Nghiên cứu thử nghiệm một số phương pháp hóa lý và đề xuất mô hình xử lý nước thải tại công ty cổ phần giấy việt trì, thành phố việt trì, tỉnh phú thọ

ĐẶT VẤN ĐỀ Ô nhiễm môi trƣờng nói chung, ô nhiễm môi trƣờng nƣớc nói riêng vấn đề toàn cầu Nguồn gốc ô nhiễm môi trƣờng nƣớc chủ yếu nguồn nƣớc thải không đƣợc xử lý, thải trực tiếp môi trƣờng bao gồm từ: hoạt động sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, sinh hoạt, vui chơi giải trí Trong đó, nƣớc thải từ hoạt động công nghiệp có ảnh hƣởng nhiều đến môi trƣờng tính đa dạng phức tạp Cùng với phát triển đất nƣớc, ngành công nghiệp giấy ngày mở rộng đáp ứng đƣợc nhiều nhu cầu đa dạng, phong phú khách hàng Chất lƣợng số lƣợng mặt hàng giấy đƣợc sản xuất thay đổi nhanh theo năm, kéo theo lƣợng nƣớc thải công ty, xí nghiệp sản xuất giấy tăng nhanh Nhƣ không tránh khỏi trƣờng hợp nhiều sở sản xuất giấy xả thẳng nƣớc thải chƣa xử lý môi trƣờng, gây nguy hại lớn hệ sinh thái Công ty Cổ phần Giấy Việt Trì đơn vị hoạt động lâu năm ngành giấy thành tựu mà Công ty đóng góp đƣợc cho ngành giấy không nhỏ Với mục tiêu không ngừng vƣơn xa, Công ty ngày thay đổi công nghệ sản xuất nhƣ bắt kịp với “sản xuất hơn”, năm gần thu đƣợc kết rõ rệt Trong quy mô mức vừa, Công ty Cổ phần Giấy Việt Trì có đóng góp lớn vào phát triển kinh tế khu vực Tuy nhiên với phát triển lớn mạnh đó, lƣợng nƣớc thải thải hàng ngày Công ty tăng nhanh không đƣợc xử lý kịp thời gây ô nhiễm môi trƣờng xung quanh Xử lý nƣớc thải vấn đề cấp bách tất công ty, sở sản xuất giấy Có nhiều phƣơng pháp xử lý nƣớc thải giấy: phƣơng pháp xử lý hóa - lý, phƣơng pháp xử lý sinh học,… Tuy nhiên để lựa chọn đƣợc phƣơng pháp phù hợp mang lại hiệu cao cho loại nƣớc thải sở sản xuất lại vấn đề khó khăn Công ty Cổ phần Giấy Việt Trì gặp phải khó khăn Do vậy, việc nghiên cứu biện pháp xử lý nƣớc thải Công ty Cổ phần Giấy Việt Trì vấn đề cần thiết Từ lý trên, tiến hành thực đề tài: “Nghiên cứu thử nghiệm số phương pháp hóa lý đề xuất mô hình xử lý nước thải Công ty Cổ phần Giấy Việt Trì, thành phố Việt Trì, tỉnh Phú Thọ” với mục đích tìm hiểu quy trình sản xuất; nghiên cứu đặc tính dòng thải; thử nghiệm số biện pháp hóa - lý nƣớc thải Công ty; từ xây dựng mô hình xử lý nƣớc thải phù hợp với điều kiện Công ty khu vực nghiên cứu CHƢƠNG TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Khái quát ngành Công nghiệp giấy Việt Nam 1.1.1 Thực trạng ngành Công nghiệp giấy Việt Nam Hiện với phát triển nhanh xã hội, nhu cầu đƣợc sử dụng giấy ngƣời ngày tăng cao Để đáp ứng tốt đƣợc nhu cầu khách hàng, công ty, doanh nghiệp sản xuất giấy nƣớc luôn phải cạnh tranh khốc liệt số lƣợng lẫn chất lƣợng sản phẩm đầu Tuy nhiên chƣa có bƣớc nên nhìn chung ngành Công nghiệp giấy nƣớc ta vào thời điểm gặp phải nhiều khó khăn Theo Hiệp hội Giấy Bột giấy Việt Nam, nƣớc có khoảng 300 nhà máy giấy, nhƣng đa số quy mô nhỏ trung bình, công nghệ lỗi thời Thời gian qua, dù số dự án lớn ngành Công nghiệp giấy đƣợc triển khai nhƣng triệu giấy đƣợc tiêu dùng nƣớc năm có tới 48,2 % nhập từ nƣớc Đối với bột giấy, dù lực sản xuất đạt dƣới 438.000 nhƣng lại chủ yếu đƣợc bù đắp nhờ nhập khẩu, doanh nghiệp hoạt động công xuất tối thiểu (khoảng 20 – 25%) [2] Ngoài ra, bất cập chung ngành công nghiệp mũi nhọn mà ngành Công nghiệp giấy Việt Nam không tránh khỏi thực trạng "xuất thô” Trong tƣợng sụt giảm nguyên liệu phá rừng, thiên tai xảy hàng năm nhƣng năm Việt Nam xuất dƣới triệu dăm khô từ gỗ rừng trồng (chỉ đứng sau Australia) Các nƣớc mua nguyên liệu thô Việt Nam sản xuất thành phẩm, sau nhập trở lại Việt Nam với giá thành cao Mặc dù gặp nhiều khó khăn, nhƣng Tổng Công ty Giấy Việt Nam đạt đƣợc thành tựu định năm 2012: giá trị sản xuất công nghiệp đạt 1.300 tỷ, 98,8% năm 2011; tổng doanh thu đạt 3.300 tỷ, 108,1% năm 2011 Tuy nhiên, nộp ngân sách năm 2012 đạt 81 tỷ, 64,4% so với năm 2011; lợi nhuận năm 2012 đạt 46 tỷ, 55% so với năm 2011 [2] Để khắc phục yếu tồn ngành giấy, Tổng Công ty Giấy Việt Nam đạo đơn vị thành viên thay dần thiết bị cũ, hiệu quả; không vận hành tình trạng non tải; giảm thiểu nhiệt cách bảo ôn đƣờng ống; sử dụng lò đốt đa năng, cải tiến công nghệ, quy trình vận hành, bảo dƣỡng máy móc, thiết bị để nâng cao hiệu suất Bên cạnh đó, ngành giấy đƣa biện pháp giảm tiêu thụ điện nhƣ: bố trí mặt nhà xƣởng hợp lý, giảm tối đa cự ly tải điện; tránh dùng máy bơm, quạt lớn, chọn lựa thiết bị có hiệu suất cao, có nhiều chế độ làm việc; sử dụng hiệu hệ thống chiếu sáng, hệ thống nén;… Thực tế chứng minh, số giải pháp đƣợc áp dụng đem lại hiệu cao, nhƣ: cải tạo hệ thống đối lƣu để tăng hiệu thu hồi bụi, tăng hiệu suất lò, tiết kiệm than, điện Để khắc phục tình trạng thiếu nguyên liệu, ngành sản xuất giấy Việt Nam phát triển mạnh lĩnh vực tái chế giấy Tỷ lệ thu hồi giấy qua sử dụng dùng làm nguyên liệu tổng nguyên liệu sản xuất giấy Việt Nam 70% Gần 100% giấy bao bì, 90% giấy tissue 60% giấy in báo làm từ giấy tái chế [3] Bộ Công thƣơng dự báo: năm sản lƣợng giấy nƣớc dự kiến đạt 2,18 triệu giấy loại; tăng 17,7% so với năm 2012 Cộng thêm khoảng 1,3 triệu giấy nhập nguồn cung giấy thị trƣờng nƣớc dồi Năm 2013, nhu cầu tiêu dùng giấy loại nƣớc đạt triệu tấn, tăng nhẹ so với mức tiêu thụ năm 2012 (là 2,9 triệu tấn) Với khó khăn nhƣ thuận lợi trên, ngành Công nghiệp giấy cần phải đầu tƣ, đẩy mạnh để sớm trở thành ngành công nghiệp mũi nhọn tƣơng lai đất nƣớc [2] 1.1.2 Đặc tính nƣớc thải sản xuất giấy Để tìm hiểu tính chất nƣớc thải sản xuất giấy, khóa luận phân tích đặc điểm dòng thải công đoạn sản xuất nhƣ sau: - Dòng thải rửa nguyên liệu bao gồm chất hữu hòa tan, đất đá, thuốc bảo vệ thực vật, vỏ cây,… - Dòng thải trình nấu rửa sau nấu chứa phần lớn chất hữu hòa tan, chất nấu phần xơ sợi Dòng thải có màu tối nên thƣờng đƣợc gọi dịch đen - Dòng thải từ công đoạn tẩy nhà máy sản xuất bột giấy phƣơng pháp hóa học bán hóa chứa chất hữu cơ, lignin hòa tan hợp chất tạo thành chất dạng độc hại Dòng thƣờng có hàm lƣợng BOD5, COD cao - Dòng thải từ trình nghiền bột xeo giấy chủ yếu chứa xơ sợi mịn, bột giấy dạng lơ lửng chất phụ gia nhƣ nhựa thông, phẩm màu, cao lanh Dòng thải thƣờng có hàm lƣợng TSS cao - Dòng thải từ khâu rửa thiết bị, rửa sàng, dòng chảy sàn nhà có chứa chất lơ lửng chất rơi vãi - Nƣớc ngƣng trình cô đặc hệ thống xử lý thu hồi hóa chất từ dịch đen Mức ô nhiễm nƣớc ngƣng phụ thuộc vào loại gỗ, công nghệ sản xuất - Nƣớc thải sinh hoạt làm tăng nồng độ BOD5, nguy có vi sinh vật nguy hại Nhƣ vậy, nƣớc thải nhà máy sản xuất giấy có hàm lƣợng BOD5, COD, TSS cao Đặc biệt nƣớc chứa kim loại nặng, lignin (dịch đen), phẩm màu, xút,… Đây hợp chất có độc tính sinh thái cao mang nguy gây ung thƣ, khó phân hủy môi trƣờng 1.2 Các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải sản xuất giấy 1.2.1 Một số phƣơng pháp xử lý nƣớc thải sản xuất giấy Đặc tính nƣớc thải sản xuất giấy đa dạng, phụ thuộc nhiều vào nguồn nguyên liệu đầu vào, quy trình sản xuất công nghệ xử lý Vì vậy, trƣớc thải môi trƣờng, nƣớc thải sản xuất giấy cần phải đƣợc xử lý phƣơng pháp thích hợp Một cách tổng quát, phƣơng pháp xử lý nƣớc thải sản xuất giấy đƣợc chia thành nhóm sau: phƣơng pháp xử lý học, phƣơng pháp xử lý hóa - lý phƣơng pháp xử lý sinh học a Phƣơng pháp xử lý học Bao gồm trình sàng lọc loại bỏ tạp chất thô, cát thô làm lắng sơ Đầu tiên dòng thải đƣợc đƣa qua song chắn rác để loại bỏ tạp chất thô, có kích thƣớc lớn Sau tiếp tục qua bể lắng Lắng trình làm công nghệ xử lý nƣớc nhằm loại bỏ phần lớn hạt lơ lửng không tan nƣớc có kích thƣớc lớn 10-4 mm [8] Bể điều hòa đƣợc sử dụng nhằm mục đích điều hòa lƣu lƣợng, nồng độ dòng nƣớc cần xử lý trƣớc vào công trình xử lý tiếp theo; đồng thời kiểm soát pH để tạo điều kiện cho trình xử lý sinh học, hóa học diễn thuận lợi Lọc phƣơng pháp xử lý học, trình làm nƣớc thông qua lớp vật liệu lọc nhằm tách hạt cặn lơ lửng, hạt keo vi sinh vật nƣớc Vật liệu lọc thƣờng đƣợc sử dụng phƣơng pháp lọc: cát, sỏi, than, xỉ, hạt xốp,… b Phƣơng pháp xử lý hóa - lý Có nhiều phƣơng pháp xử lý hóa - lý thƣờng đƣợc áp dụng xử lý nƣớc thải sản xuất giấy: phƣơng pháp trung hòa, phƣơng pháp keo tụ - tủa bông, phƣơng pháp tuyển nổi,… Nƣớc thải chứa axit vô kiềm cần đƣợc trung hòa đƣa giá trị pH khoảng trung tính trƣớc thải vào nguồn tiếp nhận sử dụng cho công nghệ xử lý Khi ngƣời ta áp dụng phƣơng pháp trung hòa để xử lý Trung hòa nƣớc thải chứa axit thực đƣợc nhiều cách: trộn lẫn nƣớc thải axit nƣớc thải kiềm; bổ sung tác nhân hóa học; lọc nƣớc thải axit qua vật liệu có tác dụng trung hòa;… Keo tụ - tủa phƣơng pháp thông dụng để xử lý nƣớc thải giấy Trong phƣơng pháp ngƣời ta dùng loại phèn nhôm, phèn sắt hay hỗn hợp hai loại phèn với sữa vôi, mục đích khử COD, TSS Các hợp chất bị keo tụ lắng xuống tạo thành lớp bùn cặn dƣới đáy bể Ƣu điểm phƣơng pháp khử hoàn toàn đƣợc hạt nhỏ, nhẹ, lắng chậm thời gian ngắn Trái ngƣợc với nguyên lý keo tụ - tủa bông, phƣơng pháp tuyển tách tạp chất khỏi dòng thải cách sục bọt khí nhỏ vào pha lỏng Các bọt khí kết dính với hạt cặn Khi khối lƣợng riêng tập hợp bọt khí cặn nhỏ khối lƣợng riêng nƣớc, cặn theo bọt lên bề mặt Hiệu suất trình phụ thuộc vào số lƣợng, kích thƣớc bọt khí, hàm lƣợng chất rắn [14] c Phƣơng pháp xử lý sinh học Một phần chất nƣớc thải sản xuất giấy có khả phân hủy sinh học Trong số trƣờng hợp dòng thải có chứa chất hữu khó phân hủy số chất có khả gây hại cho vi sinh vật trƣớc đƣa dòng thải vào xử lý sinh học, nƣớc thải cần đƣợc khử chất độc hại giảm tỷ lệ chất khó phân hủy sinh học phƣơng pháp xử lý cục Các phƣơng pháp sinh học thƣờng đƣợc áp dụng cho xử lý nƣớc thải sản xuất giấy phƣơng pháp bùn hoạt tính, lọc sinh học kết hợp xử lý sinh học nhiều bậc Quá trình xử lý sinh học với bùn hoạt tính hiếu khí kỵ khí đƣợc sử dụng để xử lý nƣớc thải sản xuất giấy với hiệu cao Tuy nhiên, nhƣợc điểm phƣơng pháp thời gian xử lý dài hiệu xử lý hợp chất hữu khó phân hủy đạt mức thấp Hiện nƣớc thải giấy thƣờng đƣợc xử lý cách kết hợp trình xử lý sinh học trình keo tụ - tủa Quá trình xử lý sinh học giúp loại bỏ hợp chất hữu có khả phân hủy sinh học xử lý phần hợp chất hữu khó phân hủy sinh học dƣới tác dụng trình sinh trƣởng phát triển vi sinh vật Giúp giảm bớt tải lƣợng trình keo tụ- tủa bông, tăng hiệu xử lý Do loại nƣớc thải có thành phần tính chất đặc trƣng riêng nên công nghệ xử lý tƣơng ứng khác Để xử lý trƣớc tiên ta phải tách riêng, xử lý sơ dòng thải nhằm loại bỏ tác nhân gây hại vi sinh vật nhập chung xử lý sinh học Nƣớc thải sản xuất giấy có nồng độ chất rắn lơ lửng cao, chứa nhiều hợp chất hữu có thành phần phức tạp khó phân hủy sinh học, có khả gây ức chế cho vi sinh vật Hơn nhiệt độ nƣớc thải sản xuất giấy cao, không thích hợp đƣa trực tiếp vào hệ thống xử lý sinh học Vì vậy, ta nên tiến hành xử lý hóa lý trƣớc đƣa dòng thải vào công trình xử lý sinh học nhằm loại trừ yếu tố gây hại tăng khả xử lý vi sinh vật 1.2.2 Chất keo tụ Polyaluminum Chloride (PAC) xử lý nƣớc thải phƣơng pháp keo tụ - tủa a Cơ chế keo tụ Keo tụ trình tập hợp chất rắn gây đục dạng keo (cặn lơ lửng, chất huyền phù) có kích thƣớc nhỏ (cỡ µm) khó lắng thành tập hợp có kích thƣớc dễ lắng Hạt keo phần tử nhỏ có kích cỡ từ 10 -6 đến 10-3 mm, khả lắng trọng lực Do hạt keo có diện tích bề mặt lớn nên có xu hƣớng hấp phụ chất nhƣ: phân tử nƣớc ion nên hạt keo lớn dần hay tích điện với môi trƣờng nƣớc xung quanh [6] Các hạt chất rắn gây đục tích điện môi trƣờng nhiều nguyên nhân Dấu điện tích bề mặt chúng phụ thuộc vào pH môi trƣờng: điểm đẳng điện bề mặt tích điện âm, dƣới điểm đẳng điện tích điện dƣơng Trong môi trƣờng nƣớc tự nhiên, khoảng pH thƣờng gặp từ - 9, chất gây đục có thành phần hóa học chủ yếu vô nên phần lớn chúng tích điện âm Trong chuyển động, phần tử tích điện âm va chạm lẫn nhau, động chúng thắng đƣợc lực đẩy, chúng tạo đƣợc tập hợp lớn lắng đƣợc Tuy nhiên phần lắng đƣợc chế chiếm tỷ lệ thấp Muốn để chúng lắng đƣợc trƣớc hết cần khử điện tích bề mặt để chúng không đẩy tạo điều kiện cho chúng tạo thành tập hợp lớn Để khử điện tích bề mặt ngƣời ta dùng chất keo tụ, chủ yếu muối nhôm, muối sắt số trƣờng hợp dùng polyme tích điện dƣơng Sau khử điện tích (khử tính bền) chúng co cụm lại nhờ chế độ thủy động (khuấy) hợp lý đƣa vào chất trợ keo tụ để làm tăng trình co cụm [6] Quá trình keo tụ đƣợc trải qua bƣớc nhƣ sau: có đƣợc môi trƣờng pH phù hợp cho trình hấp phụ cấu tử nhôm bề mặt chất gây đục, tƣợng keo tụ xảy Quá trình hấp phụ xảy hệ có độ phân tán cao nên tốc độ hấp phụ lớn Nếu hệ đƣợc khuấy trộn tốt, thời gian đạt tới cân tính phút Bản thân chất keo tụ muối nhôm tự kết tủa lắng Khi nồng độ huyền phù thấp chất gây đục khó tạo thành tập hợp để lắng Có thể thêm vào hệ lƣợng chất keo tụ nhằm tăng khả kết tủa Khi nồng độ chất keo tụ cao đạt mức siêu bão hòa tự kết tủa lắng, đồng thời theo hạt đục lắng Tiếp theo, trình keo tụ đƣợc trải qua chế hấp phụ tạo cầu liên kết hạt keo (gồm phản ứng) Sau hạt huyền phù đƣợc khử điện tích bề mặt chúng co cụm lại thành tập hợp lớn Quá trình diễn chậm Để thúc đẩy nhanh ngƣời ta thƣờng sử dụng thêm số chất trợ lắng [5] b Chất keo tụ Polyaluminum Chloride (PAC) Một chất keo tụ hệ mới, tồn dƣới dạng polime vô Poli nhôm clorua (Polime aluminium chloride), thƣờng viết tắt PAC (hoặc PACl) Hiện nay, nƣớc tiên tiến, ngƣời ta sản xuất PAC với lƣợng lớn sử dụng rộng rãi để thay phèn nhôm sunfat xử lý nƣớc sinh hoạt đặc biệt xử lí nƣớc thải PAC có công thức tổng quát [Al2(OH)nCl6.n x H2O]m (trong m 100 x 106 1,0 V đƣợc tính theo giá trị trung bình dung tích hồ, ao, đầm tiếp nhận nƣớc thải 03 tháng khô kiệt 03 năm liên tiếp (số liệu quan Khí tƣợng Thủy văn quốc gia) Trƣờng hợp hồ, ao, đầm số liệu dung tích áp dụng giá trị hệ số Kq = 0,6 Sở Tài nguyên Môi trƣờng định đơn vị có tƣ cách pháp nhân đo dung tích trung bình 03 tháng khô kiệt năm để xác định giá trị hệ số Kq 2.3.3 Đối với nguồn tiếp nhận nƣớc thải vùng nƣớc biển ven bờ giá trị hệ số Kq = 1,3 Đối với nguồn tiếp nhận nƣớc thải vùng nƣớc biển ven bờ dùng cho mục đích bảo vệ thủy sinh, thể thao giải trí dƣới nƣớc giá trị hệ số Kq= 2.4 Giá trị hệ số lƣu lƣợng nguồn thải Kf Giá trị hệ số lƣu lƣợng nguồn thải Kf đƣợc quy định Bảng dƣới 66 Bảng 4: Giá trị hệ số Kf ứng với lƣu lƣợng nƣớc thải Lƣu lƣợng nƣớc thải (F) Giá trị hệ số Kf Đơn vị tính: mét khối/ngày đêm (m3/24 h) F ≤ 50 1,2 50 < F ≤ 500 1,1 500 < F ≤ 5000 1,0 F > 5000 0,9 PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH Phƣơng pháp xác định giá trị thông số ô nhiễm nƣớc thải Công nghiệp giấy bột giấy thực theo hƣớng dẫn tiêu chuẩn quốc gia tiêu chuẩn phân tích tƣơng ứng tổ chức quốc tế: - TCVN 6492:1999 - Chất lƣợng nƣớc - Xác định pH - TCVN 6001:1995 (ISO 5815:1989) Chất lƣợng nƣớc - Xác định nhu cầu oxy sinh hóa sau ngày (BOD5) Phƣơng pháp cấy pha loãng; - TCVN 6491:1999 (ISO 6060:1989) Chất lƣợng nƣớc - Xác định nhu cầu oxy hóa học (COD) - TCVN 6625:2000 (ISO 11923:1997) Chất lƣợng nƣớc - Xác định chất rắn lơ lửng cách lọc qua lọc sợi thủy tinh - TCVN 4558:1988 - Chất lƣợng nƣớc - Phƣơng pháp xác định màu mùi; - TCVN 6493:1999 (ISO 9562:1989) - Chất lƣợng nƣớc - Xác định halogen hữu dễ bị hấp thụ; Khi cần kiểm soát thông số khác, phƣơng pháp xác định theo tiêu chuẩn quốc gia hành phƣơng pháp phân tích tƣơng ứng tổ chức quốc tế 67 TỔ CHỨC THỰC HIỆN Tổ chức, cá nhân liên quan đến hoạt động sở sản xuất giấy bột giấy, dự án đầu tƣ sở sản xuất giấy bột giấy tuân thủ quy định Quy chuẩn Cơ quan quản lý nhà nƣớc môi trƣờng có trách nhiệm hƣớng dẫn, kiểm tra, giám sát việc thực Quy chuẩn Trƣờng hợp tiêu chuẩn quốc gia viện dẫn Quy chuẩn sửa đổi, bổ sung thay áp dụng theo văn 68 LỜI CẢM ƠN Sau thời gian làm việc nghiêm túc, đến khóa luận: “Nghiên cứu thử nghiệm số phương pháp hóa lý đề xuất mô hình xử lý nước thải Công ty Cổ phần Giấy Việt Trì, thành phố Việt Trì, tỉnh Phú Thọ” đƣợc hoàn thành Nhân dịp này, xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến ThS Bùi Văn Năng - Giảng viên Trƣờng Đại học Lâm nghiệp ngƣời định hƣớng ý tƣởng nghiên cứu tận tình bảo khoảng thời gian thực tập trƣờng Tôi xin đƣợc gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Ban Giám đốc Trung tâm Thí nghiệm - Thực hành, Khoa Quản lý Tài nguyên rừng & Môi trƣờng cán công nhân viên chức Công ty Cổ phần Giấy Việt Trì giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi để hoàn thành tốt khóa luận Bên cạnh đó, xin bày tỏ lòng biết ơn đến thầy cô giáo Khoa Quản lý Tài nguyên rừng & Môi trƣờng, ngƣời truyền đạt, hƣớng dẫn cho kiến thức quý báu suốt thời gian học tập trƣờng Cuối cùng, xin cảm ơn gia đình, ngƣời thân toàn thể bạn bè động viên, giúp đỡ toàn trình học tập thực khóa luận Hà Nội, ngày 19 tháng năm 2013 Sinh viên Lê Thị Giang 69 MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH ĐẶT VẤN ĐỀ CHƢƠNG TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Khái quát ngành Công nghiệp giấy Việt Nam 1.1.1 Thực trạng ngành Công nghiệp giấy Việt Nam 1.1.2 Đặc tính nƣớc thải sản xuất giấy 1.2 Các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải sản xuất giấy 1.2.1 Một số phƣơng pháp xử lý nƣớc thải sản xuất giấy 1.2.2 Chất keo tụ Polyaluminum Chloride (PAC) xử lý nƣớc thải phƣơng pháp keo tụ - tủa 1.2.3 Chất trợ lắng Polyacrylamide (PAA) xử lý nƣớc thải phƣơng pháp keo tụ - tủa 10 1.3 Giới thiệu chung Công ty Cổ phần Giấy Việt Trì 11 CHƢƠNG MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14 2.1 Mục tiêu nghiên cứu 14 2.2 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 14 2.2.1 Đối tƣợng nghiên cứu 14 2.2.2 Phạm vi nghiên cứu 14 2.3 Nội dung nghiên cứu 14 2.4 Phƣơng pháp nghiên cứu 15 2.4.1 Phƣơng pháp thu thập, phân tích tổng hợp tài liệu 15 70 2.4.2 Phƣơng pháp nghiên cứu khảo sát thực địa 15 2.4.3 Phƣơng pháp lấy mẫu, bảo quản vận chuyển mẫu 16 2.4.4 Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm (Phƣơng pháp khảo sát hiệu xử lý chất keo tụ PAC chất trợ lắng PAA số thông số nƣớc thải giấy) 16 2.4.5 Phƣơng pháp phân tích thông số phòng thí nghiệm 20 2.4.6 Phƣơng pháp xử lý số liệu, đánh giá kết nghiên cứu 23 CHƢƠNG ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ, XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU 26 3.1 Điều kiện tự nhiên 26 3.1.1 Vị trí địa lý 26 3.1.2 Đặc điểm địa hình 26 3.1.3 Điều kiện khí hậu 26 3.1.4 Thủy văn 27 3.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 27 3.2.1 Nông nghiệp 27 3.2.2 Công nghiệp 27 3.2.3 Dịch vụ 28 3.2.4 Giao thông 28 CHƢƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 29 4.1 Quy trình công nghệ sản xuất giấy Công ty Cổ phần Giấy Việt Trì 29 4.2 Chất lƣợng nƣớc thải sản xuất giấy lựa chọn công nghệ xử lý nƣớc thải Công ty Cổ phần Giấy Việt Trì 32 4.2.1 Đánh giá chất lƣợng nƣớc thải 33 4.2.2 Lựa chọn công nghệ xử lý 36 4.3 Khả xử lý nƣớc thải sản xuất giấy chất keo tụ PAC chất trợ lắng PAA 37 4.3.1 Hiệu xử lý nƣớc thải sản xuất giấy chất keo tụ PAC 37 71 4.3.2 Hiệu xử lý nƣớc thải sản xuất giấy chất keo tụ PAC kết hợp chất trợ lắng PAA 40 4.3.3 So sánh hiệu suất xử lý số thông số nƣớc thải giấy hai phƣơng pháp hóa lý 43 4.4 Đề xuất mô hình xử lý nƣớc thải giấy Công ty Cổ phần Giấy Việt Trì 49 4.4.1 Nghiên cứu lựa chọn phƣơng pháp xử lý 49 4.4.2 Đề xuất mô hình xử lý 51 CHƢƠNG KẾT LUẬN - TỒN TẠI - KIẾN NGHỊ 58 5.1 Kết luận 58 5.2 Tồn 59 5.3 Kiến nghị 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC 72 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, TỪ VIẾT TẮT AOX : Absorbable Organically Bound Halogens (Các Halogen hữu dễ bị hấp thụ) BOD5 : Biochemical Oxygen Demand (Nhu cầu ôxy sinh hóa) BTNMT : Bộ Tài nguyên Môi trƣờng COD : Chemical Oxygen Demand (Nhu cầu ôxy hóa học) DO : Dissolvent Oxygen (Hàm lƣợng ôxy hòa tan) Đ/C : Đối chứng ISO : International Organization for Standardization NXB : Nhà xuất PAC : Polyaluminum Chloride PAA : Polyacrylamide QCVN : Quy chuẩn Việt nam TDS : Toltal Dissolved Solid (Tổng chất rắn hòa tan) TCCP : Tiêu chuẩn cho phép TCVN : Tiêu chuẩn Việt nam TSS : Toltal Suspended Solid (Tổng chất rắn lơ lửng) UBND : Ủy ban nhân dân VNĐ : Việt Nam đồng 73 DANH MỤC BẢNG Bảng 4.1 Kết phân tích tiêu trƣớc xử lý 34 Bảng 4.2 Hiệu xử lý nƣớc thải sản xuất giấy Công ty Cổ phần Giấy Việt Trì chất keo tụ PAC 38 Bảng 4.3 Hiệu xử lý nƣớc thải sản xuất giấy Công ty Cổ phần Giấy Việt Trì chất keo tụ PAC kết hợp chất trợ lắng PAA 41 Bảng 4.4 Các thông số nƣớc thải qua bể lắng sơ cấp 54 Bảng 4.5 Các thông số nƣớc thải qua bể keo tụ kết hợp lắng 55 Bảng 4.6 Các thông số nƣớc thải qua bể aerotank 56 74 DANH MỤC HÌNH Hình 4.1 Quy trình công nghệ sản xuất giấy Công ty Cổ phần Giấy Việt Trì 29 Hình 4.2 Mẫu nƣớc thải sau xử lý chất keo tụ PAC 40 Hình 4.3 Mẫu nƣớc thải sau xử lý chất keo tụ PAC Error! Bookmark not defined Hình 4.4 Mẫu nƣớc thải sau xử lý PAC kết hợp PAA 43 Hình 4.5 Mẫu nƣớc thải sau xử lý PAC kết hợp PAA Error! Bookmark not defined Hình 4.6 Hiệu suất xử lý TSS mức xử lý hai thí nghiệm 44 Hình 4.7 Hiệu suất xử lý BOD5 mức xử lý hai thí nghiệm 45 Hình 4.8 Hiệu suất xử lý COD mức xử lý hai thí nghiệm 46 Hình 4.9 Hàm lƣợng bùn cặn mức xử lý hai thí nghiệm 47 Hình 4.10 Biểu đồ biểu diễn tốc độ lắng mức xử lý hai thí nghiệm 48 Hình 4.11 Mô hình xử lý nƣớc thải giấy Công ty Cổ phần Giấy Việt Trì 51 75 TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM KHOA QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG & MÔI TRƯỜNG ====================oOo==================== TÓM TẮT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Tên khóa luận: “Nghiên cứu thử nghiệm số phương pháp hóa lý đề xuất mô hình xử lý nước thải Công ty Cổ phần Giấy Việt Trì, thành phố Việt Trì, tỉnh Phú Thọ” Sinh viên thực hiện: Lê Thị Giang Giáo viên hƣớng dẫn: Th.S Bùi Văn Năng Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu khóa luận: - Đánh giá đƣợc khả xử lý nƣớc thải sản xuất giấy Công ty Cổ phần Giấy Việt Trì chất keo tụ PAC kết hợp chất trợ lắng PAA điều kiện phòng thí nghiệm - Đề xuất đƣợc mô hình xử lý nƣớc thải sản xuất giấy phù hợp với điều kiện Công ty Nội dung nghiên cứu Khóa luận tiến hành nghiên cứu nội dung sau: - Nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất hệ thống xử lý nƣớc thải Công ty Cổ phần Giấy Việt Trì - Đánh giá đặc tính nƣớc thải sản xuất giấy Công ty - Nghiên cứu thử nghiệm khả xử lý nƣớc thải sản xuất giấy Công ty chất keo tụ PAC chất trợ lắng PAA - Đề xuất mô hình xử lý nƣớc thải phù hợp với điều kiện Công ty 76 Những kết đạt đƣợc Qua nghiên cứu khóa luận đạt đƣợc kết nhƣ sau: - Công ty Cổ phần Giấy Việt Trì ngày hoàn thiện phát triển mạnh mẽ Với nỗ lực không ngừng mình: thay đổi dây chuyền sản xuất đại, áp dụng “sản xuất hơn” sản xuất, sử dụng chủ yếu giấy tái chế bột giấy thay cho nguyên liệu thô,… Công ty mang lại nhiều lợi ích to lớn cho khu vực - Nƣớc thải phát sinh từ hoạt động sản xuất giấy Công ty có tính chất phức tạp Tuy xây dựng hệ thống xử lý nƣớc thải nhƣng phần lớn nƣớc thải sau sản xuất Công ty đƣợc xả trực tiếp môi trƣờng, gây nguy hại đến chất lƣợng môi trƣờng xung quanh - Qua trình nghiên cứu thử nghiệm khả xử lý nƣớc thải số phƣơng pháp hóa - lý nƣớc thải giấy Công ty cho thấy: sử dụng chất keo tụ PAC cho hiệu xử lý tốt sử dụng chất keo tụ PAC kết hợp chất trợ lắng PAA Mức nồng độ PAC mang lại hiệu suất xử lý nƣớc thải giấy tốt 200 mg/L - Từ kết nghiên cứu, khóa luận tiến hành xây dựng mô hình xử lý nƣớc thải phù hợp cho Công ty 77 ... nghiệm số phương pháp hóa lý đề xuất mô hình xử lý nước thải Công ty Cổ phần Giấy Việt Trì, thành phố Việt Trì, tỉnh Phú Thọ với mục đích tìm hiểu quy trình sản xuất; nghiên cứu đặc tính dòng thải; ... Công ty Cổ phần Giấy Việt Trì, thành phố Việt Trì, tỉnh Phú Thọ - Đánh giá đặc tính nƣớc thải sản xuất giấy Công ty - Nghiên cứu thử nghiệm khả xử lý nƣớc thải sản xuất giấy Công ty chất keo tụ... tƣợng phạm vi nghiên cứu 2.2.1 Đối tƣợng nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu khóa luận: - Nƣớc thải sản xuất giấy Công ty Cổ phần Giấy Việt Trì, thành phố Việt Trì, tỉnh Phú Thọ - Các hóa chất đƣợc