PHƯƠNG ÁN CẢI TẠO, ĐẦU TƯ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI trong sản xuất giấy , giấy bao bì công nghiệp , giấy xi măng . Đặc tính nước thải của các nhà máy sản xuất giấy bao bì công nghiệp chủ yếu từ giấy loại (OCC) có hàm lượng chất rắn lơ lửng cao, pH, COD biến động rất lớn nên phải có giai đoạn hóa lý để đảm bảo không gây tình trạng sốc tải cho giai đoạn xử lý sinh học tiếp theo.
Trang 1CÔNG TY CỔ PHẦN CÔNG NGHỆ ABC
************&************
PHƯƠNG ÁN CẢI TẠO, ĐẦU TƯ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI
HÀ NỘI, 2018
Trang 2PHẦN 1 – CƠ SỞ THIẾT KẾ
1.1 Giới thiệu về đơn vị đầu tư
Tên công ty: Công ty Cổ phần Giấy Mục Sơn
Địa chỉ: Thị trấn Lam Sơn, Huyện Thọ Sơn, Tỉnh Thanh Hóa
Sản phẩm chính: Các tông lớp mặt và giấy làm lớp sóng
Nguyên liệu sử dụng:
- Bột giấy: giấy loại (OCC) và bột giấy kraft chưa tẩy trắng nhập khẩu
- Hóa chất phụ gia: keo chống thấm, phẩm màu, tinh bột biến tính, và các phụ gia hóa chất khác
Công suất sản xuất:
- Các tông lớp mặt: tấn/năm
- Giấy làm lớp sóng: tấn/năm
1.2 Cơ sở thiết kế
1.2.1 Thông tin thiết kế
Tổng lượng nước thải cần xử lý trong 1 ngày đêm: m3/ngày
Nước thải đầu vào: theo số liệu thống kê của tổng cục môi trường (2011), nước thải của các nhà máy sản xuất giấy bao bì công nghiệp từ nguyên liệu giấy loại như trong bảng 1
Bảng 1 – Thông số ô nhiễm của nước thải và quy định của Việt Nam
TT Các thông số Đơn vị Kết quả mức B đơn vị đang sản xuất QCVN 12/2015/BTNMT,
3 BOD5 mg/l 520 - 3085 ≤ 100
5 Độ màu Pt-Co 1.058 – 9.500 ≤ 250
Chú thích: “-“ không có giá trị đo
Như vậy theo quy chuẩn của QCVN 12 :2015/BTNMT, nước thải của nhà máy có các thông số ô nhiễm (trừ giá trị pH) lớn hơn rất nhiều so với giới hạn cho phép
Để có thể tính toán chính xác về các hạng mục xây dựng, đặc tính kỹ thuật của các trang thiết bị và chế độ công nghệ vận hành cần thiết phải khảo sát xác định các thông số
ô nhiễm của nước thải trước khi vào hệ thống xử lý
Trang 31.2.2 Chất lượng nước thải sau xử lý
Chất lượng nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn QCVN 12:2008/BTNMT, cột
B1với một số chỉ tiêu cơ bản được nêu trong bảng 2
Bảng 2 – Chất lượng nước sau xử lý
TT Thông số Đơn vị Cột B1 - QCVN12:2015/BTNMT Giá trị giới hạn
4 Chất rắn lơ lửng, min mg/l 100
5 Độ màu, min Pt-Co 200
6 Halogen hữu cơ, min mg/l 15
7 Dioxin, min pgTEQ/l 30
Lưu ý:
Chúng tôi sẽ đảm bảo chất lượng nước thải đầu ra đạt tiêu chuẩn như đã nêu trên với các điều kiện sau:
1) Bộ phận xử lý nước thải được vận hành và bảo trì theo hướng dẫn của
chúng tôi
2) Các thông số ô nhiễm của nước thải đầu vào không cao hơn giá trị xác
định được khi khảo sát phân tích nước thải đầu vào của Công ty
3) Lưu lượng nước thải đầu vào không lớn hơn giá trị xác định được khi khảo
sát nước thải đầu vào của Công ty
1.3 Phương pháp luận cho công tác thiết kế
Đặc tính nước thải của các nhà máy sản xuất giấy bao bì công nghiệp chủ yếu từ giấy loại (OCC) có hàm lượng chất rắn lơ lửng cao, pH, COD biến động rất lớn nên phải có giai đoạn hóa lý để đảm bảo không gây tình trạng sốc tải cho giai đoạn xử lý sinh học tiếp theo
Hiện tại, nhà máy đã có hệ thống xử lý hóa lý trước khi thải vào các hồ sinh học Tuy nhiên, hệ thống thiết bị chưa thực sự phù hợp nên không phát huy được hiệu quả xử lý Nước thải tại các hồ sinh học không đạt yêu cầu xả thải theo QCVN 12/2015/BTNMT, đặc biệt còn phát sinh mùi hôi thối, khó chịu cho một diện tích không nhỏ
Nhằm tận dụng tối đa các trang thiết bị và cơ sở vật chất hiện có của nhà máy, phương
án xử lý nước thải sẽ bao gồm hai công đoạn chính:
- Cải tạo, hoàn thiện hệ thống xử lý hóa lý để nước thải để đạt hiệu quả xử lý tối đa trước khi xả vào hệ thông hồ sinh học
- Xây dựng phương án công nghệ và thiết bị cho công đoạn xử lý sinh học Do các
hồ xử lý nước thải tại Nhà máy có khá sâu nên phương pháp sinh học được lựa chọn là: hồ tùy nghi được làm thoáng khí bề mặt Chất lượng nước thải đầu ra sau
hồ sinh học đạt yêu cầu xả thải theo QCVN 12/2015/BTNMT mức B1
Trang 4Xả vào nguồn tiếp nhận
Chắn rác thô
Sục khí chìm
Nước thải sinh
hoạt
PHẦN 2 CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI 2.1 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải
Lưu đồ công nghệ xử lý nước thải được trình bày trong hình 1
`
Hình 1- Lưu đồ công nghệ
Bùn dư
Ghi chú:
Đường nước thải Đường bùn Đường hóa chất
Bazơ
Polymer
Nước Thải nhà máy
Hố Bơm
Bể tuyển nổi
Bể chứa trung gian
Nước dư
Các hồ sinh học
Axit
Bể Chứa Bùn
Bể Điều Hòa
Polymer
Bánh bùn được chôn lấp hợp vệ sinh
Máy Ép Bùn
Lọc cát thay thế nước Tái sử dụng
sạch
Bột nổi
Trang 52.2Thuyết minh công nghệ
2.2.1 Nguồn nước thải
Các dòng nước thải từ các nguồn thải: đánh tơi thủy lực, xeo giấy, sinh hoạt được phân loại để tái sử dụng và xử lý tại các công đoạn khác nhau
2.2.2 Bể điều hòa
Nước thải sinh hoạt và nước thải xeo giấy được chạy theo trọng lực qua song chắn rác về hố gom nước thải và được bơm vào bể điều hòa để làm đồng đều nước thải và điều hòa lưu lượng Để tránh tình trạng lắng cặn, một hệ sục khí thô được lắp ở đáy bể điều hòa với nguồn cấp khí là máy thổi khí
2.2.3 Bể tuyển nổi DAF
Nước thải từ bể điều hòa được bơm cấp bơm lên bể tuyển nổi để tách loại phần lớn
xơ sợi giấy ra khỏi nước thải Tại đây, nhờ bổ sung chất keo tụ tạo bông và bọt khí mịn ở
áp lực cao, bột giấy và nước được tách thành hai pha riêng biệt Bột giấy tách loại được đưa về bể chứa bùn Nước thải sau khi tách bột được chảy về bể chứa trung gian
Nguyên lý hệ thống tuyển nổi
Tuyển nổi là một quá trình tách chọn lọc các chất phân tán trong hỗn hợp không đồng nhất bằng cách sử dụng các chất hoạt động bề mặt hoặc các chất thấm ướt Quá trình được sử dụng chủ yếu để tách các loại xơ sợi bột giấy, khử mực, quặng sunfit, cacbonat và các ôxit Quặng phosphat, apatit, và than cũng được tách bằng công nghệ tuyển nổi Quá trình tuyển nổi cũng được sử dụng rộng rãi trong việc xủa lý chất thải công nghiệp, các nhà máy xử lý nước để loại các chất béo, dầu mỡ và các chất rắn phân tán trong nước thải Các quá trình này được gọi là quá trình tuyển nổi khí hòa tan (Dissolved Air Flotation-DAF) Thực chất, quá trình DAF được sử dụng để loại bỏ sơ sợi giấy trong nước thải giấy, dầu mỡ trong nước thải của các nhà máy lọc dầu, hóa dầu, các nhà máy hóa chất, các nhà máy xử lý khí thiên nhiên và các cơ sở công nghiệp khác
Cấu tạo
Bể tuyển nổi (DAF) gồm thành bể làm bằng thép sơn phủ epoxy, bộ phận trung tâm cố định bằng MSEP, giá đỡ bộ phận quay (hỗ trợ gầu múc và thanh cạo đáy), ống dẫn nước trong và bộ điều khiển mức Cơ cấu gạt bùn đáy bể sẽ gạt bùn vào các hố bùn Một van lọc với bộ phận tự động mở để loại cặn Có thể quan sát bằng mắt độ dày của bùn nổi qua một cửa sổ trên thành bể ngay sát nền Mép ngoài bể và bộ phận cố định tại trung tâm hỗ trợ bộ phận quay và gầu múc Ống vào trung tâm cố định đuợc làm bằng thép không gỉ hỗ trợ các bộ phận hỗ trợ bên trong và cơ chế định tâm, đồng thời tiếp nhận bùn nổi từ gầu múc dạng xoắn
Bộ điều khiển mức
Trang 6Bộ điều khiển mức là một vòng điều chỉnh tràn nước, được gắn ở phía ngoài thành
bể Chiều cao của vòng này vừa tầm để điều khiển bằng tay Nó duy trì mức nước chính xác trong bể, điều chỉnh độ sâu của gầu múc và qua đó điều chỉnh tỉ lệ thải bùn của gầu múc dạng xoắn và độ đặc của bùn
Bộ phận cố định trung tâm
Bộ phận cố định trung tâm về bản chất là một khu vực tuyển nổi nhỏ Nước cấp đi vào phía đáy của khu tuyển nổi và dần dần tăng lên và tràn ra ngoài Bộ phận này cũng là một bộ phận hỗ trợ trung tâm và thiết bị định tâm cho khung đỡ
Khung đỡ
Khung đỡ gắn với gầu múc để loại bùn từ bề mặt của bể Bộ phận này chạy vòng quanh bể nhờ một hộp số-môtơ được gắn với trục bánh xích Bánh xích này chạy trên mép bể như các bánh lái hỗ trợ bê ngoài khác
Trung tâm của khung đỡ hỗ trợ và định tâm bằng một vòng bi chịu lực ở trung tâm Khung đỡ cũng nâng đỡ sàn nhà và cơ cấu gạt bùn Cơ cấu gạt bùn sẽ gạt tất cả các tạp chất vào hố bùn Bánh xích có vỏ bằng polyurethane chịu lực Mỗi đầu trục bánh xích được hỗ trợ bởi một gối cố định hoặc một gối di động
Gầu múc xoắn ốc
Gầu múc dạng xoắn được làm bằng thép không gỉ, sẽ múc các vật liệu nổi trên bề mặt nước để thải vào Bể trung tâm cố định Phía ngoài của gầu múc được hỗ trợ bởi một vòng bi gắn trên khung đỡ Phía trong của gầu múc được hỗ trợ bởi 2 bánh hỗ trợ trong Gầu múc hoạt động nhờ một hộp số liền trục gắn với đầu ra của gầu múc Điều khiển sơ
bộ tỉ lệ thải bùn bằng cách điều chỉnh mức nước để đảm bảo gầu múc chỉ loại bùn, không loại nước
Hố thu bùn
Có 2 hố bùn trên sàn Bất kỳ tạp chất nào vào bể rơi xuống nền sẽ được cào cho đến khi rơi vào 1 trong 2 hố, sau đó sẽ được đẩy vào 1 van tự động do một bộ phận định giờ điều khiển
Ống hòa trộn khí
Ống hòa tan khí được sử dụng để thông khí cho nước lọc, tạo ra các bong bóng khí
để tuyển nổi chất rắn lên bề mặt bể Nước vào ống hòa tan khí qua đường xoắn ốc và đi qua các miếng nhựa VYON xốp Không khí bị đẩy vào các lỗ nhỏ li ti của VYON và hòa trộn với nước và hòa tan trong nước Sự bão hòa đạt được do có bề mặt tiếp xúc với nước rộng
Trang 7Ống hòa tan khí được làm bằng thép mềm gắn mặt bích ở cả hai mặt, ống hòa tan gồm một hốc chứa nước, ống xả thải 1/2", ống xả cặn 1" và các hốc chứa khí nén 1/2" gồm các van an toàn Lắp bên trong ống hòa tan khí là một Panel Vyon
Hoạt động
Nước thải từ bể điều hòa được làm đồng đều rồi bơm vào bể tuyển nổi nhờ một bơm cấp loại li tâm cánh hở Trong bể tuyển nổi, nước được phân phối đều trong lòng bể nhờ thiết bị chia nước Khi mức nước trong bể đã ổn định, bơm cao áp sẽ hút nước dưới đáy bể để hòa trộn với không khí áp suất cao trong bộ hòa trộn khí Lượng khí này được cung cấp nhờ vào một máy nén khí Áp lực duy trì thường xuyên để hòa trộn là 4-6.5 kg/cm2 Sau khi hòa trộn nước và khí sẽ tạo thành các bọt khí có kích cỡ rất nhỏ Sau đó, chúng được đưa vào đường cấp của bơm cấp nước với áp xuất 2.5 – 4.5 kg/cm2 và đi vào
bể tuyển nổi Trong bể tuyển nổi sẽ xảy ra tương tác truyền đồng năng từ các bọt khí vào các huyền phù gây nên chuyển động hướng lên mặt nước của huyền phù Ngoài ra, bơm hóa chất cũng được sử dụng để đưa hóa chất vào bể tuyển nổi từ đường ống của bơm cấp
để tăng thêm hiệu quả hoạt động của quá trình tuyển nổi Một gầu múc dạng xoáy ốc được lắp đặt trên miệng bể tuyển nổi để đưa bột giấy ra ngoài nhờ đường ống thoát Bột này sẽ được quay vòng tái sử dụng Nước sau xử lý sẽ được đưa ra khỏi hệ thống nhờ một đường thoát riêng trong vòng ngăn cách của bể và chảy tới bể chứa
2.2.4 Bể chứa trung gian & bồn lọc áp lực
Nước thải sau khi chảy về bể chứa trung gian được phân thành hai hướng
Một lượng nước thải (… ) được bơm cấp bơm qua lọc cát để giảm chất lơ lửng trong nước thải xuống còn 20-30 mg/l Nước thải sau lọc cát được chảy về bể chứa nước sau lọc cát để tái sử dụng cho sản xuất
Lượng nước thải còn lại (… ) ở bể chứa trung gian được bơm vào hồ xử lý sinh học (ao hồ tùy nghi làm thoáng bề mặt)
2.2.5 Ao hồ tùy nghi làm thoáng bề mặt
Loại ao hồ này rất phổ biến trong thực tế Đó là loại kết hợp của hai quá trình song song: phân hủy hiếu khí các chất hữu cơ hòa tan có đều trong nước và phân hủy kỵ khí cặn lắng ở vùng đáy hồ
Đặc điểm của ao hồ tùy nghi xét theo chiều sâu có 3 vùng: lớp trên là vùng hiếu khí (vi sinh vật hiếu khí hoạt động), vùng giữa là vùng khị khí tùy tiện (vi sinh vật tùy nghi hoạt động) và vùng dưới đáy hồ là vùng khị khí (vi sinh vật lên men metan hoạt động)
Nguồn ôxi cung cấp cho quá trình ô xi hóa các chất hữu cơ nhiễm bẩn trong nước nhờ do:
Trang 8Làm thoáng khí tự nhiêu: cấp oxi chủ yếu do khuếch tán không khí qua mặt nước
do sóng gió và nhờ tảo quang hợp dước tác dụng của ánh sáng mặt trời
Làm thoáng khí nhân tạo: cấp oxi bằng khí nén, máy khuấy
Quá trình bảo dưỡng và vận hành hồ sinh học khá đơn giản, với ao hồ tùy nghi cần phải loại bùn và tảo và làm cỏ (khoảng vài tuần một lần)
2.2.6 Bể chứa bùn
Bùn (bột) từ bể tuyển nổi và bể hồ sinh học sẽ được bơm vào bể chứa bùn Tại bể chứa bùn, bùn được ổn định và phân hủy tiếp các thành phần chất hữu cơ trong bùn, trước khi được bơm lên máy ép bùn Nước dư phía trên sẽ tự chảy về hố bơm cho quá trình tái xử lý
2.2.7 Máy ép bùn băng tải (BFP)
Máy ép bùn băng tải được sử dụng nhằm tách nước ra khỏi bùn Đối với quá trình này, polymer sẽ được châm vào như là chất phụ trợ cho quá trình tách nước trong bùn Bùn sau khi tách nước ở dạng bánh sẽ được mang đi chôn lấp hoặc phơi khô rồi đốt trong
lò hơi
Trang 9PHẦN 3 - HẠNG MỤC XÂY DỰNG, VÀ THIẾT BỊ
Do chưa có tài liệu cung cấp về hiện trạng hệ thống xả thải của nhà máy, các hạng mục xây dựng và thiết bị, được xây dựng căn cứ theo công nghệ xử lý nước thải của nhà máy sản xuất giấy bao bì công nghiệp từ nguyên liệu chủ yếu là giấy loại có hai công đoạn chính:
tụ tuyển nổi;
CHƯƠNG 3 Công đoạn xử lý sinh học: ao hồ tùy nghi được làm thoáng khí bề mặt
Các thông số kỹ thuật của các hạng mục xây dựng và trang thiết bị sẽ được nêu chi tiết khi các các số liệu khảo sát, phân tích tại Công ty
3.1 Các hạng mục xây dựng
Các hạng mục xây dựng công nghệ và nhà được chỉ ra trong bảng 3
Bảng 3 – Hạng mục xây dựng bể công nghệ và nhà
TT Các hạng mục xây
Số lượng
Kích thước dài Rộng Cao,
sâu
1 Bể chứa nước đánh bột Bê tông cốt thép 1.0
2 Bể điều hòa Bê tông cốt thép 1.0
3 Bể chứa trung gian Bê tông cốt thép 1.0
4 Bể chứa sau lọc cát Bê tông cốt thép 1.0
5 Các hồ sinh học
-6 Bể chứa bùn Bê tông cốt thép 1.0
7 Bể chứa nước sạch Bê tông cốt thép 1.0
8 Phòng điều khiển - 1.0
10 Khu vực bồn lọc cát Mái tole, khung thép 1.0
11 Khu vực máy nén khí Mái tole, khung thép,
nền bê tông
1.0
12 Khu vực PCCC Mái tole, khung thép 1.0
13 Khu vực bể lọc nước
sạch
Mái tole, khung thép 1.0
14 Khu vực máy ép bùn Mái tole, khung thép 1.0
Diện tích đất xây dựng: m2
Trang 103.2 Thiết bị
Danh mục các thiết bị được trình bày trong bảng 4
Bảng 4 – Danh mực các thiết bị
1 Hố bơm
1.1 Song chắn rác Loại : tách rác cơ khí thông thường
Lưu lượng:
Khe hở: 5mm Vật liệu: thép không gỉ SS304
Cái 2
1.2 Bơm nước thải bể chứa
nước nghiền
Loại: Bơm chìm Công suất:
Cột áp:
Điện năng:
Cái 2
2 Bể chứa nước đánh
bột
2.1 Bơm cấp bể điều hòa Loại: Bơm chìm
Công suất:
Cột áp:
Điện năng:
Cái 2
3 Bể điều hòa
3.1 Bơm nước thải cấp lên
tuyển nổi
Loại: Bơm chìm Công suất:
Cột áp:
Điện năng:
Cái 2
3.2 Hệ sục khí chìm Ống đục lỗ 3mm nghiêng góc 45
độ, so le đối xứng qua tâm ống
3.3 Bơm định lượng hóa
chất
Lưu lượng:
Áp suất:
Công suât:
Cái 1
3.4 Bồn pha hóa chất và hệ
thống khuấy
Dung tích:
Tốc độ quay:
Công suất:
Cánh khuấy và trục: thép không gỉ SS304
Cái 1
Trang 114 Bể tuyển nổi
4.1 Bơm cao áp Lưu lượng:
Đường kính:
Chiều cao tác dụng:
Vật liệu: thép
4.2 Máy nén khí Lưu lượng:
Cột áp:
Công suất:
Cái 1
4.3 Bơm định lượng hóa
chất
Lưu lượng:
Áp suất max:
Công suất:
Cái 1
4.4 Bồn pha hóa chất kèm
máy khuấy
Lưu lượng:
Áp suất:
Công suất:
Cái 4
Dung tích:
Tốc độ quay:
Công suất:
Cánh khuấy và trục: thép không gỉ SS304
Bộ 4
5 Bể chứa trung gian
5.1 Bơm cấp lọc cát Lưu lượng:
Cột áp:
Công suất:
Cái 2
5.2 Bồn lọc cát Đường kính:
Chiều cao tổng:
Vật liệu: thép
Cái 1
5.3 Bơm rửa ngược Lưu lượng:
Cột áp:
Công suất:
Cái 1
5.4 Bơm nước tái sử dụng Lưu lượng:
Cột áp:
Công suất:
Cái 1
5.5 Bơm cấp hồ xử lý sinh Lưu lượng: Cái 2
Trang 12học Cột áp:
Công suất:
6.1 Thiết bị cấp khí Lưu lượng:
Cột áp:
Công suất:
6.2 Thiết bị loại bùn trong
các hồ
Lưu lượng:
Cột áp:
Công suất:
7 Bể chứa bùn
7.1 Bơm bùn đến máy ép
bùn
Loại: bơm chìm Lưu lượng:
Cột áp:
Công suất:
cái (1hđ/1dp)
2
8 Máy ép bùn
8.1 Máy ép bùn Loại: băng tải
Công suất:
Điện năng:
Cấu trúc của máy: thép không gỉ SS304
Bao gồm: tủ điều khiển
bộ 1
8.2 Bơm rửa Loại: bơm ly tâm
Lưu lượng:
Cột áp:
Công suất:
cái 1
8.3 Máng thu bùn Thể tích:
Vật liệu: Thép phủ epoxy
cái 1
8.4 Bồn chứa nước rửa
máy ép bùn
Thể tích:
Vật liệu: PVC
cái 1
8.5 Bồn chứa polymer Thể tích:
Vật liệu: PVC
bồn 1
8.6 Máy khuấy trộn trong
bồn polymer
a/ Động cơ giảm tốc Tốc độ ra của trục: 200-250v/p Công suất motor: 1.1kW, 380V/3ph/50Hz
b/ Cánh khuấy và trục: SS304
bộ 1
lượng
8.7 Bơm định lượng
polymer
Loại: màng Lưu lượng: 320 lít/giờ
cái 1