỗ Cây đay, cây lanh, cây gai dầu, bông, đậu nành Sợi từ lá cây Lá chuối, cây sizan, henequen, cây dứa Tre nứa Nhiều loài khác nhau Nguồn: Kỹ thuật xenlulô và giấy, Nguyễn Thò Ngọc Bích 2003 - Các loại sợi tái sinh hiện nay là nguồn nguyên liệu quan trọng nhất cho ngành giấy ở các nước đang phát triển. Giấy loại (giấy phế thải) được thu gom, mua bán để sử dụng cho các mục đích như làm nhiên liệu, vật liệu làm bao bì đóng gói… Ngoài ra việc thu hồi tái sử dụng giấy loại mang lại những lợi ích tích cực về mặt môi trường. Bảng 2.4: Sử dụng sợi giấy tái sinh và thu hồi giấy ở một số quốc gia 1994 Quốc gia Sàn lượng giấy Sử dụng sợi tái sinh Tiêu thụ giấy Thu gom giấy Tỉ lệ thu hồi có điều chỉnh Chi-lê 0.553 0.163 0.586 0.208 41.0 Đức 14.457 8.160 16.335 9.690 84.7 Hung-ga-ri 0.33 0.277 0.537 0.202 37.6 Thái Lan 1.643 1.180 2.036 0.721 35.4 Mỹ 82.135 27.204 86.506 35.053 45.0 Nguồn: Báo các kỹ thuật – Quản lý môi trường trong công nghiệp bột giấy và giấy (Viện Khoa học và Môi trường) 2.1.2.2. Cơng nghệ sản xuất giấy và bột giấy a. Cơng nghệ sản xuất bột giấy SVTH: BÙI TIẾN THÀNH Trang 6 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. LÂM VĨNH SƠN Tính tốn thiết kế HTXLNT cho Cơng ty cổ phần In lụa Bình Định Hình 2.1: Công nghệ sản xuất bột giấy SVTH: BÙI TIẾN THÀNH Trang 7 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. LÂM VĨNH SƠN Tính tốn thiết kế HTXLNT cho Cơng ty cổ phần In lụa Bình Định b. Cơng nghệ sản xuất giấy Hình 2.2: Công nghệ sản xuất giấy c. Cơng nghệ sản xuất giấy dùng làm bao bì SVTH: BÙI TIẾN THÀNH Trang 8 Xử lý sợi ngun liệu Nghiền bột Rửa Sàng lọc Tẩy Phơi sấy Xeo giấy Sợi ngun liệu Hóa chất, năng lượng Nước Năng lượng Hóa chất, năng lượng Năng lượng Hóa chất, nước, năng lượng Chất thải rắn Chất khí và hơi nước Chất hòa tan, hóa chất dư Chất thải rắn Chất hòa tan Năng lượng Chất thải rắn, chất hòa tan, hóa chất dư thừa ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. LÂM VĨNH SƠN Tính tốn thiết kế HTXLNT cho Cơng ty cổ phần In lụa Bình Định 2.1.3 Các công đoạn trong quy trình sản xuất giấy và bột giấy SVTH: BÙI TIẾN THÀNH Trang 9 Quấn cuộn Xeo Nước thải Cắt Hầm quậy Chất thải rắn Sàng rung Nước thải Hình 2.3: Qui trình sản xuất giấy dùng làm bao bì Hồ chứa Phân loại Chất thải rắn Nước NghiềnNước Thùng carton làm từ bìa lượn sóng cũ Thành phẩm ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. LÂM VĨNH SƠN Tính tốn thiết kế HTXLNT cho Cơng ty cổ phần In lụa Bình Định 2.1.3.1. Công đoạn sản xuất bột giấy Công đoạn sản xuất bột giấy là giai đoạn chế biến để tách thành phần xơ sợi từ nguyên liệu gỗ hay một số thực vật bằng phương pháp hoá học hay cơ học. Trước khi đi vào quy trình chế biến bột, gỗ được bóc vỏ vì thành phần này chứa nhiều tạp chất làm ảnh hưởng đến tính chất sản phẩm và làm tiêu tốn nhiều năng lượng, hoá chất. Nước rữa gỗ sau khi lắng sẽ được đưa trở lại sử dụng cho thiết bò bóc vỏ. Tiếp theo là giai đoạn cắt gỗ thành dăm và sàng chọn để có dăm đồng đều. Sau đó đến quy trình xử lý nhằm mục đích làm mềm hoặc làm hoà tan phần lignin, từ đó các bó sợi sẽ được giải phóng dưới tác dụng hoá học hoặc cơ học, các sợi xenlulô sẽ được tách rời ra và tạo nên huyền phù đồng nhất trong nước. Sau khi tách sợi, bột được rữa để loại bỏ các chất hoà tan. Kết thúc công đoạn tạo bột, bột giấy thường có màu nâu sẫm nên cần tiến hành quá trình tẩy trắng bột để loại bỏ màu của bột. Các chất được sử dụng trong tẩy trắng bột giấy thường là Clo và chất chiết (C + E), Hypoclorit (dung dòch NaOCl), dung dòch Dioxit Clo, khí xy kết hợp dung dòch NaOH… Tuỳ theo yêu cầu cụ thể bột được tẩy trắng ở mức độ khác nhau. Bảng 2.5: Bảng phân loại các quy trình sản xuất bột giấy với một số tính chất quan trọng (dựa theo Haskoning, 1993) Hoá chất Cơ học/ CMP Bán hoá chất Chế biến giấy tái sinh Phương pháp tạo bột Các hoá chất và nhiệt (ít hoặc không có năng lượng cơ học) Năng lượng cơ học (hoá chất và nhiệt) Kết hợp xử lý hoá học và cơ học Năng lượng cơ học ( hoá chất, nhiệt) Năng suất bột Thấp (40 – 55%) Cao (90– 95%) Trung gian (55 – 90%) Cao (80 – 95%) SVTH: BÙI TIẾN THÀNH Trang 10 [...]... Tính tốn thiết kế HTXLNT cho Cơng ty cổ phần In lụa Bình Định CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI CƠNG TY CỔ PHẦN IN LỤA BÌNH ĐỊNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ TẠO BƠNG VÀ LẮNG BẰNG MƠ HÌNH JARTET VÀ MƠ HÌNH LẮNG 3.1 MƠ HÌNH KEO TỤ TẠO BƠNG 3.1.1 Mục đích - Xác đònh giá trò pH tối ưu cho quá trình keo tụ tạo bông - Xác đònh liều lượng phèn tối ưu cho quá trình keo tụ tạo bông 3.1.2 Cơ sở lý thuyết Xử lý. .. vào một nơi thuận tiện cho xe công trình công cộng vào lấy rác thải Thực hiện vệ sinh công nghiệp hàng tuần 2.2.4.3 Xử lý Nước thải Nước thải của công ty bò ô nhiễm rất nặng: STT Chỉ tiêu Trò số Đơn vò 1 pH 6,1 2 BOD 5956 mg/l 3 COD 10830 mgO2/l 4 SS 640 mg/l 5 Màu 16000 Pt-Co Do đó cần phải đầu tư xây dựng 1 hệ thống xử lý nước thải xử lý cục bộ trước khi thải vào hệ thống nước thải chung của thành... lien tục 2.2.1.4 Nguồn tiếp nhận nước thải Hiện nay nhà máy chưa có hệ thống xử lý nước thải, tồn bộ lượng nước thải của nhà máy được thải thẳng ra đường ống thải chung của thành phố 2.2.1.5 Cơ cấu tổ chức a Mơ hình tổ chức quản lý SVTH: BÙI TIẾN THÀNH Trang 19 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS LÂM VĨNH SƠN Tính tốn thiết kế HTXLNT cho Cơng ty cổ phần In lụa Bình Định ĐẠI HỘI CỔ ĐƠNG HỘI ĐỒNG QUẢN TRỊ BAN KIỂM... tạo ra chất thải rắn, tiếng ồn, bụi, nhiệt và nước thải - Hoạt động sản xuất của công ty có các tải lượng ô nhiễm nhẹ đối với khu vực là bụi và tiếng ồn - Công ty sử dụng nước vào mục đích sản xuất và sinh hoạt Nước thải sinh hoạt được tích lại trong các bể tự hoại, còn nước sản xuất (nước thải giấy, in lụa) và nước vệ sinh thiết bò nhà xưởng chưa được xử lý, vẫn đang thải thẳng ra cống thải chung của... chưa phù hợp Hình 2.6: Quy trình sản xuất phân xưởng in 2.2.3 Đánh giá tác động mơi trường SVTH: BÙI TIẾN THÀNH Trang 22 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS LÂM VĨNH SƠN Tính tốn thiết kế HTXLNT cho Cơng ty cổ phần In lụa Bình Định Những tác động môi trường do hoạt động của Công ty cổ phần in lụa Bình Đònh bao gồm: - Hoạt động vận chuyển và bốc hàng ở khu vực - Sản xuất giấy, bao bì, in ấn (giấy, vải, lụa ) tạo... chất độn, xử lý đơn giản nhất là cho lắng và lọc 2.1.5.2 Khả năng gây ô nhiễm nước thải ngành giấy SVTH: BÙI TIẾN THÀNH Trang 16 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS LÂM VĨNH SƠN Tính tốn thiết kế HTXLNT cho Cơng ty cổ phần In lụa Bình Định Sản xuất giấy là một trong những ngành công nghiệp phát sinh ra một lượng nước thải tương đối lớn Ứng với mỗi quá trình sản xuất giấy và bột giấy thì tính chất nước thải và... ra các tác động môi trường tại điểm thải SVTH: BÙI TIẾN THÀNH Trang 13 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS LÂM VĨNH SƠN Tính tốn thiết kế HTXLNT cho Cơng ty cổ phần In lụa Bình Định Bảng 2.7: Các dạng chất thải quan trọng nhất sinh ra trong ngành công nghiệp giấy Các dạng chất thải Bùn Nguồn Công trình xử lý nước thải (có sự khác nhau giữa các loại bùn cơ học, hoá học và sinh học) Bụi và xỉ Quá trình đốt nhiên... thiết kế có lớp cặn bùn SVTH: BÙI TIẾN THÀNH Trang 29 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS LÂM VĨNH SƠN Tính tốn thiết kế HTXLNT cho Cơng ty cổ phần In lụa Bình Định Rất nhiều nhân tố ảnh hưởng đến hiệu quả keo tụ Để tìm ra điều kiện tối ưu để xử lý bằng keo tụ, khi thiết kế thiết bò hoặc điều chỉnh vận hành, có thể trước tiên tiến hành thí nghiệm mẫu ở phòng thí nghiệm bằng thiết bò Jartest 3.1.3 Mô hình Hình... 30,625 25,625 29,375 Trang 32 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS LÂM VĨNH SƠN Tính tốn thiết kế HTXLNT cho Cơng ty cổ phần In lụa Bình Định Hình 3.2: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa pH và hiệu quả xử lý màu Kết luận 1: Từ kết quả trên ta thấy giá trò pH tối ưu cho quá trình keo tụ là từ 5,6 – 6,2 Hiệu quả xử lý đạt từ 96,313 - 99,756% b Cốc Nước thải Xác đònh lượng phèn tối ưu trong quá trình keo tụ 1 2 3 4 5... phen Hình 3.3: Đồ thị mối quan hệ giữa lượng phèn và hiệu quả xử lý màu Kết luận 2: Từ kết quả trên ta thấy giá trò lượng phèn nhôm tối ưu ở cốc thứ 4 với lượng phèn bằng 12,5 hiệu quả xử lý đạt 99,82% SVTH: BÙI TIẾN THÀNH Trang 34 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS LÂM VĨNH SƠN Tính tốn thiết kế HTXLNT cho Cơng ty cổ phần In lụa Bình Định 3.1.4.4 Kết luận chung pH tối ưu: 5,65 Phèn tối ưu: 12,5 ml Hiệu quả xử