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.

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Việt Nam là một nước đang phát triển Công nghiệp hóa - hiện đại hóa đượcxem như chìa khóa để phát triển đất nước Hiện nay, với hơn 800.000 cơ sở sản xuấtcông nghiệp và gần 70 khu chế xuất - khu công nghiệp tập trung đã đóng góp mộtphần rất lớn vào GDP của đất nước Tuy nhiên, vấn đề bảo vệ môi trường chưa đượcquan tâm đúng mức Thực tế khoảng 90% cơ sở công nghiệp và các khu công nghiệpchưa có hệ thống xử lý nước thải

Cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp vàdịch vụ khác, nhu cầu về các sản phẩm giấy đặc biệt là bao bì giấy để đóng gói sảnphẩm… 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 Nướcthải ngành công nghiệp sản xuất giấy và bao bì cùng với in lụa có hàm lượng cácchất hữu cơ khó phân hủy sinh học khá cao với độ kiềm cao, độ màu lớn, nhiều chấtđộc 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 đếnmức độ cho phép theo tiêu chuẩn Việt Nam trước khi thải ra môi trường Vì vậy màviệc 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 inlụa Bình Định nhằm giảm thiểu ô nhiễm do nước thải của công ty gây ra cho môitrường

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 lụaBình Định từ đó đưa ra biện pháp xử lý thích hợp để nước thải ra đạt tiêu chuẩn môitrường

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, độmàu rất cao, do đó khi thâm nhập vào môi trường nước mặt sẽ phá vỡ cân bằng sinhthái, gây ra mùi khó chịu, gây ảnh hưởng đến đời sống của cộng đồng dân cư xungquanh Do đó, nước thải từ nhà máy trước khi vào môi trường cần phải được xử lýnhằm 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 nghiêncứu, phân tích thành phần nước thải, đề xuất biện pháp xử lý phù hợp nhằm giảmthiểu 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 cóliên 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

- 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 lýnước thải phù hợp với công ty

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 thiệnchất lượng môi trường

Đề tài sẽ đóng góp thêm tư liệu về xử lý nước thải ngành công nghiệp sảnxuất giấy và bao bì

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CÔNG 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 tốcđộ tăng trưởng trung bình 17% Chất lượng ngày càng cao đáp ứng cho nhu cầuxuất khẩu

Bảng 2.1: Sản lựơng giấy sản xuất và nhập khẩu qua một số năm

Nguồn: Bộ Công Nghiệp

Đối với ngành công nghiệp giấy Việt Nam, nhìn chung, công nghệ và thiết

bị ở trình độ thấp và chậm phát triển so với thế giới, trừ Bãi Bằng và Tân Mai, tấtcả các doanh nghiệp còn lại đều sản xuất theo phương pháp kiềm không thu hồihóa 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 bị ô nhiễm nặng nề hơn, nhất là ở các làng nghềsản xuất giấy truyền thống Máy móc thiết bị và công nghệ của các nhà máy giấyViệt 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 Nguyên liệu

Sản xuất giấy sử dụng ba nguồn sợi chính: Nguyên liệu gỗ, các loại thựcvật phi gỗ và giấy tái sinh Ngoài ra các thành phần không phải sợi giấy cũngđược dùng trong sản xuất giấy để tạo thêm một số đặt tính cho giấy Các chất phụgia này đóng vai trò quan trọng trong hệ thống sản xuất giấy Một số phụ gia bị

thải ra với số lượng lớn theo dòng thải của nhà máy giấy và một số khác được giữlại trong giấy thành phẩm.

Các chất phụ gia gồm có: Các chất trợ bảo lưu (phèn nhôm Al2(SO4)3, nhựathông, tinh bột, các polyme tan trong nước hay dùng là polyacrylamid …) có tácdụng làm tăng liên kết cho sợi giấy Chất độn (kao lanh (khoáng trong đất sét),bột hoạt thạch (talc), đá phấn (CaCO3), đá vôi( limestone), đá hoa…) lấp vào chỗtrống giữa những xơ sợi làm trơn mịn bề mặt, cải thiện độ trắng, độ bóng củagiấy

- Gỗ là nguyên liệu phổ biến nhất được sử dụng để làm giấy, được chiathành hai loại là gỗ mềm và gỗ cứng Việc sử dụng gỗ làm giấy giữa các vùngtrên thế giới cũng có sự khác biệt lớn Trong tổng hàm lượng rừng trên thế giớithì nước Nga chiếm hơn một nữa lượng rừng gỗ mềm, phần lớn rừng lá rộng thìtồn 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

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 sởsản xuất bột giấy đặt biệt là ở châu Á Như tre nứa là loại cây sinh trưởng tựnhiên tại các vùng nhiệt đới, là nguyên liệu có sợi dài được sử dụng nhiều ở cácnước Aán 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

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 Thị Ngọc Bích 2003

- Các loại sợi tái sinh hiện nay là nguồn nguyên liệu quan trọng nhất chongành 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 bìđóng gói… Ngoài ra việc thu hồi tái sử dụng giấy loại mang lại những lợi ích tíchcực 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

2.1.2.2 Cơng nghệ sản xuất giấy và bột giấy

a Cơng nghệ sản xuất bột giấy

Hình 2.1: Công nghệ sản xuất bột giấy

b Cơng nghệ sản xuất giấy

Hình 2.2: Công nghệ sản xuất giấy

c Cơng nghệ sản xuất giấy dùng làm bao bì

Xử lý sợi nguyên liệu

Chất khí và hơi nước

Chất hịa tan, hĩa chất dư

Chất thải rắn

Chất hịa tan

Năng lượng

Chất thải rắn, chất hịa tan, hĩa chất dư thừa

2.1.3 Các công đoạn trong quy trình sản xuất giấy và bột giấy

Quấn cuộnXeo

Thùng carton làm từ bìa lượn sóng cũ

Thành phẩm

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 xơsợi 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 nàychứa nhiều tạp chất làm ảnh hưởng đến tính chất sản phẩm và làm tiêu tốn nhiềunăng lượng, hoá chất Nước rữa gỗ sau khi lắng sẽ được đưa trở lại sử dụng chothiết bị bóc vỏ Tiếp theo là giai đoạn cắt gỗ thành dăm và sàng chọn để có dămđồng đều

Sau đó đến quy trình xử lý nhằm mục đích làm mềm hoặc làm hoà tanphần lignin, từ đó các bó sợi sẽ được giải phóng dưới tác dụng hoá học hoặc cơhọc, các sợi xenlulô sẽ được tách rời ra và tạo nên huyền phù đồng nhất trongnước 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 tiếnhành quá trình tẩy trắng bột để loại bỏ màu của bột Các chất được sử dụng trongtẩy trắng bột giấy thường là Clo và chất chiết (C + E), Hypoclorit (dung dịchNaOCl), dung dịch Dioxit Clo, khí Oâxy kết hợp dung dịch 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

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)

Bột cơ nhiệt (TMP)Bột hoá nhiệt cơ (CMP)

Bán hoá họcSunfit trung tính (NSSC)

Tất cả các loại giấy tái sinh

Nguồn: Theo báo các kỹ thuật – Quản lý môi trường trong công nghiệp bột giấy và giấy (Viện Khoa học và Môi trường)

2.1.3.2 Công đoạn sản xuất giấy

Công đoạn sản xuất giấy là giai đoạn tạo hình tờ giấy từ các loại bột giấy(hay còn gọi là công đoạn xeo) Ở công đoạn này sẽ diễn ra quá trình xử lý cơhọc (như quá trình nghiền), hay hoá học (như sử dụng một số phụ gia)

Bột sau khi tẩy trắng được nghiền, đây là quá trình thuỷ hoá và chổi hoásợi, nhằm làm tăng độ liên kết sợi, cải thiện một vài tính năng cơ lý cho tờ giấy

Sau cùng là giai đoạn tạo hình tờ giấy – huyền phù bột sẽ được pha loãng,sàng lọc, phối trộn với một số phụ gia cần thiết, rồi đưa qua máy xeo giấy Trênmáy xeo, hình thành băng giấy ướt, kế đó nó sẽ được ép, sấy và cuối cùng quamột số xử lý bề mặt để cho ra các sản phẩm giấy khác nhau theo yêu cầu sảnxuất

2.1.4 Các tác động đến môi trường do sản xuất giấy và bột giấy

2.1.4.1 Sử dụng tài nguyên

Tác động môi trường chính phát sinh từ sản xuất giấy và bột giấy bắtnguồn từ việc sử dụng tài nguyên tại các nhà máy

Công nghiệp giấy và bột giấy dùng nguồn nguyên liệu thô chủ yếu là gỗ,tre nứa, lồ ô….Mà việc trồng trọt, chăm sóc, thu hoạch và vận chuyển nguồnnguyên liệu này có thể dẫn đến những rối loạn nghiêm trọng trong hệ sinh tháivà nền sinh vật ở địa phương

Các nhà máy sản xuất giấy đã sử dụng rất nhiều nước, thải ra khối lượngnước thải lớn Điện năng được sử dụng để chạy bơm, các thiết bị tinh luyện, băngtải , trong khi đó nhiệt năng được sử dụng để tạo ra nhiệt độ cần thiết cho cácphản ứng hoá học sảy ra Việc sử dụng nguồn nguyên liệu hoá thạch (than đá đểđốt lò hơi) dẫn tới những ảnh hưởng có tính khu vực hay toàn cầu

Mặt khác đầu ra chính của quá trình sản xuất ngoài bột giấy và giấy còn cómột lượng các vật liệu, hoá chất còn lại và năng lượng cũng được thải vào nướcvà không khí gây ra các tác động xấu đến môi trường

Các hạt bụi cũng như các hợp chất mùi vẫn là những chất ô nhiễm gây ratác động tới môi trường vùng lân cận của các nhà máy sản xuất giấy

Bảng 2.6: Nguồn gốc của một số chất thải dạng khí và bụi

Hạt bụi mịn Bụi natri từ lò thu hồi dịch đen (bột

sulfat)

NO2, NO Từ tất cả các loại quá trình thiêu đốtCác chất khí có chứa lưu huỳnh ( H2S,

CH3SH, CH3SCH3, CH3SSCH3)

Từ quá trình nấu bột sulfat và từ lò thuhồi

Các chất hữu cơ bay hơi (VOC) Phần không ngưng từ khí xả của tháp

nấu bột và từ quá trình bay hơi dịchđen

Nguồn: Kỹ thuật xenlulô và giấy, Nguyễn Thị Ngọc Bích 2003

Ngoài ra khí thải từ các phương tiện giao thông vận tải cũng là nguồn gây

ô nhiễm tới môi trường không thể khống chế một cách chặt chẽ được Khi hoạtđộng như vậy, các phương tiện vận tải với nhiên liệu chủ yếu là xăng và dầudiezel sẽ thải ra môi trường một lượng khói thải chứa các chất ô nhiễm không khí.Thành phần khí thải chủ yếu là bụi, COx, NOx, SOx, cacbuahydro, aldehyde vàquan trọng là chì

2.1.4.3 Chất thải rắn

Chất thải rắn được hình thành ở tất cả các công đoạn trong vòng đời củagiấy và bột giấy Lượng chất thải rắn lớn nhất thải ra từ một nhà máy bột giấythường là các loại vỏ cây và các phế liệu của nguyên liệu ban đầu Bùn vôi từ hệthống thu hồi, các loại sợi giấy, hoá chất và bùn sinh học của công trình xử lýcuối đường ống cũng góp một phần vào lượng chất thải rắn Đồng thời phải kểđến một lượng bùn chứa sợi giấy và mực in từ công đoạn tái sinh sợi giấy

Các chất thải rắn sản sinh từ các nhà máy giấy sẽ gây ra các tác động xấutới môi trường Ví dụ như tro, xỉ và các chất thải quá trình vô cơ khác thường đivào đất Bùn từ xủ lý ngoại vi có thể gây ra các tác động môi trường tại điểmthải…

Bảng 2.7: Các dạng chất thải quan trọng nhất sinh ra trong ngành

công nghiệp giấy

Bùn 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 liệu

Các chất còn lại từ hệ

thống thu hồi hoá chất

Hệ thống thu hồi ( tạo bột hoá học)

Bùn vôi Hệ thống thu hồi ( tạo bột Kraft)

Nguồn: Theo báo các kỹ thuật – Quản lý môi trường trong công nghiệp bột giấy và giấy (Viện Khoa học và Môi trường).

Đối với quá trình sản xuất bột từ xơ sợi tái sinh, các loại chất thải rắn phátsinh phụ thuộc chủ ỵéu vào mức độ làm trắng của dây chuyền công nghệ Bùnsinh ra từ sản xuất bột giấy loại thay đổi rất lớn theo loại giấy được sử dụng Cácchất trong bùn thường gặp là đất sét, cát, các mảnh vụn plastic và các chất hữu cơcủa mực in Bùn thải ra các bãi rác thường chứa trên 50% nước là điều kiện thíchhợp cho các vi sinh vật hoạt động mạnh tạo ra các khí độc hại, làm phát sinhnhiều vấn đề lớn về ô nhiễm mùi hôi

Bảng 2.8: Chất thải rắn sinh ra từ chế biến giấy loại

Dạng giấy loại Yêu cầu tạo bột Phần trăm

chất thải rắn

Hỗn hợp giấy thải sinh hoạt Loại giấy bao bì 10 – 15%Hỗn hợp giấy thải sinh hoạt Loại giấy in 15 – 25%Giấy loại từ hoạt động thương

mại

Loại giấy in 5 – 7%

Thùng làm từ bìa lượng sóng cũ Bìa lót lượn sóng 10 – 15%Thùng làm từ bìa lượng sóng cũ Bìa phẳng mịn 15 – 25%Giấy loại không đi từ nguyên liệu

gỗ được lựa chọn

Các loại giấy inkhông đi từ nguyênliệu gỗ

3 – 5%

Nguồn: Theo báo các kỹ thuật – Quản lý môi trường trong công nghiệp bột giấy và giấy (Viện Khoa học và Môi trường).

2.1.5 Đặc tính nước thải ngành công nghiệp giấy

Đặc tính của nước thải rất khác nhau về thành phần và hàm lượng ở từngnhà máy Nhưng đặc điểm chung là các chất gây ô nhiễm xuất phát từ gỗ và cáctác chất sử dụng trong quy trình chế biến gỗ thành bột giấy và giấy Tuỳ theotừng phương pháp sản xuất bột, tuỳ theo từng công đoạn trong quy trình mà nướcthải sẽ có đặc điểm khác nhau

2.1.5.1 Thành phần, tính chất nước thải công nghiệp giấy

a Thành phần dịch chiết từ gỗ

Tổng quát, gỗ chứa 60-80% hydrat cacbon gồm xenlulô và hêmixenlulô,20-40% hợp chất gồm lignin và các chất nhựa và chất mang màu Thông thườnggỗ cứng chứa khoảng 20%, gỗ mềm chứa 25-30% lignin, đây là thành phần chủyếu gây ra khó khăn cho quá trình sản xuất bột giấy

Trong quá trình sản xuất bột hoá, các chất trích ly có trong gỗ sẽ tan trongdịch đen Các tác chất độc hại hiện diện trong nước thải sau giai đoạn sản xuấtbột giấy là:

- Lignin là chất có độ trùng hợp cao ở dạng vô định, thành phần chủ yếulà các đơn vị phenylpropan nối kết với nhau thành khối không gian ba chiều.Lignin dễ dị oxy hoá, hoà tan trong kiềm trong dung dịch muối sunfit hay muốicủa axit H2SO4 như Ca(HSO3)2 khi đun nóng

- Các dẫn xuất từ hợp chất lignin, axit nhựa, axit béo chưa bão hoà,diterpin rượu…

- Một phần xenlulô và hemixenlulô bị thất thoát, chúng không tan trongnước nhưng tan trong dung môi hữu cơ và bị thuỷ phân trong dung dịch kiềm hayaxit loãng khi đun sôi

Lượng các chất gây ô nhiễm trong nước thải sản xuất bột giấy còn phụthuộc vào thông số vận hành như: mức độ nghiền, thời gian tác dụng nhiệt, loạihoá chất, lượng hoá chất sử dụng…

b Thành phần dịch sau tẩy

Đối với quá trình tẩy trắng bột cơ, hàm lượng chất hữu cơ trong dịch tẩykhông cao vì không có phản ứng hoà tan lignin hay hydrat cacbon Còn đối vớibột hoá thì nước thải từ phân xưởng tẩy trắng bột rất khó xử lý

Trong các quy trình tẩy trắng sử dụng những tác chất tẩy có chứa Clo, việcthải ra nước nguồn phải được xử lý chặt chẽ

c Nước trắng từ máy xeo

Hệ thống nước trắng từ phân xưởng xeo chủ yếu chứa các chất rắn lơ lữngnhư sợi mịn, 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

Sản xuất giấy là một trong những ngành công nghiệp phát sinh ra mộtlượng nước thải tương đối lớn Ứng với mỗi quá trình sản xuất giấy và bột giấy thìtính chất nước thải và mức độ gây ô nhiễm sẽ khác nhau.

Tải lượng lớn nhất của chất hữu cơ trong nước thải là từ dịch nấu còn dưtrong quá trình tạo bột bằng phương pháp sulfat hay sulfit hoá học.Việc thu hồidịch nấu đã sử dụng trong các nhà máy nhỏ dùng nguyên liệu thô xơ sợi không cónguồn gốc từ gỗ rất ít phổ biến do thiếu hệ thống thu hồi, vì thế dịch đã sử dụngthường được thải mà không qua xử lý dẫn đến tác động nghiêm trọng tới môitrường

Nước thải từ công đoạn tẩy trắng của các nhà máy bột giấy hoá học chứamột phần lignin hoà tan và các chất tẩy trắng, đặt biệt là hợp chất clo vàhypoclorit gây ra những vấn đề môi trường đặt trưng Như khi tẩy trắng với lượnglớn clo sẽ tạo ra hợp chất độc polyclorin, tồn tại rất lâu và có thể tích tụ sinh họctrong các cơ thể sống

Bảng 2.9: Các đặt tính dòng thải của quá trình tẩy trắng bằng clo

Quy trình tạo bột Nguyên liệu sợi

16171516

60906060

1995

Đặt biệt hàm lượng lignin có trong nước thải sản xuất giấy và bột giấy làmnước thải có màu, ảnh hưởng chính của màu là làm giảm sự truyền ánh sángtrong nước, dẫn đến giảm hiệu suất của nguồn nước tiếp nhận, mất vẻ mỹ quan

Đồng thời nước thải trong sản xuất giấy cũng phát thải ra một lượng nitơ và

photpho có thể làm tăng mức dinh dưỡng cho nguồn tiếp nhận gây hiện trạng phúdưỡng hoá.

Bảng 2.10: Công nghệ sản xuất và tải lượng nước thải ở một số công ty giấy ở

Hoá nhiệt cơ

không có thu hồi

kiềm

Xút thu hồi kiềm

Xút không thu hồi

500

400 – 800

1050253

63

150 – 200

172150

Nguồn: Tổng công ty giấy Việt Nam, 2002

2.1.6 Khả năng gây ô nhiễm của nước thải sản xuất giấy dùng làm bao bì

Nước thải trong sản xuất giấy dùng làm bao bì chủ yếu phát sinh từ quátrình nghiền và xeo giấy Mức độ ô nhiễm nước thải này tuỳ thuộc vào các quátrình sản xuất của từng loại sản phẩm và các tiêu chuẩn vận hành

Qua khảo sát và kết quả phân tích thành phần nước thải cho thấy một trongcác tác nhân gây ô nhiễm chính trong quá trình sản xuất giấy tái sinh là các loạiphẩm màu được sử dụng trong quá trình sản xuất, đây chính là nguyên nhân gâynên độ màu của nước thải Độ màu cao làm ngăn cản sự truyền suốt của ánh sángmặt trời, gây ức chế quá trình quang hợp của một số loài thuỷ sinh, gây nênnhững biến đổi hệ sinh thái dưới nước, ảnh hưởng đến đời sống con người

Mặt khác, hàm lượng chất rắn lơ lững có trong nước thải rất cao sẽ dẫn đếnhiện tượng lắng đọng trong cống thoát cũng như bồi lắng trong các kênh rạch Sau

một thời gian lớp cặn này sẽ hình thành một lớp mùn hữu cơ mà cấu trúc của nólà vòng benzen cùa phenol với các mạch chính Cấu trúc này làm cho lớp mùn trởnên bền vững hơn với sự phân huỷ của vi sinh vật Nồng độ các chất hữu cơ trongnước thải là tác nhân gây ô nhiễm chính của ngành tiểu thủ công nghiệp sản xuấtgiấy, nó được đánh giá qua các chỉ tiêu BOD và COD.

2.2 TỔNG QUAN VỀ CƠNG TY CỔ PHẦN IN LỤA BÌNH ĐỊNH

2.2.1 Giới thiệu sơ lược về cơng ty

Cơng ty cổ phần in lụa Bình Định được thành lập theo Quyết định số 19/1999/QĐ-UB ngày 10/02/1999 của UBND tỉnh BÌnh Định

2.2.1.1 Vị trí xây dựng

Vị trí xây dựng thuộc khu vực 7, phường Nhơn Phú, thành phố Quy Nhơncách trung tâm gần 10 km bên cạnh trục đường Quy Nhơn – Sơng Cầu đi các tỉnhven biển miền trung và cách quốc lộ 19 đi các tỉnh Tây Nguyên khoảng 4 km

2.2.1.2 Hiện trạng nhà xưởng

Nhà xưởng sản xuất đảm bảo hướng giĩ và ánh sáng cho sản xuất Khu vựcsản xuất được thiết kế theo kiểu nhà cơng nghiệp hài hịa với khơng gian xung quanh

đã được quy hoạch

2.2.1.3 Nguồn cung cấp nước, điện

Nguồn cung cấp nước: Xây dựng hệ thống giếng bơm tại chỗ và bắt hệ thống

nước của nhà máy nước Quy Nhơn

Nguồn cung cấp điện: Từ nguồn điện lưới quốc gia, thơng qua lưới điện trung

hạ thế tại địa điểm của nhà máy đảm bảo cĩ nguồn điện ổn định cho sản xuất 3 calien tục

2.2.1.4 Nguồn tiếp nhận nước thải

Hiện nay nhà máy chưa cĩ hệ thống xử lý nước thải, tồn bộ lượng nước thảicủa 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

b Mô hình tổ chức sản xuất

Ghi chú:

: Chỉ đạo trực tiếp: Kiểm tra giám sát

ĐẠI HỘI

CỔ ĐÔNG

BANKIỂM SOÁT

HỘI ĐỒNG

QUẢN TRỊ

GIÁM ĐỐCĐIỀU HÀNH

PHÓ GIÁM ĐỐC

PHÒNG

TỔ CHỨC HÀNH CHÍNH

PHÒNG

KẾ HOẠCH KINH DOANH

PHÒNG TÀI VỤ

PHÒNG KỸ THUẬT

VÀ KIỂM TRA

CHẤT LƯỢNG

CÁCPHÂN XƯỞNG

QUẢN ĐỐC PHÂN XƯỞNG

TỔ SẢN XUẤT 1 TỔ SẢN XUẤT 2 TỔ SẢN XUẤT 3

2.2.2 Quy trình sản xuất

Hình 2.4: Quy trình sản xuất

Dây chuyền sản xuất phân xưởng XEO:

Giấy phế liệu Hệ thống máyshell giấy Giấycuộn giấy cuộnKho Bán

Tạo sĩng bao

bì 5 lớp

Giàn sấy

Xén kích cỡ

Xả ngang dọcCắt bao bì khơng in

Thành phẩm 1 khơng in

In bao bì (In lụa)

Mực in

Bế Dán

Hình 2.5: Quy trình sản xuất phân xưởng xeo

Sơ đồ cơng nghệ phân xưởng in offset

Cơng đoạn chính khi kích cỡ chuẩn ngay từ đầuCơng đoạn phụ khi kích cỡ chưa phù hợp

Hình 2.6: Quy trình sản xuất phân xưởng in

2.2.3 Đánh giá tác động mơi trường

Giấy vụn Nghiền thủy

lực Nghiền Hà Lan Lắng cát

Hầm quậy

Thông phân lượng

Sàn rungLô lưới

Giấy xeo

Giấy

KhoThành phẩmPhơi bảng

Bình phim

Những tác động môi trường do hoạt động của Công ty cổ phần in lụa BìnhĐịnh bao gồm:

- Hoạt động vận chuyển và bốc hàng ở khu vực

- Sản xuất giấy, bao bì, in ấn (giấy, vải, lụa…) tạo ra chất thải rắn, tiếngồn, bụi, nhiệt và nước thải

- Hoạt động sản xuất của công ty có các tải lượng ô nhiễm nhẹ đối vớikhu vực là bụi và tiếng ồn

- Công ty sử dụng nước vào mục đích sản xuất và sinh hoạt Nước thảisinh hoạt được tích lại trong các bể tự hoại, còn nước sản xuất (nước thải giấy, inlụa) và nước vệ sinh thiết bị nhà xưởng chưa được xử lý, vẫn đang thải thẳng racống thải chung của thành phố

(Trích kết luận của báo cáo đánh giá tác động môi trường của công ty cổ phần in lụa Bình Định đã được UBND tỉnh Bình Định phê duyệt)

2.2.4 Các biện pháp chống ô nhiễm môi trường

2.2.4.1 Biện pháp giảm thiểu ô nhiễm không khí

a Giảm thiểu bụi

Tại công đoạn cưa giấy cần che chắn và khoanh vùng, tránh những khuếchtán của những mẩu giấy nhỏ vào trong không gian chung Thường xuyên quét dọnsau mỗi ca làm việc quy hoạch rõ ràng và ngăn nắp các vùng nguyên liệu và phếphẩm

b Tiếng ồn

Tiếng ồn do sản xuất giấy và bao bì là điều không thể tránh khỏi đối vớicác máy công cụ Để giảm ồn cần thường xuyên duy trì chế độ duy tu bảo dưỡng,bôi trơn các cơ cấu tiếp xúc quay, kiểm tra các cân bằng động, tĩnh của cơ cấuquay…

c Nhiệt độ

Đây là điều cần phải giải quyết của công ty đối với môi trường lao độngnhất là ở công đoạn bán thành phẩm (nơi có chế độ làm việc nhiệt độ cao) theomô hình thông gió tự nhiên, việc bố trí nhà xưởng hợp lý kết hợp thông gió tựnhiên, thông gió cưỡng bức, kèm theo các cửa đón gió và đóng gió

Khi thiết kế nhà xưởng cần chú ý tới điều kiện thông gió tự nhiên sẽ làmnhiệt thừa và tiếng ồn giảm đáng kể

Song song các biện pháp trên, công ty cũng có thể bố trí các quạt thông giócục bộ trong các bộ phận có nhiệt cao nhất cũng làm giải phóng nhiệt thừa cụcbộ

2.2.4.2 Xử lý chất thải rắn

Thực hiện chế độ thu gom hàng ngày sau ca làm việc, sắp xếp có trật tự,có quy hoạch các bán thành phẩm và thành phẩm các xa chỗ có nguồn nhiệt

Cần quy định chỗ để chất thải rắn với từng loại mẫu lớn, mẫu nhỏ và phếliệu Nơi để chất thải rấnphỉ khô ráo và có các kết cấu bao che riêng, đảm bảotính thẩm mỹ

Tách rời các chất rắn không sử dụng và tái sử dụng được vào một nơi thuậntiện 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 bị ô nhiễm rất nặng:

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 định giá trị pH tối ưu cho quá trình keo tụ tạo bông

- Xác định liều lượng phèn tối ưu cho quá trình keo tụ tạo bông

3.1.2 Cơ sở lý thuyết.

Xử lý bắng phương pháp keo tụ là cho vào nước một loại hoá chất là chấtkeo tụ có thể đủ làm cho các hạt rất nhỏ biến thành những hạt lớn lắng xuống.Thông thường quá trình tạo bông xảy ra theo 2 giai đoạn sau:

- Bản thân chất keo tụ phát sinh thủy phân, quá trình hình thành dungdịch keo và ngưng tụ

- Trung hoà hấp phụ lọc các tạp chất trong nước

Để thực hiện quá trình keo tụ, người ta cho vào nước các chất keo tụ thíchhợp như phèn nhôm Al2 (SO4), phèn sắt FeSO4 hoặc FeCl3 Các phèn này đượcđưa vào nước dưới dạng hoà tan

Khi cho phèn nhôm vào nước, chúng phân ly thành các ion Al3+ sau đó cácion này bị thuỷ phân thành Al(OH)3

Al3+ + 3 H2O = Al(OH)3 + H+

Trong phản ứng thuỷ phân trên đây, ngoài Al(OH)3 là nhân tố quyết địnhđến hiệu quả keo tụ tạo thành, còn giải phóng ra các ion H+ Các ion H+ này sẽđược khử bằng độ kiềm tự nhiên của nước (được đánh giá bằng HCO3-) Trườnghợp độ kiềm tự nhiên của nước thấp, không đủ để trung hòa ion H+ thì cần phảikiềm hoá nước Chất dùng để kiềm hoá thông dụng nhất là vôi (CaO) Một sốtrường hợp khác có thể dùng Na2CO3, hay NaOH

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình keo tụ tạo bông:

* Trị số pH của nước

Nước thiên nhiên sau khi đã cho Al2 (SO4) vào, trị số pH của nó bị giảmthấp, vì Al2 (SO4) là một loại gồm một loại muối axit mạnh bazơ yếu Sự thuỷphân của nó có thể tăng tính axit của nước Đối với hiệu quả keo tụ có ảnhhưởng, chủ yếu là trị số pH của nước sau khi cho phèn vào Cho nên trị số pHdưới đây đều là trị số pH của nước sau khi cho phèn vào

Trị số pH ảnh hưởng rất lớn và nhiều mặt đến quá trình keo tụ

- Aûnh hưởng của pH đối với độ hoà tan nhôm hydroxit Nó là một hydroxitđiển hình Trị số pH của nước quá cao hoặc quá thấp đều đủ làm cho nó hoà tan,khiến hàm lượng nhôm dư trong nước tăng thêm

Khi pH < 5,5: Al(OH)3 có tác dụng rõ ràng như một chất kiềm, làmcho hàm lượng Al3+ trong nước tăng nhiều như phản ứng ( 3 – 5)

Al(OH) 3 + 3 H+  Al3+ + 3 H2O ( 3 – 5)

Khi 9 > pH > 7,5: Al( OH) 3 có tác dụng như một axit làm cho gốcAlO2 trong nước xuất hiện phản ứng sau:

Al(OH) 3 + OH-  AlO2 + 2 H2OKhi pH > 9, độ hoà tan của Al( OH) 3 nhanh chóng tăng lớn saucùng thành dung dịch muối nhôm

Khi trong nước có SO4, trong phạm vi pH = 5,5 - 7 trong vật kết tủacó muối sunfat kiềm rất ít hoà tan Trong phạm vi này, khi trị số pH biến đổi caomuối sunfat kiềm ở hình thái Al(OH)4SO4 khi pH biến đổi thấp ở dạngAl(OH)SO4

Tóm lại trong phạm vi pH từ 5,5 đến 7 lượng nhôm dư trong nướcđều rất nhỏ

- Ảnh hưởng của pH đến điện tích của hạt keo nhôm hyroxit Điện tích củahạt keo trong dung dịch nước có quan hệ đến thành phần của ion trong nước, đặt

biệt là nồng độ ion H+ Cho nên trị số pH đối với tính mang điện của hạt keo cóảnh hưởng rất lớn Khi 5 < pH < 8 nó mang điện dương, cấu tạo của đám keo này

do sự phân hủy của nhôm sunfat mà hình thành Khi pH < 5 vì hấp thụ SO4 màmang điện tích âm, khi pH = 8, nó tồn tại ở trạng thái hydroxit trung tính, vì thếmà dễ dàng kết tủa nhất

- Aûnh hưởng cuả pH đối với chất hữu cơ trong nước Chất hữu cơ trongnước như chất hữu cơ bị thối rửa, khi pH thấp, dung dịch keo của axit humic mangđiện tích âm Lúc này dễ dàng dùng chất keo tụ khử đi Khi pH cao nó trở thànhmuối axit humic dễ tan Vì thế mà hiệu quả khử đi tương đối kém Dùng muốinhôm khử loại này, thích hợp nhất ở pH = 6 - 6,5

- Aûnh hưởng pH đến tốc độ keo tụ dung dịch keo Tốc độ keo tụ dung dịchkeo và điện thế cuả nó có quan hệ Trị số điện thế càng nhỏ, lực đẩy giữa các hạtcàng yếu, vì vậy tốc độ keo tụ càng nhanh Khi điện thế bằng 0 nghĩa là đạt đếnđiểm đẳng điện Tốc độ keo tụ cuả nó lớn nhất

Dung dịch keo này hình thành từ hợp chất lưỡng tính, điện thế cuả nó vàđiểm đẳng điện chủ yếu quyết định bởi trị số pH cuả nước Nhôm hydroxit vàcác chất humic, đất sét hợp thành dung dịch keo trong nước thiên nhiên đều làlưỡng tính, cho nên pH là nhân tố chủ yếu ảnh hưởng đến tốc độ keo tụ

Từ một số nguyên nhân trên, đối với một loại nước cụ thể thì không cóphương pháp tính toán trị số pH tối ưu mà chỉ xác định thực nghiệm Chất lượngnước khác nhau, trị số pH tối ưu khác nhau, nghĩa là cũng một nguồn nước, cácmùa khác nhau, trị số pH tối ưu có thể thay đổi

Khi dùng muối nhôm làm chất keo tụ, trị số pH tối ưu nằm trong giới hạn6,6  7,5 Quy luật nói chung là khi lượng chất keo tụ cho vào tương đối ít, dungdịch keo tự nhiên trong nước chủ yếu là dựa vào qúa trình keo tụ của bản thân nómà tách ra, nên dùng pH tương đối là thích hợp, vì khi điện tích dương cuả dungdịch keo nhôm hydroxit tương đối lớn Như vậy rất có lợi để trung hoà điện tích

âm cuả dung dịch keo tự nhiên, giảm thấp điện thế cuả nó Khi lượng phèn chovào tương đối nhiều chủ yếu là làm cho dung dịch nhôm hydroxit cuả bản thânchất keo tụ hình thành keo tụ càng tốt Để khử đi vật huyền phù và dung dịch keotự nhiên có trong nước, làø dựa vào tác dụng hấp phụ dung dịch keo nhômhydroxit, cho nên pH gần bằng 8 là thích hợp nhất, vì nhôm hydroxit dễ kết tủaxuống.

Nếu độ kiềm cuả nước nguồn quá thấp sẽ không đủ để khử tính axit dochất keo tụ thuỷ phân sinh ra Kết quả làm cho trị số pH cuả nước sau khi chophèn vào qúa thấp Ta có thể dùng biện pháp cho kiềm vào để điều chỉnh trị số

pH cuả nước ra

Nói chung kiềm cho vào nước có thể dùng sút (NaOH), kali hydroxit(KOH), natri cacbonat, hay canxi hydroxit (Ca(OH)2)

* Lượng dùng chất keo tụ

Quá trình keo tụ không phải là một loại phản ứng hoá học đơn thuần,nên lượng phèn cho vào không thể căn cứ vào tính toán để xác định Tuỳ điềukiện cụ thể khác nhau, phải làm thực nghiệm chuyên môn để tìm ra lượng phèncho vào tối ưu

Lượng phèn tối ưu cho vào trong nước nói chung là 0,1  0,5 mgđ/l, nếudùng Al2(SO4).18 H2O thì tương đương 10  50mg/l Nói chung vật huyền phùtrong nước càng nhiều, lượng chất keo tụ cần thiết càng lớn Cũng có thể chất hữu

cơ trong nước tương đối ít mà lượng keo tụ tương đối nhiều

* Nhiệt độ nước

Khi dùng muối nhôm làm chất keo tụ, nhiệt độ nước ảnh huởng lớn đếnhiệu quả keo tụ Khi nhiệt độ nước rất thấp (thấp hơn 50C), bông phèn sinh ra tovà xốp, chứa phần nước nhiều, lắng xuống rất chậm nên hiệu quả kém

Khi dùng nhôm sunfat tiến hành keo tụ nước thiên nhiên, nhiệt độ nướcthấp nhất là: 25 – 300C

Khi dùng muối sắt làm chất keo tụ, ảnh hưởng cuả nhiệt độ nước đốivới hiệu quả keo tụ không lớn.

* Tốc độ hỗn hợp cuả nước và chất keo tụ:

Quan hệ tốc độ hổn hợp cuả nước và chất keo tụ đến tính phân bổ đồng

đều cuả chất keo tụ và cơ hội va chạm giữa các hạt keo cũng là một nhân tố trọngyếu ảnh hưởng đến qúa trình keo tụ Tốc độ khuấy tốt nhất là từ nhanh chuyểnsang chậm Khi mới cho chất keo tụ vào nước phải khuấy nhanh, vì sự thuỷ phâncuả chất keo tụ trong nước và hình thành chất keo tụ rất nhanh Cho nên phảikhuấy nhanh mới có khả năng sinh thành lượng lớn keo hydroxit hạt nhỏ làm chonó nhanh chóng khuếch tán đến những nơi trong nước kịp thời cùng với các tạpchất trong nước tác dụng Sau khi hỗn hợp hình thành bông và lớn lên, không nênkhuấy qúa nhanh không những bông phèn có thể đánh vỡ đám bông phèn đã hìnhthành

* Tạp chất trong nước:

Nếu cho các ion trái dấu vào dung dịch nước có thể khiến dung dịchkeo tụ Cho nên ion ngược dấu là một loại tạp chất ảnh hưởng đến quá trình keotụ Khi dùng Al2(SO4)3 làm chất keo tụ, dung dịch keo Al(OH)3 sinh thành thườngmang điện tích dương nên ảnh hưởng của tạp chất trong nước đến quá trình keo tụdung dịch keo chủ yếu là anion

* Môi chất tiếp xúc:

Khi tiến hành keo tụ hoặc xử lý bằng phương pháp kết tủa khác, nếutrong nước duy trì một lớp cặn bùn nhất định, khiến quá trình kết tủa càng hoàntoàn, làm cho tốc độ kết tủa nhanh thêm Lớp cặn bùn đó có tác dụng làm môichất tiếp xúc, trên bề mặt cuả nó có tác dụng hấp phụ, thúc đẩy và tác dụng cuảcác hạt cặn bùn đó như những hạt nhân kết tinh Cho nên hiện nay thiết bị dùngđể keo tụ hoặc xử lý bằng kết tủa khác, phần lớn thiết kế có lớp cặn bùn

Rất nhiều nhân tố ảnh hưởng đến hiệu quả keo tụ Để tìm ra điều kiệntối ưu để xử lý bằng keo tụ, khi thiết kế thiết bị hoặc điều chỉnh vận hành, có thểtrước tiên tiến hành thí nghiệm mẫu ở phòng thí nghiệm bằng thiết bị Jartest

3.1.3 Mô hình

Hình 3.1 Mô hình thiết bị Jartest

Thiết bị gồm 6 cánh khuấy quay cùng tốc độ, tốc độ quay có thể điềuchỉnh được ở dãy 10 ÷ 150 vòng/phút Cánh khuấy có dạng turbine gồm 2 bảngphẳng nằm cùng một mặt phẳng thẳng đứng Cánh khuấy đặt trong 6 beakersdung tích 1 lít chứa cùng một mẫu nước thô trong một đợt thí nghiệm

3.1.4 Các bước tiến hành thí nghiệm

3.1.4.1 Dụng cụ, hóa chất

a Dụng cụ:

- 12 bình 100ml

- 1 Đũa thuỷ tinh,

- 1 Quả bóp cao su

- 1 pipet 1ml, 5ml, 10ml, 25ml

- Máy khuấy, máy đo pH, máy quang phổ

b Hóa chất

- Phèn nhôm 5%,

- NaOH 0.1N,

- PAC 30%

3.1.4.2 Trình tự thí nghiệm

a Xác Định pH tối ưu cho quá trình keo tụ

Lấy 1 lít mẫu nước thải cho vào một cốc 1000ml, sau đó đặt cốc vào thiết

bị Jartest Cho cùng một liều lượng phèn nhất định (15ml) vào 6 cốc 1000ml chứanước thải ở trên Sau đó thêm axit hoặc kiềm để pH dao động trong khoảng 4- 9 Mở cánh khuấy quay ở tốc độ 140 vòng / phút trong 20 phút Sau đó quay chậmtrong 15 phút ở tốc độ 40 vòng/phút Tắt máy khuấy, để lắng tĩnh 30 phút Sau đólấy mẫu nước lắng (lớp nước ở phiá trên ) phân tích các chỉ tiêu pH độ đục, độmàu Giá trị pH tối ưu là giá trị ứng với mẫu có độ đục (SS), độ màu thấp

b Xác định lượng phèn tối ưu trong quá trình keo tụ

Lấy 1 lít mẫu nước thải cho vào mỗi cốc 1000ml sau đó đặt các cốc vàothiết bị Jartest Trong thí nghiệm này thay đổi liều lượng phèn khác nhau ở 6 cốc1000ml chứa nước thải ở trên Sau đó thêm axit hay kiềm vào để đạt pH tối ưutương ứng với liều lượng phèn khác nhau Mở cánh khuấy quay ở tốc độ 140vòng/phút trong 20 phút, sau đó quay chậm trong 15 phút ở tốc độ 40 vòng/phút Tắtmáy khuấy, để lắng tĩnh trong vòng 30 phút Sau đó lấy mẫu nước lắng (lớp nướcphía trên) phân tích các chỉ tiêu pH độ đục, độ màu Liều lượng phèn tối ưu làliều lượng ứng với mẫu có độ đục, độ màu thấp nhất

3.1.4.3 Kết quả thí nghiệm

a Xác Định pH tối ưu cho quá trình keo tụ

Cốc 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Nước

thải

(ml)

1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 Khuấy nhẹ bằng đũa thủy tinh, đo độ màu của các cốc bằng máy quang phổ ở bước sóng 455 nm Độ màu 160000 160000 160000 160000 160000 160000 160000 160000 160000 160000 160000 160000

Cho vào mỗi cốc 15 ml phèn nhôm 5%

Cho thêm NaOH 0,1N vào các cốc theo bảng sau:

Cốc 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 NaOH

(ml) 10 15 20 30 40 50 55 60 65 70 75 80

Đo pH:

Cốc 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

pH 5,65 5,7 5,78 5,91 6,04 6,18 6,24 6,41 6,55 6,76 6,9 7,08

Khuấy với tốc độ 140 vòng/phút trong 20 phút

Cho vào mỗi cốc 1 ml PAC 30%, giảm tốc độ khuấy còn 40 vòng/phút trong

15 phút, sau đó để lắng 30 phút rồi lọc lấy lớp nước trong phía trên đem đi so màu

ở bước sóng 455 nm, ta có các kết quả sau:

Cốc 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Độ

màu 391 400 415 538 38600 5900 81000 93000 104000 111000 119000 113000

( - Có lắng rõ ràng từ cốc 1 – 4, từ cốc 5 – 12 gần như không lắng

- Với cốc 5 – 6: Phải pha loãng lớp nước phía trên 100 lần mới có thể đo màu

- Với cốc 7 – 12: Phải pha loãng lớp nước phía trên 1000 lần mới có thể đo màu)Kết quả:

Cốc 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

pH 5,65 5,7 5,78 5,91 6,04 6,18 6,24 6,41 6,55 6,76 6,9 7,08 Độ màu

ban đầu 160000 160000 160000 160000 160000 160000 160000 160000 160000 160000 160000 160000Độ màu

sau lắng 391 400 415 538 38600 5900 81000 93000 104000 111000 119000113000Hiệu suất 99,756 99,75 99,74 99,664 75,875 96,313 45,375 41,875 35 30,625 25,625 29,375

moi quan he giua pH va hieu qua xu ly mau

25.000 35.000 45.000 55.000 65.000 75.000 85.000 95.000

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 trị pH tối ưu cho quá trình keo tụ là từ5,6 – 6,2 Hiệu quả xử lý đạt từ 96,313 - 99,756%

b Xác định lượng phèn tối ưu trong quá trình keo tụ

Cốc 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Nước thải

(ml) 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000Khuấy nhẹ bằng đũa thủy tinh, đo độ màu của các cốc bằng máy quang phổ ở bước sóng 455 nm Độ màu

(pt– Co) 160000 160000 160000 160000 160000 160000 160000 160000 160000 160000 160000 160000

Cho vào mỗi cốc 1 lượng phèn nhôm 5% theo bảng sau:

Cốc 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Phèn

Sau đó khuấy 140 vòng/phút trong 20 phút

Cho vào mỗi cốc 1 ml PAC 30%, khuấy tiếp với tốc độ 40 vòng/phút trong 15phút

Sau đó để lắng 30 phút, lọc lấy lớp nước phía trên đem đi so màu ở bướcsóng 455 nm, ta có các kết quả sau:

Cốc 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Độ màu 26600 3600 320 288 319 341 356 353 308 316 392 396

(- Cốc 1 hầu như không thể nhận thấy lắng, cốc 2 có thấy lắng nhưng lắng khôngđáng kể, do đó khi đo độ màu phải pha loãng 2 mẫu trên 100 lần

- Từ cốc 3 cho đén cốc 12 quan sát thấy lắng rất tốt)

Kết quả:

Cốc 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Phèn

sau lắng 26600 3600 320 288 319 341 356 353 308 316 392 396Hiệu suất 83,375 97,75 99,8 99.82 99,8 99,787 99,778 99,78 99,81 99,8025 99,755 99,7525

Moi quan he giua luong phen va hieu qua xu ly mau

99.60 99.65 99.70 99.75 99.80 99.85 99.90

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 trị lượng phèn nhôm tối ưu ở cốcthứ 4 với lượng phèn bằng 12,5 hiệu quả xử lý đạt 99,82%

3.1.4.4 Kết luận chung

pH tối ưu: 5,65Phèn tối ưu: 12,5 mlHiệu quả xử lý độ màu đạt 99,82% (Từ 16000 xuống còn 288)

3.2 MÔ HÌNH LẮNG BÔNG CẶN

3.2.1 Mục đích.

- Xác định tốc độ chảy tràn ở các hiệu quả lắng tổng cộng khác nhau

- Xác định thời gian lắng ở các hiệu quả lắng tổng cộng khác

nhau

3.2.2 Cơ sở lý thuyết.

Lắng là quá trình tách khỏi nước cặn lơ lửng hoặc bông cặn hình thànhtrong giai đoạn keo tụ tạo bông

Trong công nghệ xử lý nước cấp quá trình lắng được ứng dụng :

- Lắng cặn phù sa khi nước mặt có hàm lượng phù sa lớn và cặn lắngnước thô trước khi lọc có độ đục thấp

- Lắng bông cặn phèn/polyme trong công nghệ khử đục và màu nướcmặt

- Lắng bông cặn vôi-manhê trong công nghệ khử cứng bằng hoá chất

- Lắng bông cặn sắt và mangan trong công nghệ khử sắt và mangan.Trong công nghệ xử lý nước thải quá trình lắng được ứng dụng:

- Lắng cát, sạn, mảnh kim loại, thuỷ tinh, xương, hạt sét,…ở bể lắng cát

- Loại bỏ chất lơ lửng ở bể lắng đợt 1

- Lắng bùn hoạt tính hoặc màng vi sinh vật ở bể lắng đợt 2

Hai đại lượng quan trọng trong việc thiết kế bể lắng chính là tốc độ lắngvà tốc độ chảy tràn Để thiết kế một bể lắng lý tưởng, đầu tiên người ta xác định

tốc độ lắng của hạt cần được loại và khi đó đặt tốc độ chảy tràn nhỏ hơn tốc độlắng.

Tính chất lắng của các hạt có thể chia thàng 3 dạnh như sau :

Lắng dạng I: Lắng các hạt rời rạc Quá trình lắng được đặt trưng bởi các

hạt lắng một cách rời rạc và ở tốc độ lắng không đổi Các hạt lắng một cách riênglẽ không có khả năng keo tụ, không dính bám vào nhau suốt quá trình lắng Đểcó thể xác định tốc độ lắng ở dạng này có thể ứng dụng định luật cổ điển củaNewton và Stoke trên hạt cặn Tốc độ lắng ở dạng này hoàn toàn có thể tính toánđược

Lắng dạng II: Lắng bông cặn Quá trình lắng được đặt trưng bởi các hạt

(bông cặn) kết dính với nhau trong suốt quá trình lắng Do quá trình bông cặn xảy

ra trên các bông cặn tăng dần kích thước và tốc độ lắng tăng Không có một côngthức toán học thích hợp nào để biểu thị giá trị này Vì vậy để có các thông sốthiết kế về bể lắng dạng này, người ta thí nghiệm xác định tốc độ chảy tràn vàthời gian lắng ở hiệu quả khử bông cặn cho trước từ cột lắng thí nghiệm, từ đónhân với hệ số quy mô ta có tốc độ chảy tràn và thời gian lắng thiết kế

Lắng dạng III: Lắng cản trở Quá trình lắng được đặt trưng bởi các hạt cặn

có nồng độ cao (> 1000mg/l) Các hạt cặn có khuynh hướng duy trì vị trí khôngđổi với các vị trí khác, khi đó cả khối hạt như là một thể thống nhất lắng xuốngvới vận tốc không đổi Lắng dạng này thướng thấy ở bể nén bùn

3.2.3 Mô hình

Hình 3.4: Mô hình cột lắng.

Mô hình cột lắng có kích thước 0.15m x 0.15m x 2m, dọc theo chiều cao từ0.1m, 0.3m, 0.5m, , 1.7m, 1.9m của cột lắng có bố trí các van thu nước

3.2.4 Các bước tiến hành thí nghiệm

3.2.4.1 Dụng cụ, hóa chất

a Dụng cụ:

- 30 ống nghiệm

- 04 bộ đĩa petri

- 01 kẹp gắp, 1 giá để ống nghiệm

- 1 pipet 10ml, 1 bóp cao su, 80 tờ giấy lọc (D = 05cm)

b Hóa chất

- Phèn Al:(nguyên chất) 32,811g

- NaOH:(nguyên chất) 8,74g

3.2.4.2 Tiến hành thí nghiệm

- Chuẩn bị 64 miếng giấy lọc cắt sẵn dạng hình tròn đường kính 5cm, sấy ở

- Giấy sau khi lọc cho vào đĩa Petri đem sấy ở 1050 C trong 30 phút

- Sau đó đem cân để xác định khối lượng m1

- Làm tương tự ở các thòi điểm 5, 15, 20, 30, 40, 60, 90 phút

Quan sát ta thấy: Tại từng thơøi điểm khác nhau thì mức độ lắng là khácnhau

Chiều cao cột nước sau khi cho nước vào: 1,6m

Thời gian lắng

3.2.4.3 Kết quả thí nghiệm

Bảng 3.1: Kết quả đo SS:

Tại thời điểm 1 phút